Файл: Информация в материальном мире.pdf

Введение

Данная работа рассматривает методы работы с данными, определения определение данных, информации в материальном мире и их взаимосвязь между собой. Будут рассматриваться свойство информации. Подробно разъяснены основные структуры данных, формы существования информации, и её передачи, а также практическое применение информации

Что такое информация?

Понятие «информация»

Несмотря на то что с понятием информации мы сталкиваемся ежедневно, строгого и общепризнанного ее определения до сих пор не существует, поэтому вместо определения обычно используют понятие об информации: Понятия, в отличие от определений, не даются однозначно, а вводятся на примерах, причем каждая научная дисциплина делает это по-своему, выделяя в качестве основных компонентов те, которые наилучшим образом соответствуют ее предмету и задачам. При этом типична ситуация, когда понятие об информации, введенное в рамках одной научной дисциплины, может опровергаться конкретными примерами и фактами, полученными в рамках другой науки. Нередки также случаи, когда исходные компоненты, составляющие понятие информации, подменяют свойствами информационных объектов, например, когда понятие информации вводят как совокупность данных, которые «могут быть усвоены и преобразованы в знания».

Для информатики как технической науки понятие информации не может основываться на таких понятиях, как знание, и не может опираться только на объективность фактов и свидетельств. Средства вычислительной техники (СВТ) обладают способностью обрабатывать данные автоматически, без участия человека, соответственно СВТ не могут воспринимать эти данные как знания. Эти средства могут работать с искусственной, абстрактной и даже с ложной информацией, не имеющей объективного отражения ни в природе, ни в обществе. [1]

Итак, дадим информации собственное определение. Информация — это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов. Разобрав информацию на составные части – данные и методы их обработки, прежде чем их разбирать перейдем к её свойствам, ведь, как и всякий объект, информация тоже обладает свойствами.

Свойства информации

На свойства информации влияют как свойства данных, так и свойства методов, взаимодействующих с данными в ходе информационного процесса. По окончании свойства процесса свойства информации переносятся на свойства новых данных, то есть свойства методов могут переходить на свойства данных.

Информация обладает четырьмя основными свойствами. Её можно:

1. создавать,
2. передавать (а значит, принимать),
3. хранить,
4. обрабатывать (перерабатывать).

Но в сравнении с другими объектами Информация обладает свойствами далеко не обычными. Например, известно высказывание Б. Шоу: «Если у тебя и меня имеется по одному яблоку, и мы ими обменялись, то у каждого из нас осталось по одному яблоку; если у тебя и меня имеется по одной идее, и мы ими обменялись, то у каждого из нас будет по две идеи». Однако этим особенности свойств информации не ограничиваются. Информация специфична и с точки зрения старения (т.е. на информацию действует не само время, а появление новой информации, отрицающей или уточняющей данную), и с точки зрения различных вариантов относительно материального носителя или знаковой формы, и с точки зрения воздействия (например, результат воздействия на потребителя сообщений А, В, С, Д ... неравнозначен результату воздействия тех же сообщений на того же потребителя, если они поступают в различных сочетаниях, либо в иной последовательности и ином сочетании) и так далее.

Целевая функция информации характеризуется способностью влиять на процессы управления, на соответствующее целям управления поведение людей. В этом, по существу, и состоит полезность или ценность информации.

К потребительским свойствам информации относят: ценность, старение, достоверность, читабельность, оперативность, стоимость и др. В этой связи отмечаются такие свойства информации, как: надёжность, точность, полнота, достоверность, достаточность, оперативность и др.

Среди требований, предъявляемых к информации, с точки зрения передачи и использования, выделяют следующие: адресность, актуальность, возможность кодирования, высокая скорость сбора, обработки и передачи, достаточность, достоверность, многократность использования, правовая корректность, полнота, своевременность. [2]

Все эти свойства мы рассмотрим более подробно, разделив их на три группы:

Атрибутивные свойства

Прагматические свойства

Динамические свойства

Атрибутивные свойства - это те свойства, без которых информация не существует. К данной категории свойств относится:

• Неотрывность информации от физического носителя и языковая природа информации. Одно из важнейших направлений информатики как науки является изучение особенностей различных носителей и языков информации, разработка новых, более совершенных и современных. Необходимо отметить что, хотя информация и неотрывна от физического носителя и имеет языковую природу она не связана жестко ни с конкретным языком, ни с конкретным носителем.
• Дискретность. Содержащиеся в информации сведения, знания - дискретны, т.е. характеризуют отдельные фактические данные, закономерности и свойства изучаемых объектов, которые распространяются в виде различных сообщений, состоящих из линии, составного цвета, буквы, цифры, символа, знака.
• Непрерывность. Информация имеет свойство сливаться с уже зафиксированной и накопленной ранее, тем самым, способствуя поступательному развитию и накоплению. [3]

Прагматические свойства - это те свойства, которые характеризуют степень полезности информации для пользователя, потребителя и практики. Проявляются в процессе использования информации. К данной категории свойств относится:

• Смысл и новизна. Свойство характеризующее перемещение информации в социальных коммуникациях, и выделяет ту ее часть, которая нова для потребителя.
• Полезность. Полезность уменьшает неопределенность сведений об объекте. Дезинформация расценивается как отрицательные значения полезной информации.
• Ценность. Ценность информации различна для различных потребителей и пользователей.
• Кумулятивность. Характеризует накопление и хранение информации.
• Полнота. Свойство характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапа­зон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса.
• Достоверность. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» — всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются опреде­ленным уровнем «информационного шума». Если полезный сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижа­ется. В этом случае для передачи того же количества информации требуется исполь­зовать либо больше данных, либо более сложные методы.
• Адекватность — это степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.
• Доступность (мера возможности получить ту или иную информа­цию). На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к одинаковому результату: информация оказывается недоступной. Отсутствие адекват­ных методов для работы с данными во многих случаях приводит к применению неадекватных методов, в результате чего образуется неполная, неадекватная или недостоверная информация.
• Актуальность (степень соответствия информации текущему моменту времени). Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммер­ческую ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с данными может приводить к такой задержке в получении инфор­мации, что она становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, осно­ваны многие современные системы шифрования данных с открытым ключом. Лица, не владеющие ключом (методом) для чтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работы информация теряет актуальность и, соответственно, связанную с ней практическую ценность.
• Объективность и субъективность. Понятие объективности информации является относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. В ходе информационного процесса степень объективности информации всегда понижается. Это свойство учитывают, например, в правовых дисциплинах, где по-разному обрабатываются показания лиц, непосред­ственно наблюдавших события или получивших информацию косвенным путем (посредством умозаключений или со слов третьих лиц). [3]

Динамические свойства - это те свойства, которые характеризуют изменение информации во времени.

• Рост информации. Движение информации в информационных коммуникациях и постоянное ее распространение, и рост определяют свойство многократного распространения или повторяемости. Хотя информация и зависима от конкретного языка и конкретного носителя, она не связана жестко ни с конкретным языком, ни с конкретным носителем. Благодаря этому информация может быть получена и использована несколькими потребителями. Это свойство многократной используемости и проявление свойства рассеивания информации по различным источникам.
• Старение. Информация подвержена влиянию времени. [3]

Для более подробного понимания понятия Информация, как мы и планировали, разберем её на две составные части, данные и методы обработки данных, и рассмотрим их более подробно.

Данные

Данные — составная часть информации. Они представляют собой зарегистрированные сигналы. Есть множество физических методов регистрации данных, например:

• механическое перемещение физических тел, изменение их формы или параметров качества поверхности;
• изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава и (или) характера химических связей;
• изменение состояния электронной системы;
• и многое другое.

В соответствии с методом регистрации данные могут храниться и транспортироваться на носителях различных видов.

Суть всех алгоритмов/программ (подразумеваются компьютерные прогаммы) состоит в том, что они описывают преобразование некоторых начальных данных в конечные. Какие-то данные алгоритм/программа может использовать как промежуточные. Естественно, что представление и организация данных имеет при разработке алгоритма первостепенное значение. Вопрос о том, как должны быть организованы данные, необходимо решать до того, как начинается разработка алгоритма/программы. Ведь прежде, чем выполнить какие-либо операции, надо иметь объекты, к которым они будут применяться, и четко представлять себе структуру объектов, которые будут получены.

Развитие вычислительной техники и программирования сопровождалось эволюцией представлений о роли данных и их организации. Одним из свойств компьютеров является способность хранить огромные объемы данных и обеспечивать легкий доступ к ней. Данные, подлежащие обработке, в некотором смысле представляет абстракцию фрагмента реального мира. Мы говорим о данных как об абстрактном представлении реальности, поскольку некоторые свойства и характеристики реальных объектов при этом игнорируются (как несущественные для данной задачи). Например, каждый сотрудник в списке сотрудников некоторого учреждения представлен множеством данных. Это множество может включать идентифицирующие данные (например, фамилию), данные, относящиеся к тому, что сотрудник делает или к тому, что делают для него. Однако маловероятно, что будут включены такие сведения, как цвет глаз или волос, рост и вес.

Решая конкретную задачу, необходимо выбрать множество данных, представляющих реальную ситуацию. Затем надлежит выбрать способ представления этих данных. Представление данных определяется исходя из средств и возможностей, допускаемых компьютером и его программным обеспечением. Однако очень важную роль играют и свойства самих данных, операции, которые должны выполняться над ними. С развитием вычислительной техники и программирования средства и возможности представления данных получили большое развитие и теперь позволяют использовать как простейшие неструктурированные данные, так и данные более сложных типов, полученные с помощью комбинации простейших данных. Такие данные называют структурированными, поскольку они обладают некоторой организацией/иерархией. Современные средства программирования позволяют оперировать с множествами, массивами, записями, файлами (очередями).

В более сложных случаях программист может задать динамические структуры данных, память для хранения которых выделяется прямо в процессе выполнения программы. [4]

Методы обработки данных

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций. По мере развития научно-технического прогресса и общего усложнения связей в человеческом обществе трудозатраты на обработку данных неуклонно возрастают. Прежде всего это связано с постоянным усложнением условий управления производством и обществом. Второй фактор, также вызывающий общее увеличение объемов, обрабатываемых данных, тоже связан с научно-техническим прогрессом, а именно с, быстрыми темпами появления и внедрения новых носителей данных, средств их хранения и доставки. В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие основные:

• сбор данных — накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;
• формализация данных — приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;
• фильтрация данных — отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должны возрастать;
• сортировка данных — упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации;
• архивация данных — организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом;
• защита данных — комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;
• транспортировка данных — прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя — клиентом;
• преобразование данных — перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Преобразование данных часто связано с изменением типа носителя: например, книги можно хранить в обычной бумажной форме, но можно использовать для этого и электронную форму, и микрофотопленку. Необходимость в многократном преобразовании данных возникает также при их транспортировке, особенно если она осуществляется средствами, не предназначенными для транспортировки данного вида данных. В качестве примера можно упомянуть, что для транспортировки цифровых потоков данных по каналам телефонных сетей (которые изначально были ориентированы только на передачу аналоговых сигналов в узком диапазоне частот) необходимо преобразование цифровых данных в некое подобие звуковых сигналов и обратно в цифровые данные, чем и занимаются специальные устройства — телефонные модемы.