Файл: Информация в материальном мире (История информации).pdf

Канадский ученый Клод Шеннон определил понятие «информации» как коммуникацию, связь, в процессе которой устраняется неопределенность. Шеннон предложил в конце 40-х годов XX в. единицу измерения количества информации – бит. Каждому сигналу в теории приписывалась априорная вероятность его появления. Чем меньше вероятность появления того или иного сигнала, тем больше информации он несет для потребителя. Информация равна нулю, когда возможно только одно событие. Количество информации, содержащееся в одном из двух возможных сообщений, которое появляется с вероятностью 50 %, равняется 1 биту. С ростом числа событий (т.е. неопределённости их исхода) вероятность появления сообщений о конкретном исходе уменьшается, а количество информации в сообщении увеличивается и достигает максимального значения, когда все возможные события равновероятны. В физике существует понятие «энтропия» – мера неопределенности, учитывающая вероятность появления и информативность тех или иных сообщений. Отсюда вытекает определение информации как меры отрицания энтропии. Все, что потенциально позволит снизить степень неопределенности, будь то факты, оценки, прогнозы, обобщенные связи или слухи, должно считаться информацией.

  Итак, информация передается в виде сообщений, сведений, сигналов, определяющих форму и представление передаваемой информации, например, музыкальное произведение, фотография или распечатанный на принтере текст, полученные в результате работы программы сведения и т.д. При этом предполагается, что имеются источник информации и получатель информации. Дадим определения понятиям сообщение, сведения, сигнал.

Сообщение – форма представления информации в виде текста, изображения, звука, таблиц. Сообщения содержат информацию, если они восприняты и поняты принимающей стороной (живое существо, либо другой приемник информации) и являются для него новыми, значимыми, актуальными, а также будут использованы для принятия решений в определенный момент времени.

Сведения – синоним к слову сообщение. Можно считать, что сведения – сообщения и данные, которые являются компонентами информации, особенно если идет речь об используемых в вычислительной технике машиночитаемых данных.

Сигнал – материальное воплощение сообщения для использования при передаче, переработке и хранении информации. Это изменяющаяся во времени физическая величина, описываемая функцией времени. Один из параметров этой функции содержит информацию о другой физической величине. Такой параметр сигнала называют информативным, а физическую величину, который представлен сигнал – носителем сигнала.

---

Бессмысленно говорить об информации без наличия потребителя, хотя бы потенциального. Для передачи сообщения от источника к получателю необходима некоторая материальная субстанция – носитель информации. Сообщение, передаваемое с помощью носителя, называется сигналом. Сигнал передается через среду распространения или канал связи. Каналом связи может выступать провода, радиоэфир, оптоволокно. Более подробнее об процессе передачи информации будет расписано в разделе информационный процессы.

Канал связи

Источник информации

Приемник информации

Рис. 9. Схема передачи информации

Информация может существовать в различных видах:

• текст, рисунки, чертежи, фотографии; 
• световые или звуковые сигналы; 
• радиоволны; 
• электрические и нервные импульсы; 
• магнитные записи; 
• жесты и мимика; 
• запахи и вкусовые ощущения; 
• хромосомы, через которые передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т. д. 

Различают основные виды информации, которые классифицируют по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения:

• графическая – один из древнейших видов, с помощью которого хранили информацию в виде наскальных рисунков, а затем в виде картин, фотографий, схем, чертежей на различных материалах (бумага, холст, мрамор и др.), которые изображают картины реального мира; 
• звуковая – для хранения звуковой информации было изобретено звукозаписывающее устройство, а для музыкальной информации – разработан способ кодирования с использованием специальных символов, который дает возможность хранить ее как графическую информацию; 
• текстовая – кодирует речь человека с помощью специальных символов – букв. Для хранения используется бумага (записи в тетради, книгопечатание и т.п.); 
• числовая – кодирует количественную меру объектов и их свойств в окружающем мире с помощью специальных символов – цифр; 
• видеоинформация – способ хранения «живых» картин окружающего мира, который появился с изобретением кино.

Из всего этого, можно сделать вывод, что информация - это сведения, данные, факты независимые от формы представления, которые описывают объекты, процессы и их свойства в окружающем нас мире. Также важно заметить, что информация служит для уменьшения неопределенности о каком-либо явлении или объекте.

В следующем разделе курсового проекта разберем и опишем свойства информации.

---

1.3 Свойства информации

В повседневной жизни для принятия решений нам приходиться анализировать большое количество поступающей информации. Получая информацию, мы проверяем её полноту, достоверность, актуальность, адекватность, доступность и объективность, что в свою очередь является свойствами информации.

Свойства информации

Полнота

Достоверность

Актуальность

Адекватность

Доступность

Объективность

Рис. 10. Ключевые свойства информации.

Рассмотрим эти свойства более подробнее.

• Полнота информации - информация является полной, если она достаточна для понимания и принятия решений. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса. Неполная информация может привести к ошибочным выводам и действиям. Например, сообщение «на улице очень холодно» без уточнения «температуры» может привести к неправильному выбору человеком верхней одежды.
• Достоверность информации - Информация, отражающая истинное положение дел, является достоверной. Недостоверная информация чаще всего приводит к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Например, объявление, опубликованное в сети Интернет, может содержать недостоверные сведения о характеристиках какой-либо продукции. Покупатель, который поверил такому объявлению и приобрел товар, может напрасно потратить деньги. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам. Например, преднамеренное искажение информации (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства, или искажение в результате воздействия помех и недостаточно точных средств ее фиксации.
• актуальность информации - это 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. Например, телеграмма о приезде друзей, полученная своевременно, позволит вовремя их встретить. Устаревшая, преждевременная или незначимая информация для человека является неактуальной.
• адекватность информации - 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 информации -  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. Например, одни и те же вопросы по-разному излагаются в учебниках для школы и вуза. Различные барьеры могут сделать информацию недоступной. Например, секретные документы, хранящиеся в архиве, невозможно получить людям, которым доступ к таким архивам запрещен. Поэтому для этих людей информация, содержащаяся в этих документах, будет недоступной.
• Объективность информации. Понятие объективности информации является относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Объективная информация – существующая независимо от человеческого сознания, методов ее фиксации, чьего-либо мнения или отношения. Объективную информацию можно получить, например, с помощью исправных измерительных приборов. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. Так, например, принято считать, что в результате наблюдения фотоснимка природного объекта или явления образуется более объективная информация, чем в результате наблюдения рисунка того же объекта, выполненного человеком. 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). В не меньшей степени объективность информации учитывают в исторических дисциплинах. Одни и те же события, зафиксированные в исторических документах разных стран и народов, выглядят совершенно по-разному.

---

Это приведены стандартные свойства, которые характеризуют информацию независящую от её вида и назначения.

Информация разнообразна по содержанию и виду обслуживаемой деятельности. У каждого вида информации есть свои особенные технологии обработки, формы представления, требования.

Для примера возьмем свойства информации с точки зрения потребителя:

- релевантность – способность информации соответствовать запросу потребителя;

- точность – степень близости информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления;

- своевременность – способность информации соответствовать запросам потребителя в нужный момент времени;

- достоверность – свойство информации не иметь скрытых ошибок;

- защищенность – свойство, характеризующее невозможность несанкционированного доступа к информации;

- эргономичность – удобство формы или объема информации для данного потребителя.

Свойства информации, связанные с её хранением, относятся:

- живучесть – свойство сохранять качество информации с течением времени;

- сжатие – это свойство характеризует уменьшение объема информации без потери содержания или смысла.

Как видим, эти свойства могут немного отличатся от основных в разных областях.

2.1 Данные, информация, знания.

В предыдущих разделах мы разобрали, что такое информация, её виды и свойства. Чтобы понять, как работать с информацией и что представляет собой обмен информацией, необходимо ввести дополнительные понятия: «данные» и «знания», и разобрать их.

Как известно из предыдущих разделов, информация может быть представлена в различных формах: в виде картинок, звуков, электрических сигналов. Информация – это сведения, данные, факты, независимые от формы представления, которые описывают объекты. Выходит, что информация состоит из данных. Данные – это «сырье» для информации. Рассмотрим понятие «данные» более подробно.

Данные – это зарегистрированные сигналы, совокупность сведений, фактов или инструкций представленной в форме приемлемой для общения, хранения, интерпретации или обработки человеком, или с помощью автоматических средств. При этом, методы регистраций могут быть любыми: 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. Преобразование и обработка данных позволяет получить информацию. Например, звуки, произнесенные человеком, или написанные слова, или радиосигналы – это все данные. Данные можно хранить, например, в виде книг, кассет, компакт дисков, передавать (голос, жесты), преобразовывать, например, при прочтении вслух текста из книги. Отличие данных от информации состоит в том, что информация извлекается из данных. Напомню, что информация служит для уменьшения или снятия неопределенности.

---

Данные превращаются в информацию несколькими путями или методами:

- контекстуализация – мы знаем для чего эти данные;

- категоризация – мы разбиваем данные на типы и компоненты;

- подсчет – мы обрабатываем данные математически;

- коррекция – мы исправляем ошибки;

- сжатие – мы концентрируем, агрегируем данные.

Все эти методы можно назвать знаниями, т. е. мы знаем, как эти данные обработать, чтоб получить информацию. Таким образом, если мы используем данные для уменьшения неопределенности, то значит мы извлекаем информацию, с помощью знаний.

Знания - это зафиксированная и проверенная информация, которая использовалась и может многократно использоваться. Знания могут быть формальными и неформальными.

Формальные знания могут быть в виде документов, регламентирующих принятие решений или инструкций с описание решения задач.

Неформальные знания - это чаще всего опыт специалиста в определенной предметной области. 

Теперь необходимо разобрать, как информация превращается в знания. Для наглядности, на рисунке 11 представлена схема взаимодействия данных, информации и знаний.

Рис. 11. Данные, информация, знания.

Данные это регистрация сигналов о событиях или объектах в материальном мире. Данные становятся информацией, если известен метод преобразования. Данные всегда объективные. Например, мы можем сказать, что прямоугольник имеет пять сторон и мы можем в это верить и даже возможно видеть, но истина в том, что прямоугольник имеет четыре стороны. Из этого примера ясно и то, что знания субъективны, потому что у каждого человека есть индивидуальный способ их применения. Знания должны быть структурированы, непротиворечивы, не быть фрагментарными. Карл Вииг, автор термина “управление знаниями”, пишет так: “Знания состоят из истин и представлений, точек зрения и концепций, суждений и предположений, методологий… Мы последовательно применяем знания для интерпретации имеющейся информации по отдельной ситуации и для принятия решения о том, как к ней подходить”.

2.2 Информационные процессы

Информационный процесс - процесс получения, создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации. Любые действия, производимые с информацией, называются информационными процессами. Основную роль тут играют сбор, обработка, хранение и передача информации. Человечество всю свою жизнь совершенствует и развивает эти процессы. Религия, письменность, книгопечатание, авторское право, телеграф, интернет, компьютеры - это лишь основная часть достижений человечества в области информации.

---