Інформація і дані. Визначення інформації

Людство вступило в епоху, яку відміну від «індустріальної епохи», що минає, називають інформаційною. Це означає, що найважливішим продуктом стає інформація. У навколишньому середовищі усюди протікають різні інформаційні процеси, управління якими дозволяє людині грамотно організувати не тільки виробництво, але й стосунки між людьми. Для того щоб ухвалювати продумані, а не поспішні рішення, треба навчитися аналізувати те, що відбувається навколо, і вміти робити висновки. А це можливо лише за умови, що людина навчиться використовувати інформацію, застосовуючи за необхідності сучасні технічні засоби, перш за все комп’ютери. Інформаційна епоха ставить нову проблему − підготувати людство до життя і професійної діяльності у високорозвиненому інформаційному середовищі, до можливості використання сучасних інформаційних технологій.

Будемо враховувати, що для успішної практичної діяльності людей все більше значення набуває потреба ефективної організації обміну інформації. Об’єм інформації, необхідний для успішного функціонування сучасного суспільства, зростає приблизно пропорційно квадрату розвитку промислового потенціалу. Частка робочої сили, зайнята питаннями забезпечення інформацією, починає перевищувати частку робочої сили, зайнятої безпосередньо у виробництві. Тому науки, які вивчають структуру інформаційних систем, інформаційні технології, зокрема закономірності протікання інформаційних процесів в такій ситуації стають виключно актуальними. До таких наук відноситься і теорія інформації та кодування (ТІК).

Для того щоб конкретніше позначити предмет цієї науки, введемо деякі поняття і визначення.

Інформація разом з матерією та енергією є первинним поняттям нашого світу і тому в строгому значенні не може бути визначена. Можна лише перерахувати її основні властивості, наприклад:

1) інформація надає відомості про навколишній світ, яких у даній точці не було до її отримання;

2) інформація не є матеріальною, але вона виявляється у формі матеріальних носіїв первинних сигналів, дискретних знаків або повідомлень;

3) знаки і первинні сигнали несуть інформацію тільки для одержувача, який здатен їх розпізнати.

Термін «інформація» походить від латинського іnformatіo, що означає роз’яснення, інформування, виклад. У широкому значенні інформація - це загальнонаукове поняття, що означає обмін відомостями між людьми, обмін сигналами між живою і неживою природою, людьми і пристроями. У такому сенсі інформація є віддзеркаленням реального світу за допомогою відомостей (даних, повідомлень). Дані - це форма подання інформації у вигляді мови, тексту, зображення, цифрових послідовностей, графіків, таблиць і т.п.

Поняття «інформація» має декілька визначень, залежно від поглядів на неї та галузей використання.

Інформацією називають відомості про довкілля, об’єкти і явища навколишнього середовища, та про процеси, які протікають у них, відомості про їх параметри, властивості і стан, які зменшують степінь невизначеності, неповноти знань про них.

Інформація, зафіксована на носіях, набуває властивості реальних об’єктів зі своїми характеристиками: об’ємом, швидкістю і напрямом руху, можливостями цільового використовування тощо. Носії можуть мати будь-яку фізичну природу і форму: папір, магнітні стрічки і диски, електромагнітні та електричні коливання та ін.

Інформація зберігається, передається, обробляється окремими повідомленнями.

Практичні потреби визначили функції інформації в житті і діяльності людини, напрями її дослідження. Інформація відіграє в житті людини виключно важливу роль. Людина постійно використовує її в різних цілях. Не тільки людина, але й все живе на землі постійно потребує поповнення існуючих запасів речовини, надходження енергії та нової інформації. При цьому задоволення будь-якої потреби вимагає знань про шляхи і способи досягнення мети.

Наразі наука намагається знайти загальні властивості й закономірності, притаманні багатогранному поняттю інформації, але поки це поняття залишається інтуїтивним і має різні смислові наповнення в різних галузях людської діяльності:

у повсякденності інформацією називають будь-які відомості або дані, які кого-небудь цікавлять. Наприклад, повідомлення про які-небудь події, про чию-небудь діяльність і т.п. «Інформувати» в цьому значенні означає «повідомити щось, невідоме раніше»;

у техніці під інформацією розуміють повідомлення, передані у формі знаків або сигналів;

у кібернетиці під інформацією розуміється та частина знань, яка використовується для орієнтування, активної дії, управління, тобто з метою збереження, вдосконалення, розвитку системи (Норберт Вінер).

У такому сенсі теорія інформації та кодування - це наука, що вивчає процеси, пов’язані з передачею, прийманням, перетворенням і зберіганням інформації.

Її основи заклав американський учений Клод Шеннон, який розглядав інформацію як зменшену невизначеність наших знань про щось. Сучасне наукове уявлення про інформацію дуже точно сформулював «батько» кібернетики Норберт Вінер.

Інформація - це позначення відомостей, одержаних із зовнішнього світу в процесі нашого пристосування до нього і пристосування до нього наших відчуттів.

Люди обмінюються інформацією у формі повідомлень. Повідомлення - це форма подання інформації у вигляді мови, текстів, жестів, поглядів, зображень, цифрових даних, графіків, таблиць і т.п.

Знаки або первинні сигнали, організовані в послідовності (повідомлення), несуть інформацію не тому, що вони повторюють об’єкти реального часу, а за певною домовленістю про однозначний зв’язок знаків і об’єктів, наприклад: предмети і слова для їх позначення. Крім того, первинні сигнали можуть породжуватися природними законами реального світу, наприклад: напруга на виході термопари під дією температури. Інформація, що спирається на однозначні зв’язки знаків або сигналів з об’єктами реального світу, називається семантично,ю або смисловою.

Інформація, що полягає в характері (порядку і взаємозв’язку) надходження знаків повідомлення, називається синтаксичною. У загальній науці про знаки (семіотиці), окрім перерахованих, виділяють сигматичний і прагматичний аспекти інформації. У першому випадку вивчається питання про вибір знаків для позначення об’єктів реального світу, в другому випадку ­− про цінність інформації для досягнення поставлених завдань. Очевидно, що найбільший практичний інтерес мають смисловий, семантичний і прагматичний аспекти. Проте дотепер не визначені об’єктивні кількісні критерії міри цінності і корисності інформації.

Тому найчастіше розглядаються питання доставляння одержувачу інформації як сукупності знаків. При цьому ігноруються смисловий і прагматичний зміст послідовності. Синтаксична міра інформації має практичну цінність, тому що цікавить зрештою одержувача, оскільки семантична інформація міститься в заданій послідовності знаків або первинних сигналів. Чим більше знаків передаються в певний інтервал часу, тим у середньому більше передається і смислової інформації.

Сукупність технічних засобів, які використовуються для передачі повідомлень від джерела до споживача інформації, називається системою зв’язку. Загальна схема системи зв’язку зображена на рис. 1.1.

Загальна схема системи зв’язку має п’ять складових:

1. Джерело повідомлень, що створює повідомлення для передавання, або їх послідовність. Повідомлення можуть бути різних типів: послідовність букв або цифр (як у системах телеграфу і передачі даних); одна або більше функцій часу (як у системах передачі звуку в моно і стерео звуці) і т.д.

2. Передавач, який переробляє деяким чином повідомлення в сигнали відповідного типу, що визначається характеристиками використаного каналу.

3. Канал − це комплекс технічних засобів, що забезпечує передавання сигналів від передавача до приймача. До складу каналу входить каналоутворююча апаратура, що з’єднує передавач і приймач відповідно вихідного і вхідного сигналів з лінією зв’язку, а також лінія зв’язку. Лінією зв’язку називається середовище, використовуване для передачі сигналу від передавача до приймача. Це може бути, наприклад: пара дротів, коаксіальний кабель, область розповсюдження радіохвиль, світловод і т.д. У загальному випадку в процесі передачі в каналі сигнал спотворюється шумом, що обумовлено наявністю джерела шуму (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Загальна схема системи зв’язку

4. Приймач зазвичай виконує операцію, зворотну до операції передавача, тобто відновлює повідомлення за сукупністю сигналів. Складність побудови приймача обумовлена зміною форми сигналів, які приймаються, що пов’язане з наявністю шуму.

5. Одержувач - це особа або апаратура, для якої призначено повідомлення. Процес перетворення повідомлення на сигнал, що здійснюється в передавачі, і зворотний йому процес, що реалізується в приймачі, називаються відповідно кодуванням і декодуванням.

Тоді коло складових проблем дисципліни «Теорія інформації та кодування» можна охарактеризувати як дослідження методів формування повідомлень різних джерел для надійної передачі повідомлень по каналах зв’язку з шумом.

Поиск по сайту: