2. Понятие об информации. Вероятностный подход в описании информационных процессов. Единицы измерения информации. Мера Хартли.

ПОНЯТИЕ “ИНФОРМАЦИЯ”

Связано с моделями реальных объектов и процессов, в которых отражается их сущность в той степени, в какой это необходимо для практических целей. Под “информацией” понимают не сами объекты и процессы, а их представительные характеристики (параметры, отражение в виде чисел, формул, описаний, чертежей, символов и других абстрактных характеристик).

Мера Хартли определяет количество информации в сообщении. Единицы информации: бит и байт. Хартли

ВЕРОЯТНОСТНЫЙ ПОДХОД

В основе данного подхода положена следующая модель: получатель информации имеет определенные представления о возможных вариантах некоторых событий. Эти события могут быть описаны как случайные события с определенными вероятностями. Общая мера неопределенности характеризуется некоторой математической зависимостью от совокупности вероятностей наступления событий. Любая информация может рассматриваться как уменьшение неопределенности наших знаний об окружающем мире

Энтропия – количественно выраженная неопределенность состояния системы; мера неопределённости источника сообщений, определяемая вероятностями появления тех или иных символов при их передаче.

Энтропию сообщения определяют на основе следующих суждений.

Пусть источник информации передает m сообщений P(xi):

P(x1),….P(xm-1), P(xm). Тогда под энтропией H(х) понимают:

, бит.

ФОРМУЛА ХАРТЛИ

J(x)=-log_aP(x), где P(x) – вероятность наступления события x. Ели a=2, то информацию J(x), счисляют в битах, a=10 – в дитах, a=основанию натурального логарифма (e=2,7 1) – натах (нитах).

Мера Хартли определяет количество информации в сообщении.

2. Фазы обращения информации. Виды информации.

ФАЗЫ ОБРАЩЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Генерация – информация, снимаемая с объекта с помощью датчиков.

Восприятие – формирование образа объекта, производится опознание и оценка образа. При восприятии необходимо отделить полезную информацию от шумов, что иногда не просто (радиосвязь, радиолокация и т.п.). В фазу восприятия включаются операции по подготовке информации для передачи и обработки.

Подготовка – включает предварительные операции для передачи и обработки информации (нормализация, квантование, кодирование, модуляция).

Передача – перенос информации на расстояние посредством сигналов различной физической природы по различным каналам. Прием информации на приемной стороне имеет характер вторичного восприятия со свойственными ему операциями борьбы с шумами.

Обработка – заключается в решении задач, связанных с преобразованием информации независимо от их функционального назначения.

Хранение – промежуточный этап обработки.

Представление – требуется тогда, когда в цикле обращения информации принимает участие человек. Оно заключается в представлении перед человеком условных изображений, содержащих качественные и количественные характеристики выходной информации. Для этого используются устройства, способные воздействовать на органы чувств человека.

Воздействие – состоит в том, что сигналы, несущие информацию производят регулирующие или защитные действия в самом объекте.

ВИДЫ ИНФОРМАЦИИ

Топологическая информация – геометрические образы, географические карты, объемные объекты. Топологическая информация удобна для выражения образов и ситуаций, подлежащих распознанию.

Абстрактная информация – используется в случаях научных исследований на высоком теоретическом уровне, когда необходимо обобщении, идеализация и т.д.

Безразмерная информация – q_x=X/ΔX, q_T=T/ΔT, q_N=N/ΔN. Безразмерная информация соответствует количеству элементов и получается в результате дискретизации информационного комплекса.

Техническая информация – информацию, которая передается по каналам связи и отображается на экранах дисплеев. Количество такой информации может быть вычислено и процессы, которые она отражает, подчиняется физическим закономерностям.

Научная информация – логически организованная информация, получаемая в процессе научного исследования, отображающая явления и законы природы, общества.

Лингвистическая информация – информация в виде знаков.

2. Составляющие информационного процесса: сигнал (содержание, форма), сообщение (код знаков, код слов и предложений), сведения (понятия, смысл), информация (новизна, смысл), физический, технологический, семантический, прагматический уровни информационного процесса.

Сигнал - это физический носитель сообщения о каких-либо событиях, состояниях объекта, командах управления и т. п.. Сигнал имеет две стороны: содержание и форму. Содержание определяется сообщением (информацией). Форма сигнала определяется характером изменения его параметров, в соответствии с информацией, которая подлежит передаче или хранению. Выбор той или иной формы представления информации называется кодированием и зависит от способа ее дальнейшей обработки. Обратная операция - выявление закодированной в сигнале информации - называется декодированием.

Сообщение

Код — правило (алгоритм) сопоставления каждому конкретному сообщению строго определённой комбинации символов (знаков) (или сигналов). Кодом также называется отдельная комбинация таких символов (знаков) — слово. Для различия этих терминов, код в последнем значении ещё называется кодовым словом.

Сведения

Опр:

1.Известия, сообщения о чём-л. Получить важные сведения. Представить сведения о чём-л.

Данные, характеризующие кого-, что-л. Статистические сведения. Собрать сведения.

2.Познания в какой-л. области. Элементарные сведения по физике. Эргономические сведения. Сведения по зоологии. Сведения во французском языке

Смысл

первичные преобразованные сигналы и сообщения, полученные из различных источников.

Информация – это сведения об окружающем мире (объекте, процессе, явлении, событии) , которые являются объектом преобразования (включая хранение, передачу и т. д. ) и используются для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения.

Смысла и новизна

Прагматические свойства информации проявляются в процессе использования информации. В первую очередь к данной категории свойств отнесем наличие смысла и новизны информации, которое характеризует перемещение информации в социальных коммуникациях и выделяет ту ее часть, которая нова для потребителя.

Семантический уровеньопределяет общее смысловое содержание информации, и дает возможность установить взаимосвязи между отдельными элементами информации. Семантикаизучает отношения между знаками и обозначаемыми ими объектами, не касаясь получателя знаков. Она изучает общие закономерности построения любых знаковых систем, рассматриваемых в синтактике. Различают семантику логическую и структурную. Логическая семантика рассматривает знаковые системы как средства выражения смысла, установление зависимости между структурой знакосочетаний и их выразительными возможностями. Структурная семантика — раздел структурной лингвистики, посвященный описанию смысла языковых выражений и операций над ним. Семантический анализ — совокупность операций, служащих для представления смысла текста на естественном языке в виде записи на некотором формализованном семантическом (смысловом) языке. Семантический анализ моделирует процесс понимания текста человеком. Информативность сообщения тем выше, чем более определенной становится состояние системы для получателя информации. На семантическом уровне содержательность информации основана на тезаурусе системы.

Прагматический уровеньопределяет ценность информации для принятия управленческого решения, для системы управления в целом. Прагматика изучает восприятие осмысленных выражений знаковой системы в соответствии с разрешающими способностями воспринимающего. Теоретическая прагматика рассматривает некоторые гипотезы о свойствах и строении интеллекта, которые формулируются на основе данных нейрофизиологии, экспериментальной психологии, бионики, теории персептронов и т.д. Прикладная прагматика включает в себя исследования, посвященные эмпирическому анализу понимания людьми различных языковых выражений, изучению ритмики и стихосложения, а также разработке информационно-поисковых систем.

Физический уровень информационной технологии представляет ее программно-аппаратную реализацию. При этом стремятся максимально использовать типовые технические средства и программное обеспечение, что существенно уменьшает затраты на создание и эксплуатацию ИТ. С помощью программно-аппаратных средств осуществляются базовые информационные процессы и процедуры в их взаимосвязи и подчинении единой цели функционирования. Таким образом, и на физическом уровне ИТ рассматривается как система, причем большая система, в которой выделяется несколько крупных подсистем. Это подсистемы, реализующие на физическом уровне информационные процессы обработки данных, обмена данными, накопления данных, управления данными и представления знаний.

6) Составляющие информационного процесса: сигнал (содержание, форма), сообщение (код знаков, код слов и предложений), сведения (понятия, смысл), информация (новизна, смысл), физический, технологический, семантический, прагматический уровни информационного процесса.

Информационный процесс - это совокупность процессов, происходящих в аппаратах мышления людей (инициируемых поступающими данными), и процессов обработки данных.

Сигнал – отображение сообщения, материальный носитель информации. Сигнал есть средство перенесения информации в пространстве и времени. В качестве сигнала используются не сами объекты, а их состояния. Образование сигналов заключается в изменении состояния объекта

Характеристики сигнала: динамический диапазон (Д), длительность сигнала (Т), ширина спектра (F). Основное уравнение передачи сигнала: x(t)=μ*s(t-τ)+ω(t)

Типы сигналов: 1.Детерминированный (регулярный) – сигнал, описывающийся известной функциональной зависимостью. 2.Случайный – сигнал, описываемый случайно функцией времени. 3. Реальный – совокупность случайных и детерминированных сигналов.

Для образования сигналов используются в основном три носителя: постоянное состояние, гармоническое колебание, последовательность импульсов.

Сообщение: информация, выраженная в определенной форме, т. е. то что подлежит передаче 1. Дискретное - последовательность отдельных элементов. 2.Непрерывное – физическая величина, принимающая любое значение в заданном интервале.

Сведения – сообщения, воспринимаемые человеком и (или) специальными устройствами как отражение фактов материального или духовного мира в процессе коммуникации.

Информация: 1. Сообщение, осведомление о положение дел, сведение чем-либо, передаваемое людьми. 2. Уменьшаемая неопределенность в результате получения сообщения. 3. Сообщения, непрерывно связанные с управлением, сигналы в единстве семантических прагматических, синтаксических характеристик. 4. Передача, отражение разнообразия в любых объектах и процессах. 5. Данные, обрабатываемые ПК, с возможностью ввода в форме, удобной для пользователя. 6. Значения, которые человек приписывает данным на основе имеющихся соглашений.

Смысл и новизна информации - это свойство характеризует перемещение информации в социальных коммуникациях, и выделяет ту ее часть, которая нова для потребителя.

Физический уровень – это машинный этап работы с информацией. В отличие от других уровней, он представлен программно-аппаратной реализацией. Для выполнения всех функций используется компьютерная техника. На физическом уровне информационные процессы включают уже известные нам, но обязательные подсистемы:

• подсистема обработки данных;

• подсистема обмена данных;

• подсистема накопления данных;

• подсистема управления данными;

• подсистема представления данных.,

Подсистема обработки данных реализуется с помощью программ решения задач в той предметной области, для которой создана информационная технология. В подсистему обмена данных входят комплексы программ и устройств, позволяющих реализовать вычислительную сеть и осуществить по ней передачу и прием сообщений. Подсистема накопления данных реализуется с помощью банков и баз данных.

Подсистема управления данными организуется на компьютерах с помощью программных систем управления обработки данных и организации вычислительного процесса, систем управления

вычислительной сетью и систем управления базами данных (СУБД).

Технологический уровень – завершается разработкой инфомационно-технологической схемы (модели) всей установки с выделением всех вещественно-энергетических потоков и с выделением для них информационных констант и переменных. Тем самым проводится предварительная информационная декомпозиция всех вещественно-энергетических потоков для дальнейшей детализации связей и взаимных влияний процессов.

Семантический уровень - для измерения смыслового содержания информации, т. е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение.

Прагматический уровень - отражает ценность информации для системы управления, ее полезность для выработки управленческих ре­шений. Данный уровень отражает потребительские свойства информа­ции. Если информация является ценной, поведение потребителя изме­няется в нужном направлении. Прагматический аспект проявляется только при наличии единства информации, потребителя и поставленной цели.