程序原本(三):计算系统——数,以及对数据的性质的思考(信息是有意义的数据)

阅读数:29 2019 年 9 月 28 日 17:26

程序原本(三):计算系统——数,以及对数据的性质的思考(信息是有意义的数据)

计算机系统的数与算,是基于数学与电子学而发展起来的。

首先,这里的数(number)并不复杂,我们也都知道是所谓的“0”与“1”。在这个“数”上的算法也很简单,是所谓的布尔运算。它们作为二值数的提出与基本运算的确立,基本可以视为是布尔在 1847~1848 年间的主要学术贡献。90 年之后(1938 年),香农在提交给麻省理工学院的硕士论文中,展示了布尔逻辑在电子学中的应用。又过了 10 年,香农首次提出使用 bit 这个词来表示二进制数字。1

1 这里涉及 4 篇重要的学术论文,包括乔治•布尔的《逻辑的数学分析——关于演绎推理的一篇随笔》(1847 年) 与《逻辑的演算》(1848 年),以及克劳德•艾尔伍德•香农的《继电器和开关电路的符号分析》(1938 年) 和《通信的数学原理》(1948 年)。

bit 这个词被创造出来,用于表示这样一个二进制数所能代表的信息量。“由于 1bit 表示的是可能存在的最小信息量,那么复杂一些的信息就可以用多位二进制数来表达”2

2 引自《编码:隐匿在计算机软硬件背后的语言》, Charles Petzold 著。关于二进制数、布尔逻辑以及与此相关的电子学知识,可以参阅该书第 9~14 章。

信息,是有意义的数据。3

3 数据是客观对象的表示;而信息则是数据内涵的意义,是数据的内容和解释。这里选择性地使用了这一释义,其原因在于“数据是表示”适宜作为对程序设计(特别是其中有关数据的表示法)的后续讨论的基本背景。

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