Файл: Диалектическое единство данных и методов в информационном процессе (Информация и информатика).pdf

1.3. Свойства информации

Итак, информация - это динамический объект, сформированный в момент взаимодействия объективных данных и субъективных методов. Как и любой объект, она имеет свойства (объекты различимы по своим свой­ствам). Характерной особенностью информации, которая отличает её от других объектов природы и общества, является отмеченный выше дуализм: на природу информации влияют как свойства данных, составляющих ее содержа­ние, так и свойства методов, взаимодействующих с данными в хо­де информационного процесса. По окончании процесса свойства информа­ции сносятся на свойства новых данных, таким образом, свойства методов могут переключаться на свойства данных.

Можно привести немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства: объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.

Объективность и субъективность информации. 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. 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. У историков имеются свои методы для тестирования объективности исторических данных и создания новых, более достоверных данных путем сопоставления, фильтрации и селекции ис­ходных данных. Обратим внимание на то, что здесь речь идет не о повыше­нии объективности данных, а о повышении их достоверности (это совсем другое свойство).

Полнота информации. Полнота информации во многих отношениях характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия ре­шений или для создания новых данных на основе существующих. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем про­ще выбрать метод, который вводит минимум ошибок в ходе информацион­ного процесса.

Точность информации. Данные возникают во время регистрации сигналов, но не все сигналы «полезны» – всегда есть какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются определенным уровнем «информационного шума». Если полезный сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, точность информации может быть выше. По мере повышения уровня шума снижается достоверность информации. В этом случае для передачи одного и того же количества информации необходимо использовать либо большие дан­ных, либо более сложные методы.

Адекватность информации – это степень соответствия реальному объ­ективному положению дела. Неадекватная информация может быть сгенерирована при создании новой информации на основе неполных или неточных данных. Однако, как полные, так и достоверные данные могут привести к получению неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных ме­тодов.

Доступность информации – мера способности получать ту или иную информацию на степень доступности информации влияют в то же время как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интер­претации. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к одному и тому же результату: информация оказы­вается недоступна. Отсутствие адекватных методов работы с данными во многих случаях приводит к использованию неадекватных методов, в резуль­тате чего образуется неполная, неадекватная или неточная информация.

Актуальность информации – это степень соответствия информации настоящему моменту времени. Часто с актуальностью, как и с полнотой, соотносят коммерческую ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может привести к ошибочным решениям. Необходимость определения (или разработки) адекватного метода для работы с данными может вызывать такую задержку в получении информации, что она становится ненужной и неак­туальной. Многие современные системы шифрования данных с открытым ключом основаны именно на этом. Лица, которые не владеют клю­чом (методом) чтения данных, могут начать искать ключ, потому как алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска настолько ве­лика, что в процессе работы информация теряет актуальность и, соответствен­но, практическую ценность, связанную с этим.

II. Данные. Носители данных

Данные являются диалектическим компонентом информации. Это зарегистрированные сигналы. В таком случае метод физической регистрации может быть любым: механическое движение физических тел, изменение их формы или параметров качества поверхности, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, химического состава и (или) природы химических связей, изменение состояния электронной системы и многое другое. В соответствии со способом регистрации данные могут храниться и передаваться на различных типах носителях.

Самый распространенный носитель данных для хранения, хотя и не самым экономичным, по всей видимости является бумага. Данные записываются на бумаге путем изменения оптических характеристик ее поверхности. Изменение оптических свойств (изменение коэффициента отражения поверхности в определенном диапазоне длин волн) также используется в устройствах, которые записывают лазерным лучом на пластиковые носители с отражающим покрытием (CD-ROM). В качестве носителей, которые используют изменение магнитных свойств, могут быть упомянуты магнитные ленты и диски.

Запись данных путем изменения химического состава поверхностных веществ носителя широко применяется в фотографии. На биохимическом уровне происходит накопление и передача данных в живой природе.

Носители информации представляют ценность для нас не сами по себе, а потому как свойства информации очень тесно связаны со свойствами ее носителей. Всякий носитель может характеризоваться параметром разрешающей способности (количеством данных, записанных в единице измерения, принятой для носителя) и динамическим диапазоном (логарифмическим соотношением интенсивности амплитуд минимального и максимального записанных сигналов). Информационные свойства, такие как полнота, доступность и надежность, часто зависят от этих свойств носителя. Например, мы можем рассчитывать на то, что проще обеспечить полноту информации в базе данных, размещаемой на компакт-диске, чем в аналогичной базе данных, размещенной на гибком магнитном диске, так как в первом случае плотность записи данных на единицу длины дорожки значительно выше. Для среднего потребителя доступность информации в книге примечательно выше, чем той же информации на компакт-диске, так как не все потребители имеют необходимое оборудование. И в конце концов, известно, что визуальный эффект от просмотра слайда в проекторе намного больше, чем от просмотра аналогичной иллюстрации, напечатанной на бумаге, поскольку диапазон сигналов яркости в проходящем свете на два-три порядка больше, чем в отраженном свете.

Задача преобразования данных с целью смены носителя относится к одной из важнейших задач информатики. В структуре стоимости вычислительных систем устройства для ввода и вывода данных, работающие с носителями информации, составляют до половины стоимости аппаратных средств.

2.1. Операции с данными

Во время информационного процесса данные преобразуются из одного типа в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций. С развитием научно-технического прогресса и общим усложнением отношений в человеческом обществе трудовые затраты на обработку данных неумолимо возрастают. Прежде всего это связано с постоянным усложнением условий при управлении производством и обществом. Второй фактор, который также вызывает общее увеличение объема обрабатываемых данных, также связан и с научно-техническим прогрессом, а именно с быстрым появлением и внедрением новых носителей данных, систем их хранения и доставки.

Структура возможных операций с данными может быть разделена на следующие основные:

сбор данных – накопление информации для обеспечения достаточной полноты при принятии решений;

формализация данных – приведение данных из различных источников к одинаковой форме, с тем чтобы сделать их сопоставимыми между собой, т. е. повысить их уровень доступности;

фильтрация данных – отбор «ненужных» данных, в которых нет необходимости при принятии решений; это должно снижать уровень «шума» и повышать достоверность и адекватность данных;

сортировка данных – упорядочивание данных по заданной основе для удобства использования; повышение доступности информации;

архивирование данных – это организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; позволяет сократить экономические издержки, связанные с хранением данных, и повысить общую надежность информационного процесса в целом;

защита данных – комплекс мер, которые направленны на предотвращение утраты, воспроизведения и изменения данных;

транспортировка данных – это прием и передача (доставка и передача) данных между удаленными участниками информационного процесса; в этом случае источник данных в информатике называют сервером, а потребителя – клиентом;

преобразование данных – преобразование данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Перевод данных часто предполагает изменение типа носителя: например, книги можно хранить в простом бумажном виде, но и можно использовать для этого электронную форму и микрофотопленку.

Необходимость многократного преобразовании данных возникает также во время транспортировки, особенно если она выполняется с помощью средств, не предназначенных для транспортировки данных этого типа. 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 частотном диапазоне) необходимо преобразовать цифровые данные в своего рода звуковые сигналы, что и делают специальные устройства – телефонные модемы.

Приведенный здесь список типовых операций с данными далек от завершения. Миллионы людей по всему миру занимаются созданием, обработкой, преобразованием и транспортировкой данных, и каждое рабочее место выполняет свои конкретные операции, необходимые для управления социальными, экономическими, промышленными, научными и культурными процессами. Полный перечень возможных операций составить невозможно, да и не надо. Сейчас для нас важен еще один вывод: работа с информацией может быть очень трудоемкой и она должна быть автоматизирована.

2.2. Кодирование данных двоичным кодом

Для автоматизации работы с данными, которые принадлежат к разным типам, очень важно унифицировать их форму представления – для этого чаще всего используют технику кодирования, т. е. выражение данных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки – это ничего, как системы кодирования понятий для выражения мыслей с помощью речи.

С языками тесно связаны азбуки (системы кодирования компонентов языка с использованием графических символов). История знает интересные, хотя и неудачные попытки создания «универсальных» языков и алфавитов.

Видимо, провал попыток их реализации объясняется тем, что национальные и социальные образования естественным образом понимают, что изменение системы кодирования публичных данных обязательно приводит к изменению общественных практик (т. е. норм права и морали), а это может быть связано с социальными потрясениями.

Та же проблема универсального средства кодирования довольно успешно реализуется в отдельных отраслях техники, науки и культуры. В качестве примеров можно привести систему написания математических выражений, телеграфную азбуку, морскую флажковую азбуку, систему Брайля для слепых и многое другое.