1. Понятие информации и информационных технологий. Информационные аспекты.
В философском словаре говорится, что информация (лат. informatio — разъяснение, изложение) — это, во-первых, некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний; во-вторых — одно из основных понятий кибернетики [1, с.172 ].
В неживой природе понятие информации связывают с понятием отражения, отображения. В быту под информацией понимают сведения, которые нас интересуют, т.е. сведения об окружающем мире и протекающем в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами (субъективный подход). Информация для человека — это знания, которые он получает из различных источников. С помощью всех своих органов чувств человек получает информацию из внешнего мира.
Информационная технология — совокупность методов, производственных и прог раммно-технологических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации. Информационные технологии предназначены для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов.
К нам поступает информация в виде сигналов, которые мы воспринимаем при помощи органов чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса. Мы получаем информацию везде и всюду, не только на словах, но и на ощупь, на слух, просто интуитивно что-то чувствуем – и это тоже получение информации.
Мы обрабатываем информацию в своем внутреннем компьютере и выдаем в мир тоже в виде сигналов. И вся информация: и та, которая приходит извне, и та, которая отпечатывается в мозгу в виде памяти, и та, которую человек выдает в окружающий мир - касается всего четырех областей, четырех аспектов.
Эти аспекты: время, пространство, материя и энергия. Все, о чем мы только можем подумать, услышать, сказать, сделать, что мы можем ощутить, почувствовать, - относится к одной из этих областей.
Материя: информация этого аспекта описывает объекты и взаимодействие между объектами.
Пространство: что можно сделать с пространством? Завоевать его, преодолеть, освоить.
Энергия: тепло, холодно - так можно сказать о температуре в помещении, и тогда это принадлежность пространственной категории.
Время: самый загадочный аспект. Что само по себе значит время? Время значимо событиями, происходящими в нем в настоящее время, событиями, уже произошедшими и теми, которые должны произойти.
2. Оценка информации. Количественные и качественные подходы к измерению информации
Для того чтобы в дальнейшем достаточно эффективно работать с информацией (использовать ее), нужно на начальном этапе понять достаточно простые вещи: полезна для вас изложенная информация или нет, можно ли ей доверять, требуется ли дополнительная информация и т.п. Так вот, процесс понимания и есть не что иное, как оценка поступившей к вам информации.
Критерии оценки информации - (важность, точность, значимость).
Сам процесс выбраковки должен иметь четкие критерии. Для принятия решения о нужности информации осуществляется первичная ее оценка. Минимальный набор критериев для первичной оценки — это один признак - релевантность данной информации нашим потребностям. Иначе говоря, если информация хоть как-то касается нашей темы ил потенциально может помочь в работе над нашим проектом, значит, она представляет для нас интерес. Значит, мы ее оставляем у себя и пускаем в дальнейшую работу.
Результатом такой оценки информации должен стать вывод о ее релевантности нашей проблеме.
РЕЛЕВАНТНОСТЬ информации — наличие связи с проблемой (соответствие нашим интересам) и способность информации внести вклад в процесс понимания проблемы.
ДОСТОВЕРНОСТЬ информации - насколько представленное описание соответствует действительности.
ЗНАЧИМОСТЬ информации: — понимание самой информации, — полнота освещения предмета интереса, — своевременность информации и ее достаточность для принятия решения.
Количество информации - числовая величина, адекватно характеризующая актуализируемую информацию по разнообразию, сложности, структурированности (упорядоченности), определенности, выбору состояний отображаемой системы.
Объёмный подход Объём информации, записанной двоичными знаками в памяти компьютера или на внешнем носителе информации, подсчитывается просто по количеству требуемых для такой записи двоичных символов .
Энтропийный (вероятностный) подход Этот подход принят в теории информации и кодирования. Данный способ измерения исходит из следующей модели: получатель сообщения имеет определённое представление о возможных наступлениях некоторых событий.
Количество информации в сообщении определяется тем, насколько уменьшилась эта мера после получения сообщения: чем больше энтропия системы, тем больше степень её неопределённости.
Алгоритмический подход. Так как имеется много различных вычислительных машин и языков программирования, т.е. разных способов задания алгоритма, то для определённости задаётся некоторая конкретная машина, например машина Тьюринга.
Семантический подход. Для измерения смыслового содержания информации, т.е. её количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера (тезаурус - совокупность сведений, которыми располагает пользо¬ватель или система), которая связывает семанти¬ческие свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение.
Прагматический подход. Эта мера определяет полезность информации (ценность) для достижения пользователем поставленной цели. В основе всей теории информации лежит открытие, сделанное Р. Хартли в 1928 году, и состоящее в том, что информация допускает количественную оценку.
Если множество элементов, из которых осуществляется выбор, состоит из одного–единственного элемента, то ясно, что его выбор предопределен, т.е. никакой неопределенности выбора нет - нулевое количество информации. Если множество состоит из двух элементов, то неопределенность выбора минимальна. В этом случае минимально и количество информации. Чем больше элементов в множестве, тем больше неопределенность выбора, тем больше информации.
Количество этих чисел (элементов) в множестве равно: N = 2i Из этих очевидных соображений следует первое требование: информация есть монотонная функция от мощности исходного множества. Выбор одного числа дает нам следующее количество информации: i = Log2(N)
количество информации, содержащейся в двоичном числе, равно количеству двоичных разрядов в этом числе.
При увеличении длины числа в два раза количество информации в нем также должно возрасти в два раза, несмотря на то, что количество чисел в множестве возрастает при этом по показательному закону (в квадрате, если числа двоичные), т.е. если N2=(N1)2, то I2 = 2 * I1, F(N1*N1)= F(N1) + F(N1). Это невозможно, если количество информации выражается линейной функцией от количества элементов в множестве. Но известна функция, обладающая именно таким свойством: это Log: Log2(N2) = Log2(N1)2= 2 * Log2(N1). Это второе требование называется требованием аддитивности.
При всем многообразии подходов к определению понятия информации, с позиций измерения информации нас интересуют два из них: определение К. Шеннона, применяемое в математической теории информации, и определение А. Н. Колмогорова, применяемое в отраслях информатики, связанных с использованием компьютеров (computer science). В содержательном подходе возможна качественная оценка информации: новая, срочная, важная и т.д. Согласно Шеннону, информативность сообщения характеризуется содержащейся в нем полезной информацией - той частью сообщения, которая снимает полностью или уменьшает неопределенность какой-либо ситуации. Неопределенность некоторого события - это количество возможных исходов данного события. Так, например, неопределенность погоды на завтра обычно заключается в диапазоне температуры воздуха и возможности выпадения осадков. Содержательный подход часто называют субъективным, так как разные люди (субъекты) информацию об одном и том же предмете оценивают по-разному. Но если число исходов не зависит от суждений людей (случай бросания кубика или монеты), то информация о наступлении одного из возможных исходов является объективной. Алфавитный подход основан на том, что всякое сообщение можно закодировать с помощью конечной последовательности символов некоторого алфавита. С позиций computer science носителями информации являются любые последовательности символов, которые хранятся, передаются и обрабатываются с помощью компьютера. Согласно Колмогорову, информативность последовательности символов не зависит от содержания сообщения, а определяется минимально необходимым количеством символов для ее кодирования. Алфавитный подход является объективным, т.е. он не зависит от субъекта, воспринимающего сообщение. Смысл сообщения учитывается на этапе выбора алфавита кодирования либо не учитывается вообще. На первый взгляд определения Шеннона и Колмогорова кажутся разными, тем не менее, они хорошо согласуются при выборе единиц измерения.
3-4. Классификация информационных технологий . Понятие информационного процесса. Виды информационных процессов
. Понятие сбора информации. Понятие обработки информации.
Процессы, связанные с поиском, хранением, передачей, обработкой и использованием информации, называются информационными процессами.
Основные информационные процессы:
Сбор информации — это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте. Сбор информации может производиться или человеком, или с помощью технических средств и систем — аппаратно. Например, пользователь может получить информацию о движении поездов или самолетов сам, изучив расписание, или же от другого человека непосредственно, либо через какие-то документы, составленные этим человеком, или с помощью технических средств (автоматической справки, телефона и т. д.). Задача сбора информации не может быть решена в отрыве от других задач, — в частности, задачи обмена информацией (передачи).
Обмен информацией — это процесс, в ходе которого источник информации ее передает, а получатель — принимает. Если в передаваемых сообщениях обнаружены ошибки, то организуется повторная передача этой информации. Обмен информации производится с помощью сигналов, являющихся ее материальным носителем. Источниками информации могут быть любые объекты реального мира, обладающие определенными свойствами и способностями. Если объект относится к неживой природе, то он вырабатывает сигналы, непосредственно отражающие его свойства. Если объектом-источником является человек, то вырабатываемые им сигналы могут не только непосредственно отражать его свойства, но и соответствовать тем знакам, которые человек вырабатывает с целью обмена информацией. Принятую информацию получатель может использовать неоднократно. С этой целью он должен зафиксировать ее на материальном носителе (магнитном, фото, кино и др.).
Накопление информации — это процесс формирования исходного, несистематизированного массива информации. Среди записанных сигналов могут быть такие, которые отражают ценную или часто используемую информацию.
Хранение информации — это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки. Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга- библиотека, картина- музей, фотография- альбом). ЭВМ предназначен для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней. Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации.
Обработка информации — это упорядоченный процесс ее преобразования в соответствии с алгоритмом решения задачи. После решения задачи обработки информации результат должен быть выдан конечным пользователям в требуемом виде. Эта операция реализуется в ходе решения задачи выдачи информации. Выдача информации, как правило, производится с помощью внешних устройств ЭВМ в виде текстов, таблиц, графиков и пр.