Informatika je vědecká disciplína, která se zabývá využitím, přenosem a zpracováním informací. Je důležité si uvědomit, že informatika jako věda nemusí být nutně spojena pouze s výpočetní technikou, ale zahrnuje i další vědecké obory, jako jsou například matematická informatika, informační technologie, bioinformatika, informační věda, teorie informace, sociální informatika a mnohé další. [1; 2; 3]
V dnešní době je samozřejmě základním nástrojem využívaným v informatice počítač (resp. výpočetní technika) a jeho programové vybavení, například textový editor, tabulkový procesor, grafický program a mnohé další. [4]
Na úvod je vhodné definovat několik základních pojmů, které je třeba znát pro pochopení klíčových vztahů v informatice.
Hodnoty získané měřením, pozorováním nebo zaznamenáním reálných jevů či skutečností nazýváme údaje. Jakékoli zaznamenané údaje v libovolné formě na paměťové médium (např. papír, hliněná tabulka, CD, SSD apod.), které umožňuje jejich přenos a další zpracování, nazýváme data. [4]
Pojem informace označuje jakákoli zpracovaná data, která snižují entropii (neboli neznalost). Jedná se o data, kterým přisuzujeme význam. Například číslo 30 samo o sobě nemá žádnou informační hodnotu. Pokud však označuje aktuální teplotu, stává se informací. (Je třeba zmínit, že samotný pojem „informace“ nemá přesně vymezenou a obecně uznávanou definici.) [4]
Posledním pojmem, se kterým se lze setkat a který vychází ze dvou předchozích, je pojem znalost. Znalost lze definovat jako: „Ucelený komplex informací o nějaké objektivní realitě. Jsou výsledkem poznávacího procesu, předpokladem uvědomělé činnosti a umožňují porozumět skutečnosti.“ [4]
Pokud bychom například porovnali aktuálně naměřenou teplotu s předchozími měřeními, mohli bychom pozorovat, jakým způsobem se teplota odchyluje například od průměrné teploty v jiných letech.
Vztah mezi pojmy data, informace a znalosti lze znázornit na následujícím diagramu. [4]
Základní jednotku informace stanovil Claude Elwood Shannon, který vycházel z předpokladu, že jakýkoli přenos informace patří do kategorie náhodných jevů. Své pojetí založil na následující definici: „Informace je míra množství neurčitosti nebo nejistoty o nějakém náhodném ději odstraněná realizací tohoto děje.“ [4]
Základní jednotkou byla stanovena jedna jednotka bit (z anglického binary digit, značka b), která může nabývat dvou hodnot – 1 nebo 0. Ve vztahu k informatice lze zjednodušeně chápat bit jako rozdíl mezi “stavem, kdy nevíme nic, a stavem, kdy víme všechno.” [2]
Tento princip je při technické realizaci velmi výhodný, protože tyto dva stavy lze jednoduše reprezentovat buď elektrickými jevy (např. nízké a vysoké napětí), nebo mechanickými prostředky (sepnutý či nesepnutý spínač). [2; 4]
Jeden bit však může nabývat pouze dvou hodnot, což je pro praktické využití nedostačující. Kombinací více bitů jsme schopni zvýšit počet možných stavů:
| počet bitů | počet možností | možnosti |
|---|---|---|
| 1b | 2 (2^1) | 0, 1 |
| 2b | 4 (2^2) | 00, 01, 10, 11 |
| 3b | 8 (2^3) | 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 |
| 4b | 16 (2^4) | 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111 |
| … | … | … |
| 8b | 256 (2^8) | 00000000, 00000001, 00000010, 00000011, 00000100, … |
Kódování čísel pomocí dvou prvků je v matematice označováno jako dvojková soustava (binární), stejně tak je možné se v některých případech setkat se soustavou šestnáctkovou (hexadecimální). Více k tomuto tématu naleznete zde: Číselné soustavy
Z historického hlediska byla vytvořena tzv. umělá jednotka jeden Byte (Bajt, B), která obsahuje 8 bitů. Celkové množství možností, které může jeden Byte reprezentovat, je 256 (2^8).
Překotným vývojem výpočetní techniky přestaly být základní jednotky dostatečné. V dnešní době je možné se setkat s několika násobnými jednotkami. Na rozdíl od standardních předpon soustavy SI, které vyjadřují násobky pomocí mocnin 10 (kilo – 10^3, mega – 10^6, …), by technicky správné jednotky měly využívat předpony vycházející z násobků mocnin se základem 2 (2^10 – ki [kibi], 2^20 – Mi [mebi], …). [4; 5]