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

ВВЕДЕНИЕ

Вcе мы живем в мaтериaльнoм мире, и cooтветcтвеннo, вcе, чтo нac oкружaет либo вcе c чем мы cтaлкивaемcя ежедневнo, oтнocитcя либo к фи­зичеcким телaм, либo к физичеcким пoлям. Из курca физики мы знaем, чтo cocтoяния aбcoлютнoгo пoкoя не cущеcтвует и физичеcкие oбъекты нaхoдятcя в cocтoянии непрерывнoгo движении и изменения, кoтoрoе coпрoвoждaетcя oбменoм энергией и ее перехoдoм из oднoй фoрмы в другую. Вcе виды энергooбменa coпрoвoждaютcя пoявлением cигнaлoв, тo еcть вcе cигнaлы имеют в cвoей ocнoве мaтериaльную энергетичеcкую прирoду. При взaимoдейcтвии cигнaлoв c физичеcкими телaми в пocледних вoзникaют oпределенные изменения cвoйcтв – этo явление нaзывaетcя региcтрaцией cигнaлoв. Тaкие изменения мoжнo нaблюдaть, измерять или фикcирoвaть иными cпocoбaми – при этoм вoзникaют и региcтрируютcя нoвые cигнaлы, тo еcть oбрaзуютcя дaнные. Дaнные – этo зaрегиcтрирoвaнные cигнaлы.

Мы живем в динaмичнoм, oчень быcтрo изменяющемcя мире, cooтветcтвеннo вaжнocть и знaчимocть инфoрмaции c кaждым гoдoм вoзрacтaет. Еcть извеcтнoе вырaжение Б. Шoу “Влaдеешь инфoрмaцией – влaдеешь мирoм”, вoиcтину вернo, и в нacтoящее время дoкaзaтельcтвo прaвoты великoгo филocoфa мы пoлучaем ежедневнo, ежечacнo. Вмеcте c тем, без знaния пoнятия инфoрмaции, мы не мoжем изучaть cтруктуру, cooтветcтвеннo первocтепен­нoй зaдaчей перед нaми cтoялa зaдaчa изучения и уяcнения пoнятия и ocнoв­ных cвoйcтв инфoрмaции. Втoрoй зaдaчей рaбoты являлocь изучение инфoрмaции в Рoccийcкoй федерaции, и ее cтруктуры. Зaдaчи рaбoты oпре­деляют cтруктуру рaбoты. Рaбoтa cocтoит из двух чacтей, введения, зaключе­ния, cпиcкa иcпoльзoвaннoй литерaтуры. Метoдoлoгией к нaпиcaнию рaбoты пocлужили ocнoвные метoды aнaлизa и cинтезa. Предметoм дaннoй рaбoты являетcя инфoрмaция. Рaбoтa нocит теoретичеcкий хaрaктер, выпoлненa в учебных целях.

I. Информация и информатика

Радикальное отличие информатики от других технических дисциплин, изучаемых в высшей школе, заключается в том, что её предмет изучения меняется ускоренными темпами.

Сегодня количество персональных компьютеров в мире превышает 500 млн единиц, при этом каждая вычислительная система по-своему уникальна. Найти две системы с идентичными аппаратными и программными конфигу­рациями очень сложно, и потому эффективная эксплуатация вычисли­тельной техники требует от специалистов достаточно широкого уровня знаний и практических навыков.

При этом в количественном смысле темп численного роста вы­числительных систем заметно превышает темп подготовки специалистов, способных эффективно работать с ними. При этом в среднем один раз в пол­тора года удваиваются ключевые технические параметры аппаратных средств, раз в два-три года меняются поколения программного обеспе­чения и раз в пять-семь лет меняется база стандартов, интерфейсов и протоколов.

Таким образом, принципиальным различием между информатикой и другими тех­ническими дисциплинами заключается в том, что ее предметная область меняет­ся крайне динамично. Все, кто занимается преподаванием информати­ки в высшей школе, хорошо знают, как часто нужно менять содержание образовательных программ, рабочих программ, учебно-методической документации. Не всегда можно обеспечить соответствие материально-технической базы образовательного процесса текущему состоянию предметной области. И даже своевременная реакция на научно-технические достижения не всегда позволяет обеспечить уровень знаний и навыков выпускника, адекватный по­требностям области материального производства и коммерческого рынка, - настолько динамичны процессы в области информационных технологий.

Сейчас информатика сталкивается с парадоксальным фактом. Ее глав­ная задача - преодолеть явление общечеловеческого кризиса, который называется «информационный бум», путем внедрения инструментов и мето­дов, автоматизирующих операции с данными. Однако даже в предметной области информатика испытывает такой информационный бум, какой не знает ни одна другая область человеческой деятельности. Напри­мер, глобальный ассортимент изданий, непосредственно связанных с информатикой (исключая периодические и электронные), составляет около десяти тысяч томов в год и полностью обновляется не реже одного раза в два года.

1.1. Информация в материальном мире. Сигналы и данные

Мы живем в материальном мире. Все, что нас окружает и с чем мы сталкиваемся ежедневно, относится либо к физическим телам, либо к физи­ческим полям. Из курса физики известно, что состояний абсолютного покоя не существует и физические объекты находятся в состоянии непрерывного движении и изменения, что сопровождается обменом энергией и её пе­реходом из одной формы в другую.

Все виды энергетического обмена сопровождаются появлением сигналов, т. е. все сигналы имеют материальную энергетическую природу в основе. При взаимодействии сигналов с физическими телами в последних происходят определенные изменения свойств – это явление называется регистрацией сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или записывать другими способами – если возникают и фиксируются новые сигналы, т. е. генерируются данные.

Данные – это зафиксированные сигналы.

Данные и методы

Следует отметить, что данные содержат в себе информацию о событиях, которые произошли в материальном мире, поскольку они являются реги­страцией сигналов, являющихся результатом этих событий. Однако данные не идентичны информации.

Наблюдая излучение дальних звезд, человек получает определенный поток данных, но смогут ли эти данные стать информацией, зависит еще от очень многих обстоятельств.

Рассмотрим ряд примеров.

Наблюдая соревнования бегунов, мы используем механический се­кундомер для регистрации начального и конечного положения стрелки устройства. В результате мы измеряем величину ее перемещения за время забега – это реги­стрирование данных. Однако мы пока не получаем информацию о времени прохождения дистанции. Чтобы данные о движении стрелки дали ин­формацию о времени забега, необходимо иметь в наличии метод преобразования одной физической величины в другую. Необходимо знать цену деления шкалы секундоме­ра (или знать метод ее определения) и также необходимо знать, как умножается цена деления устройства на величину перемещения, т. е. необходимо еще обладать мате­матическим методом умножения.

Если вместо механического секундомера меняется. Вместо регистра­ции перемещения стрелки записывается количество тактов коле­баний, которые произошли в электронной системе во время измерения.

Даже если секундомер непосредственно показывает время в секундах и мы не нуждаемся в методе пересчета, то метод ковертирования данных все равно присутствует – это сделано специальными электронными компонентами и работает автоматически, без нашего участия.

Прослушивая радиопередачу на незнакомом языке, мы полу­чаем данные, но не получаем информацию потому что не знаем, как преобразовать данные в известные нам понятия. Если эти данные за­писаны на листе бумаги или на магнитной ленте, изменится форма их пред­ставления, произойдет новая регистрация и, соответственно, генерируется но­вые данные. Такое преобразование можно использовать для из­влечения информации из данных путем выбора метода, соответствующего их новой форме. Для обработки данных, записанных на листе бумаги, адекватным мо­жет быть метод перевода со словарем, а для обработки данных, записанных на магнитной ленте, можно пригласить переводчика, который обладает собственными методами перевода на основе знаний, полученных в результате обу­чения или предыдущего опыта.

Если в нашем примере изменить радиопередачу на телевизионную транс­ляцию, которая ведется на незнакомом языке, то мы увидим, что наряду с данны­ми мы все-таки получаем определенную (хотя и не полную) информацию. Это связано с тем, что люди без дефектов зрения априори владе­ют адекватным методом восприятия данных, которые передаются электромагнит­ным сигналом в полосе частот видимого диапазона с интенсивностью, превы­шающей порог чувствительности глаза. В таких случаях говорят, что метод известен по контексту т. е. данные, составляющие информацию, имеют свойства, однозначно определяющие адекватный метод получения этой ин­формации. (Для сравнения скажем, что слепому «телезрителю» контекстный метод неизвестен и он оказывается в положении радиослушателя, пример с которым был рассмотрен выше.)

 Понятие об информации

Несмотря на то, что с понятием информации мы сталкиваемся еже­дневно, строгого и общепризнанного ее определения до сих пор не существу­ет, таким образом, 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. Например, представление об информации как о совокупности данных, повышающих уровень знаний об объективной реальности окружающего ми­ра, характерное для естественных наук, может быть опровергнуто в рамках социальных наук. 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 антропоцентрических понятиях, как знание, и не может опираться только на объективность фактов и свидетельств. Средства вычислительной техники обладают способностью обрабатывать информацию автоматически, без участия человека, и ни о каком знании или незнании здесь речь идти не может. Эти средства могут работать с искусственной, аб­страктной и даже с ложной информацией, не имеющей объективного отра­жения ни в природе, ни в обществе.

Информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

1.2. Диалектическое единство данных и методов
в информационном процессе

Рассмотрим данное выше определение информации и обратим внима­ние на следующие обстоятельства:

Динамический характер информации. Информация не является статич­ным объектом – она динамически меняется и существует только в момент взаимодействия данных и методов. Все прочее время она пребывает в состо­янии данных. Таким образом, информация существует только в момент про­текания информационного процесса. Все остальное время она содержится в виде данных.

Требование адекватности методов. Одни и те же данные могут в мо­мент потребления поставлять разную информацию в зависимости от степени адекватности взаимодействующих с ними методов. Например, для человека, не владеющего китайским языком, письмо, полученное из Пекина, дает толь­ко ту информацию, которую можно получить методом наблюдения (количе­ство страниц, цвет и сорт бумаги, наличие незнакомых символов и т. п.). Все это информация, но это не вся информация, заключенная в письме. Исполь­зование более адекватных методов даст иную информацию.

Диалектический характер взаимодействия данных и методов. Обратим внимание на то, что данные являются объективными, поскольку это резуль­тат регистрации объективно существовавших сигналов, вызванных измене­ниями в материальных телах или полях. В то же время, методы являются субъективными. В основе искусственных методов лежат алгоритмы (упоря­доченные последовательности команд), составленные и подготовленные людьми (Субъектами). В основе естественных методов лежат биологические свойства субъектов информационного процесса. Таким образом, информация возникает и существует в момент диалектического взаимодействия объек­тивных данных и субъективных методов.

Такой дуализм известен своими проявлениями во многих науках. Так, например, в основе важнейшего вопроса философии о первичности материа­листического и идеалистического подходов к теории познания лежит не что иное, как двойственный характер информационного процесса. В обосновани­ях обоих подходов нетрудно обнаружить упор либо на объективность дан­ных, либо на субъективность методов. Подход к информации как к объекту особой природы, возникающему в результате диалектического взаимодей­ствия объективных данных с субъективными методами, позволяет во многих случаях снять противоречия, возникающие в философских обоснованиях ря­да научных теорий и гипотез.