Свойства информации. Так как информация является динамическим объектом, то как всякий объект она обладает свойствами

Так как информация является динамическим объектом, то как всякий объект она обладает свойствами. Можно привести немало разнообразных свойств информации. С точким зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства:

1. Адекватность информации — это уровень соответствия образа, создаваемого с помощью информации, реальному объекту, процессу, явлению. От степени адекватности информации зависит правильность принятия решения.

2. Содержательность, определяет отношение количества семантической информации в сообщении к общему объему данных. Семантическая информация – это информация, которой придаётся определённый смысл.

3. Полнота требует, чтобы информация содержала минимально необходимый объем данных позволяющих принять правильное решение. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

5. Доступность требует, чтобы информационное сообщение было предоставлено пользователю в максимально понятной для него форме, что достигается выполнением соответствующих процедур его получения и преобразования.

6. Актуальность информации означает ее поступление не позже заранее оговоренного срока, который определяется исходя из условий решения поставленной задачи.

7. Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать.

8. Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменение исходных данных без нарушения необходимой точности.

3. Измерение информации

Информация обладает замечательным свойством: будучи собранной и обработанной с определенных позиций, информация дает новые сведения, приводит к новым знаниям. Однако, человеку свойственно субъективное восприятие информации. Поэтому одно и то же информационное сообщение может содержать разное количество информации для разных людей — в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

Так, сообщение, составленное на японском языке, не несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно. Следовательно, должна существовать возможность измерения информации.

В настоящее время получили распространение подходы к определению понятия "количество информации", основанные на том, что информацию, содержащуюся в сообщении, можно нестрого трактовать в смысле её новизны или, иначе, уменьшения неопределённости наших знаний об объекте.

Так, американский инженер Р. Хартли (1928 г.) процесс получения информации рассматривает как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определяет как двоичный логарифм N.

Допустим, нужно угадать одно число из набора чисел от единицы до ста. По формуле Хартли можно вычислить, какое количество информации для этого требуется: I = log₂100» 6,644. То есть сообщение о верно угаданном числе содержит количество информации, приблизительно равное 6,644 единиц информации.

Приведем другие примеры равновероятных сообщений:

1. при бросании монеты: "выпала решка", "выпал орел";

2. на странице книги: "количество букв чётное", "количество букв нечётное".

Определим теперь, являются ли равновероятными сообщения "первой выйдет из дверей здания женщина" и "первым выйдет из дверей здания мужчина". Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от того, о каком именно здании идет речь. Если это, например, станция метро, то вероятность выйти из дверей первым одинакова для мужчины и женщины, а если это военная казарма, то для мужчины эта вероятность значительно выше, чем для женщины.

Для задач такого рода американский учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.

Если p_i <=1, то p_i log₂ p_i <=0

P_i =0, то p_i log₂ p_i =0

где Pi — вероятность того, что система находится в i-м состоянии. В случае, когда все состояния системы равновероятны p₁,..., p_N, то каждая из них равна 1/N и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.

I=log ₂ 2=1

Это количество информации принято за единицу измерения информации, называемую битом или двоичной единицей (bit – binary digit). Таким образом, один бит – это минимальное количество информации, посредством которого выделяется одно из двух равновероятных состояний объекта.

В вычислительной технике битом называют ячейку памяти, которая может находиться в двух состояниях (“включено” и “выключено”) и в неё может быть записана одна двоичная цифра (0 или 1).

Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=2⁸).

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

· 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2¹⁰ байт,

· 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2²⁰ байт,

· 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2³⁰ байт.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

· 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2⁴⁰ байт,

· 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2⁵⁰ байт.

За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.

Пример 1 Важно иметь представление, сколько информации может вместить килобайт, мегабайт или гигабайт. При двоичном кодировании текста каждый символ занимают 1 байт. На странице книги среднего формата примерно 50 строк, в каждой строке около 60 символов, таким образом, полностью заполненная страница имеет объём 50 x 60 = 3000 байт ≈3 Килобайта. Вся книга среднего формата занимает ≈ 0,5 Мегабайт. Один чёрно-белый кадр содержит примерно 300 Кб информации, цветной кадр содержит уже около 1 Мб информации. Телевизионный фильм продолжительностью 1,5 часа с частотой 25 кадров в секунду — 135 Гб

Для измерения смыслового содержания информации наибольшее распространение получила тезаурусная мера.

Тезаурус — это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

В зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации S и тезаурусом пользователя S_p изменяется количество семантической информации I_c, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус. Характер такой зависимости показан на рис. 2. Рассмотрим два предельных случая, когда количество семантической информации I_c равно 0:

• при S_p→0 пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию;

• при S_p→ ∞ пользователь все знает, и поступающая информация ему не нужна.

I_С

0 Sp opt Sp тезаурус (ТЗ)

Рис. 2. Зависимость количества семантической информации, воспринимаемой потребителем, от его тезауруса.

Максимальное количество семантической информации I_c потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом S_p (S_p = S_{p opt}), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения. Следовательно, количество семантической информации в сообщении, количество новых знаний, получаемых пользователем, является величиной относительной. Одно и то же сообщение может иметь смысловое содержание для компетентного пользователя и быть бессмысленным для пользователя некомпетентного. Относительной мерой количества семантической информации может служить коэффициент содержательности С, который определяется как отношение количества семантической информации к общему объему данных:

4. Информационные процессы

С информацией можно выполнять различные действия, её можно: принимать, передавать, хранить, обрабатывать, искать, измерять и т, д. Все эти процессы, связанные с определенными действиями над информацией, называются информационными процессами.

При переносе информации от источника к потребителю она проходит последовательно следующие фазы (фазы обращения), составляющие информационный процесс:

1) Восприятие (если фаза реализуется технической системой) или сбор (если фаза реализуется человеком) – осуществляет отображение источника информации в сигнал. Здесь определяются качественные и количественные характеристики источника, существенные для решения задач потребителя информации. Совокупность этих характеристик создает образ источника, который фиксируется (или регистрируется) в виде сигнала на носителе той или иной природы (бумажном, электронном или любом другом).

2) Передача – перенос информации в виде сигнала в пространстве посредством физических сред любой природы. Эта фаза включается в информационный процесс, если места сбора или восприятия информации территориально разобщены с местом обработки сигнала, либо если место обработки сигнала отстоит от места представления или воздействия на потребителя информации.

3) Обработка – любое преобразование информации с целью решения определенных функциональных задач, которые определяются потребителем информации. Данная фаза может включать хранение информации как перенос ее во времени.

4) Представление (если потребителем информации является человек) или воздействие (если потребителем является техническая система). В первом случае выполняется подготовка информации к виду, удобному для потребителя (графики, тексты, диаграммы, таблицы и т.д.). Во втором случае вырабатываются управляющие воздействия на технические средства.

Схематично информационный процесс изображен на рисунке. Прямоугольниками изображены процедуры (фазы), другие фигуры обозначают объекты. Пунктирные прямоугольники показывают, что эти фазы могут отсутствовать.

Рисунок Структура информационного процесса, или цикл обращения информации

Как видно из рисунка, каждая фаза в общем случае преобразует (или отображает) входной сигнал в выходной. Например, при обработке сигнал S3 преобразуется в сигнал S4. Это делается для удобства проведения следующей процедуры или, в последнем случае, для удобства потребителя.

Рассмотрим, например, информационный процесс, имеющий место при приеме в ВУЗ абитуриентов:

1) источник информации – абитуриент, сведения о знаниях и других достоинствах которого являются основанием для зачисления в ВУЗ. Сигнал S1 – это документы, которые сдаются в приемную комиссию;

2) сбор информации выполняется работниками приемной комиссии, куда стекаются сведения о прошлых успехах абитуриента и результатах вступительных испытаний. Очевидны качественные и количественные характеристики источника-абитуриента: это баллы в аттестате, различные квалификации, которые он приобрел в результате обучения на дополнительных курсах и факультативах, медицинские справки и т.д. При этом собираемые данные регистрируются, например, записываются в сводные ведомости, где по каждому студенту фиксируются данные о нем. Формируется сигнал S2, который в данном случае носит бумажный характер. Если приемная комиссия снабжена компьютерной техникой, сигнал S2 носит электронный характер;

3) передача информации. В простейшем случае это передача данных курьером (работником приемной комиссии) тому лицу, который занимается их обработкой. При этом никаких изменений с данными не происходит, т.е. сигналы S2 и S3 равны. Если возможно использование технических систем для передачи информации, возможно несовпадение сигналов S2 и S3 по их синтаксическим характеристикам;

4) обработка сводится к упорядочению списка абитуриентов в зависимости от качественных и количественных параметров. Тогда самые достойные на зачисление оказываются в начале списка и первыми включаются затем в приказ. Тогда сигнал S4 – это упорядоченный список абитуриентов, разбитый на группы по специальностям;

5) передача упорядоченного списка абитуриентов в деканат, занимающийся формированием учебных групп по каждой специальности, аналогично первой процедуре передачи может выполняться как человеком, так и техническими системами. Как отмечалось выше, в первом случае сигналы S4 и S5 могут совпадать, во втором – могут различаться;

6) представление списков абитуриентов, разбитых на группы, выполняется деканатами. Сигнал S6 имеет вид таблиц, включающих фамилии и инициалы абитуриентов. Каждая из таблиц соотнесена с той или иной учебной группой;

7) потребитель информации – ректор ВУЗа, который готовит и визирует приказ о зачислении в ВУЗ.

Поиск по сайту: