6. Формы адекватности информации и меры информации

Адекватность информации – определенный уровень соответствия образа, создаваемого с помощью полученной информации, реальному объекту, процессу, явлению и т.п.

В реальной жизни всегда присутствует некоторая степень неопределенности и вряд ли можно рассчитывать на полную адекватность информации. От степени адекватности информации зависит правильность принятия решения.

Пример. После окончания школы вы хотите продолжить образование. Поговорив с друзьями, вы получаете весьма разноречивые сведения, не позволяющие принять решение в пользу того или иного варианта, т.е. полученная информация неадекватна реальному состоянию дел. Для получения более достоверных сведений вы покупаете справочник для поступающих в вузы. Информация из справочника более адекватно отражает направления обучения в вузах и помогает определиться в окончательном выборе.

Адекватность информации может выражаться в трех формах: семантической, синтаксической, прагматической.

Синтаксическая адекватность – отображает формально-структурные характеристики информации и не затрагивает ее смыслового содержания. Здесь учитываются тип носителя и способ представления информации, скорость передачи и обработки, размеры кодов представления информации, надежность и точность преобразования этих кодов и т.п. Информацию, рассматриваемую только с синтаксических позиций, обычно называют данными.

Семантическая (смысловая) адекватность – определяет степень соответствия образа и самого объекта. Анализируются сведения, которые отражает информация, рассматриваются смысловые связи, формируются понятия, представления, содержание и обобщение информации. В информатике – смысловые связи между кодами представления информации.

Прагматическая (потребительская) адекватность – отражает отношение информации и ее потребителя, соответствие информации цели управления. Этот аспект связан с ценностью, полезностью использования информации при выработке потребителем решения для достижения своей цели. Анализируются потребительские свойства информации. Эта форма непосредственно связана с практическим использованием информации.

Для измерения информации используют: количество информации I и объем данных Vд. Каждой форме адекватности соответствует своя мера количества информации и объема данных.

Синтаксическая мера информации – оперирует с обезличенной информацией.

Объем данных Vд в сообщении измеряется количеством символов (разрядов). Единицы измерения данных: в двоичной СС – бит, байт; в десятичной СС – дит (десятичный разряд). Например, сообщение в виде числа 275903₁₀ имеет объем данных Vд=6 дит.

Количество информации I. Пусть до получения информации потребитель имеет предварительные (априорные) сведения о системе . Мерой его неосведомленности о системе является функция H(), которая в то же время служит и мерой неопределенности состояния системы (т.е. мерой энтропии). После принятия сообщения  потребитель приобрел дополнительную информацию I_(), уменьшившую его априорную неосведомленность так, что апостериорная (после получения сообщения ) неопределенность состояния системы стала H_().

Тогда количество информации I_() о системе, полученное в сообщении  равно: I_() = H() - H_(), т.е. количество информации измеряется изменением (уменьшением) энтропии. Если конечная неопределенность H_() обратится в нуль, то первоначальное неполное знание заменится полным знанием и количество информации I_() = H(). Иными словами, энтропия системы может рассматриваться как мера недостающей информации.

Часто информация кодируется числовыми кодами в той или иной СС. Число всех состояний отображаемого объекта N=mⁿ, где m – основание СС (т.е. число символов в алфавите), n – число разрядов (символов) в сообщении.

Пример. По каналу связи передается n-разрядное сообщение, использующее m различных символов. При равновероятном появлении любой комбинации символов принятое количество информации I = log N = n log m (формула Хартли). Если в качестве основания логарифма принять m, то I = n. Количество информации (при условии полного незнания содержания сообщения) будет равно объему данных I = Vд, полученных по каналу связи.

Коэффициент (степень) информативности (лаконичность) сообщения – отношение количества информации к объему данных Y=I/Vд, причем 0<Y<1. С ростом Y уменьшается работа по преобразованию информации (данных) в системе. Стремятся к повышению информативности, разрабатывая специальные методы оптимального кодирования информации.

Семантическая мера информации – для измерения смыслового содержания информации. Наибольшее признание получила тезаурусная мера, связывающая семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение.

Т езаурус – совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

В зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации S и тезаурусом пользователя Sp изменяется количество семантической информации Ic, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус. Характер такой зависимости показан на рис. 1. Два предельных случая, когда Ic равно 0: при Sp  0 пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию; при Sp   пользователь все знает и поступающая информация ему не нужна.

Ic=max потребитель приобретает при согласовании S с Sp (Sp = Sp оптим), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в Sp) сведения. Одно и то же сообщение может иметь смысл для компетентного и быть бессмысленным (семантический шум) для некомпетентного пользователя.

Коэффициент содержательности (относительная мера количества информации) – есть отношение количества семантической информации к ее объему C = Ic/Vд.

Прагматическая мера информации – определяет полезность (ценность) информации для достижения пользователем поставленной цели. Измеряется в тех же единицах, что и целевая функция.

Таблица. Единицы измерения информации и примеры

Мера информации	Единицы измерения	Примеры (для компьютерной области)
Синтаксическая:
Шенноновский подход	Степень уменьшения неопределенности	Вероятность события
Компьютерный подход	Единицы представления информации	Бит, байт, Кбайт и т.д.
Семантическая	Тезаурус	Пакет прикладных программ, персональный компьютер, компьютерные сети и т.д.
	Экономические показатели	Рентабельность, производительность, коэффициент амортизации и т.д.
Прагматическая	Ценность использования	Емкость памяти, производительность компьютера, скорость передачи данных и т.д.
		Денежное выражение
		Время обработки информации и принятия решений