Нажмите, чтобы перейти на главную страницу Софт 54

Информация и её свойства

Введение

Понятие о предметах

Познавая окружающую действительность, человек сравнивает предметы друг с другом, выявляет их сходство и различие; путём анализа и синтеза вскрывает сущность предметов, мысленно выделяет их признаки (свойства), абстрагирует и обобщает эти признаки. Совокупность этих процессов называется мышлением. Мышление необходимо человеку чтобы жить и действовать в мире. Результатом мышления является мысль. Языковой оболочкой мысли является слово, словосочетание, грамматическое предложение или целое повествование.

Мышление — процесс познания действительности

В результате мышления человек образует понятие о предметах и явлениях действительности. Понятие — это мысль, которая отображает общие и существенные свойства вещи или явления внешнего мира.

Понятие, как и всякая мысль, возникает и существует на базе языкового материала, на базе языковых терминов и фраз. Языковой оболочкой понятия (мысли) является слово (обозначающее это понятие). Например, в понятии «белки» отображены такие общие и существенные свойства белков: 1) органические вещества и 2) молекулы которых состоят из соединённых в большом количестве остатков различных аминокислот.

Мышление изучают науки: логика, диалектика, психология, психолингвистика, эпистемология и многие другие научные дисциплины. Логика не рассматривает биологические процессы, происходящие в теле человека в процессе мышления. Логика изучает формы (лат. forma — «внешний вид», внешнее выражение чего-нибудь), в которых существуют и выражаются мысли и различные мыслительные операции (в логике их называют логическими приемами). Древнегреческий эрудит Аристотель (384—322 гг д. э.) написал несколько книг, в которых систематизировал свои знания о формах мышления, и сформулировал принципы правильного рационального мышления (определённость, непротиворечивость, последовательность и обоснованность), известных, в настоящее время, как четыре основных законов логики, поэтому он считается основателем науки логики. Принципы правильного рационального мышления (законы логики) лежат в основе всех научных дисциплин, а логические приемы (мыслительные операции) используется в качестве основных их инструментов.

Вещи и явления обладают различными свойствами. Свойства вещей и явлений называются признаками. Например, длина данного карандаша, его цвет, свойство быть орудием письма и т. д. — всё это его признаки. Своими признаками вещи и явления или отличаются друг от друга, или сходны друг с другом.

Существенным признаком предмета называется тот признак, который выражает коренное, наиболее важное свойство предмета; если существенный признак отсутствует, то предмет перестаёт быть данным предметом. Например, существенным признаком химического элемента является строение атома, а несущественными — то или иное физическое состояние, внешняя форма и др

Правильные понятия вырабатываются в процессе трудовой деятельности многих людей; соответствие таких понятий предметам и явлениям действительности проверяется практикой человека.

Итак. Понятие — отображённое в мышлении единство существенных свойств вещи или явления действительности.

Каждое понятие имеет содержание и объём.

Содержание понятия — это знание о предметах, к которым относится данное понятие, знание о сущности предметов, об их свойствах (признаках). Например, в понятие «стратостат» входят следующие существенные признаки: воздушный шар с гондолой, оборудованный для полётов в стратосферу.

В понятиях содержится знание не только о признаках предметов, но также знание и о том, на какие предметы данное понятие распространяется. Иначе говоря, каждое понятие имеет не только содержание, но и свой объём.

Объём понятия — это знание о круге предметов, существенные признаки которых отображены в понятии. Например, объём понятия «стратостат» составляют все мыслимые виды стратостатов. Такой круг предметов может быть различным. Например, понятие «растение» распространяется на неограниченный круг растений: на все те растения, которые когда-либо были, есть и будут. Понятие «полюс Земли» распространяется только на две точки земного шара. Могут быть понятия, которые относятся только к одному предмету, например понятие о центре Земли.

Определение понятия — мыслительная операция (логическая операция), раскрывающая его содержание. Чтобы раскрыть содержание понятия, приводят примеры, в которых отражается сущность отражаемых в данном понятии предметов или явлений, и тем самым ограничиваем круг предметов или явлений, затрагиваемых этим понятием. Например, как можно определить понятие четырехугольник?

Четырехугольником называется фигура, которая состоит из четырех точек и четырех последовательно соединяющих их отрезков. При этом никакие три из данных точек не лежат на одной прямой, а соединяющие их отрезки не пересекаются.

Чтобы определить понятие, его следует подвести под более общее понятие.

Определяя понятие четырехугольник, мы воспользовались понятиями точка и прямая, определение которых вы нигде не найдете, потому что такие понятия называются первичными понятиями, считается, что они интуитивно понятны! Любая наука и теория строится на некоторых базовых понятиях, которые обычно интуитивно понятны и свойства которых описываются аксиомами данной теории. Такие понятия принято называть неопределяемыми понятиями. К слову, неопределяемые понятия встречаются и в других областях человеческой деятельности, например: дружба, любовь, интеллигентный человек, отличный спортсмен, талантливый актер и т. д.

Вспомним ещё одно определение из школьного курса геометрии: параллелограммом называется четырехугольник, у которого противолежащие стороны попарно параллельны. Понятие четырёхугольник определяет понятие параллелограмм. Оно является общим понятием (родовым понятием), а понятие параллелограмм является частным его понятием (видовым понятием). Для нас, людей, эти понятия находятся в отношении рода и вида. Понятие четырёхугольник — родовое понятие, а параллелограмм — видовое понятие. Это значит, что объем понятия параллелограмма полностью входит в объем понятия четырехугольника. Максимально широкие по объему понятия называются категориями, например понятия: энергия, материя, время, пространство, вещь, явление, ощущение, восприятие, представление, мысль и т. д.

Ещё пример, как можно определить понятие множество, одно из основных понятий математики?
Интуитивно под множеством будем понимать совокупность определенных вполне различаемых объектов, рассматриваемых как единое целое по какому-либо признаку. Более строгого определения множества не существует.

Мышление — процесс познания действительности

Классификация

Мы в ходе позновательной деятельности часто пользуемся одним из видов мысленного деления вещей и явлений на группы (множества) — классификацией.

Вещи и явления окружающей нас действительности, о которых мы мыслим, принято называть предметами мысли. Например, предметами нашей мысли могут быть студент, стол, карандаш, дождь, листопад, высота, движение, скорость света и т. п.

Классификацией называется система расположения предметов по классам (classis — группа) на основании сходства этих предметов внутри класса и их отличия от предметов других классов.

Примером классификации может служить «Периодическая система химических элементов», созданная великим русским учёным Д. И. Менделеевым (1834—1907). Менделеев расположил элементы в порядке возрастания их атомных весов и по признаку однотипности химических качеств (свойств).

Признак (свойство), по которому происходит расположение (деление) предметов по классам называется основанием классификации.

Если за основание классификации принимается существенный признак предметов, то такая классификация может иметь научное и практическое значение: она даст возможность обнаружить закономерности, которым подчиняются предметы, явления, как это мы видели на примере классификации, предложенной Менделеевым.

Классификацию, в основе которой находится коренной признак предметов, выражающий их природу, принято называть естественной классификацией.

Если за основу классификации берётся признак, не выражающий природы классифицируемых предметов, то такая классификация называется искусственной.

Примером такой классификации является алфавитный список сотрудников данного предприятия. Разумеется, та или иная начальная буква фамилии никакого отношения к коренным свойствам человека не имеет. Однако этот случайный признак бывает полезно использовать в практических целях, в целях простого удобства — отсюда возникает потребность расположить фамилии сотрудников в алфавитном порядке.

Классификация (естественная или искусственная) подчиняется следующим правилам: она должна проводиться по одному основанию, члены её должны исключать друг друга, совокупность всех её членов должна исчерпывать собой весь данный класс, внутри классификации не должно быть неоправданных скачков.

Классификация помогает найти в исследуемых предметах определённый порядок, систему их взаимных связей, помогает охватить исследуемые предметы в целом.

Логические приёмы, сходные с классификацией

Наряду с классификацией понятий мы пользуемся в практике мышления некоторыми логическими приёмами (мыслительными операциями), которые внешне сходны с классификацией, но по существу отличны от неё.

1. Расчленение целого на части. Например: «Месяц январь состоит из четырёх недель и трёх дней», «Поезд состоит из паровоза, вагонов и платформ». В этих примерах речь идёт не о видах и роде, а о частях и целом. Месяц, конечно, не является родовым понятием по отношению к неделям и дням, а неделя и день — это не виды месяца, а его части; поезд не является родовым понятием по отношению к вагонам, а вагон — это не вид поезда, а часть его. Другие примеры членения: дерево — ветки, ствол, листья, корни; квартира — комнаты; здание — крыша, стены, окна.
2. Расположение мыслей по определённому плану. Планы мероприятий, планы сочинений, оглавления в книгах — всё это не будет классификацией понятий, так как во всех этих случаях нет отношения, какое существует между видами и родом.

Неопределяемыми понятия

Есть такие понятия, которые не определяются с помощью других понятий, например в физике: пространство, время, материя, энергия; в геометрии: точка, линия, плоскость, расстояние; в математике: число, множество, массив; а также мышление с точки зрения науки логики. Других, более общих понятий, под которые можно логически подвести выделенные понятия не существует. Такие понятия называются неопределяемыми понятиями.

Содержание неопределяемого понятия раскрывают:
  1. при помощи описаний применения понятия (поясняют на примерах);
Например, Спиноза (1632—1677) определял мышление как способ действия мыслящего тела. Из этого определения вытекает и предложенный им способ раскрытия/определения этого понятия. Для того чтобы определить мышление, необходимо тщательно исследовать способ действий мыслящего тела в отличие от способа действий (от способа существования и движения) тела немыслящего.
  1. путем сопоставления данного понятия с содержанием других понятий.

В рамках науки информация является неопределяемым понятием.

Понятие информации используется во всех областях человеческой деятельности: науке, технике, культуре и повседневной жизни. Содержание понятия «информация» раскрывают при помощи различных описаний его применения. Проблема раскрытия понятия «информация» усложняется тем, что данное понятие используется в различных науках (физике, биологии, кибернетике, информатике и др.), при этом в каждой науке понятие информации связано с различными системами понятий.

Понятие информации

Бакен - информационное сообщение Современное мировое сообщество людей называют информационным обществом, так что же означает слово информация? Это слово латинского происхождения: Informatio (лат.) — разъяснение, изложение, осведомление, просвещение.

В настоящее время при повседневном общении слово информация сохранило свое историческое значение — сообщение, осведомляющее о состоянии чего-либо, передаваемое людьми устным, письменным или каким-либо другим способом, например, с помощью условных сигналов (дым на сторожевой башне, огнь на маяке, бакен на реке и т. д.). Очевидно, что для того, чтобы смысл сигналов был понятен, должно быть предварительное соглашение о связи сигналов и их значений. На этом простом принципе и основаны различные способы передачи сообщений, от зарубок на деревьях или палках до лазерных лучей в волоконно-оптическом кабеле. Забегая вперед, скажу, что установление связи между сигналом и его значением называется кодированием.

В прошлом столетии слово информация стало активно употребляться в научной среде как понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растительном мире; передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму. Таким образом, слово информация имеет различные значения в разных отраслях человеческой деятельности, каждая научная дисциплина вкладывает свой смысл в понятие «информация». Генетика — свой, кибернетика — свой, информатика — свой. Эта статья об информатике, поэтому определение информации будет дано с точки зрения этой научной дисциплины.

В информатике принято считать, что информация есть  интерпретация (смысл) сообщения, т.е. информация не зависит от формы представления сведений в сообщении.

Форма представления информации может быть различной: алфавитная форма (мысли, составленные в виде предложений устной или письменной речи); графическая форма (рисунки, схемы, чертежи, карты, графики, диаграммы); символы формального языка (числа, математические формулы, ноты, химические формулы, дорожные знаки и пр).


Информация — сведения независимо от формы их представления

Пример 1

Первое сообщение:

На основе анализа информационных потоков лечебного учреждения НИИПК авторы обосновывают требования к медицинским информационным системам (МИС) и предлагают конкретную архитектуру МИС лечебного учреждения, оригинальную структуру базы АРМ врача специалиста и приводят пример пользовательского интерфейса АРМ врача эхокардиографиста

Второе сообщение:

On the basis of analysis of the information flow a medical institution Research Institute of Circulation Pathology, the authors determine the requirements for medicinal information systems (MIS), offer a concrete MIS architecture for such a medical institution and unique structure of the physician`s workstation base. A user interface for physician operating an echocardiograph is given as an example

Сообщения, приведенные выше, содержат одну и ту же информацию представленную в алфавитной форме, но на разных естественных языках.

А если человек не знает английского? Тогда второе сообщение он не сможет интерпретировать и поэтому оно для него будет бессмысленным, т.е. неинформативным. Чтобы иметь возможность интерпретировать переданное ему сообщение, человек должен обладать определенными навыками (методами), которые позволят ему извлечь информацию из полученного сообщения! Так что же получается, что сообщение само по себе — это ещё не информация? Да, чтобы сообщение превратилась в информацию, его надо обработать — интерпретировать (осмыслить). Обработка может происходить осознанно или неосознанно. Например, когда мы смотрим на фотографию группы людей, мы мгновенно выделяем знакомых, и на вряд ли осознанно. Существует целое научное направление — теория информации. В которой ключевым понятием является энтропия — мера неопределенности состояния системы, а под информацией понимают сведения, уменьшающие неопределенность (энтропию). Чтобы запутать вас окончательно скажу, что это всего лишь одна из концепций теории информации, известная как концепция Шеннона, есть и другие… Мы же будем рассматривать информацию с точки зрения компьютерных наук.

Показания тонометра + адекватный метод = информация об артериальном давлении В естественных науках важное место занимают понятия сигнал и данные. Любые характеристики материи (базовое неопределяемое понятие) могут рассматриваться наблюдателем как сигналы, т.е. все явления и процессы в природе сопровождаются сигналами. При взаимодействии сигналов с физическими телами в последних могут возникнуть определенные изменения их свойств. Например, объем занимаемый физическим телом, может изменится от взаимодействующих с ним сигналов, исходящих от других физических тел. Эти изменения можно заметить, а иногда измерить тем или иным способом, т.е. зарегистрировать в виде звука, числа, символа, слова, словосочетания, предложения, рисунка. Этот процесс называется регистрацией сигналов, а сигналы, зарегистрированные на материальном носителе (палке, бумаге, камне, магнитной ленте и т.п.) , называются данными. Данные, вследствие своего происхождения, несут в себе информацию о событиях (явлениях и процессах), произошедших в материальном мире. Однако они не тождественны информации. Информация извлекается из данных с помощью адекватных методов. Таким образом, можно считать, что информация — это продукт взаимодействия данных и адекватных методов.

Показания термометра + адекватный метод = информация о пациенте

Возвращаясь к первому примеру, приведенному в этой статье о двух сообщениях, содержащих одинаковую информацию, можно сказать, что текст, написанный на английском языке, даст различную информацию, человеку, знающему язык, и не знающему. Чтобы получить информацию, имея данные, необходимо применить к ним методы, которые преобразуют данные в понятия, воспринимаемые человеческим сознанием. Методы бывают различными: адекватными и неадекватными. Например, человек, знающий английский язык, применяет адекватный метод, читая текст на английском языке. А, человек, не знающий английского языка применяет неадекватный метод, пытаясь понять английский тест.

Пример 2

Первое сообщение — алфавитная форма:

В прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов двух других сторон (катетов).

Второе сообщение:


Графическая форма (рисунок) и символы формального языка (математическая формула)

Сообщения, хотя и представлены в разных формах, содержат одну и ту же информацию, известную как теорема Пифагора.

Восприятие информации

Информацию об окружающем мире люди получают при помощи органов чувств — нервных устройств, служащих приемниками сигналов, информирующих об изменениях в окружающей человека среде и в его организме. Различают пять внешних чувствительных систем: зрение, слух, обоняние, вкус, кожная чувствительность. Глазами люди воспринимают зрительную информацию; органы слуха доставляют информацию в виде звуков; органы обоняния позволяют получать информацию о запахах; органы вкуса несут информацию о вкусовых ощущениях; органы осязания позволяют получить тактильную информацию.

Органы чувств служат проводниками информации между внешним миром и человеком. Информация, полученная человеком при помощи органов чувств, называется органолептической информацией. Каждый орган чувств дает только свойственное ему ощущение. Приблизительно 90% информации человек получает при помощи зрения, примерно 9% — посредством слуха и только 1% — через остальные органы чувств.

Работа органов чувств включена в деятельность человека, обеспечивает её необходимой информацией, и вместе с тем подчинена деятельности: из огромного потока сигналов, поступающих человеку, органы чувств выделяют именно те, которые необходимы для осуществеления текущей деятельности. Выделение тех или иных сигналов из общего потока зависит от их значимости для человека и его ожиданий. Этим обеспечивается активность восприятия.

Знаки как способ кодирования информации

Восприятие информации

Воспринимаемую с помощью органов чувств информацию человек стремится зафиксировать так, чтобы она стала понятной и другим людям. На протяжении всей истории своего развития, задолго до появления компьютеров и новых информационных технологий, человечество придумывало и совершенствовало различные способы хранения и передачи информации. Сначала были узелки на веревках, зарубки на палках, затем появилась письменность — специально разработанная система правил фиксирования и передачи информации при помощи знаков, иными словами — система кодирования информации.

Восприятие информации

Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения — это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами, вкусами и др.

Знак — это изображение, которое что-либо означает (буква, цифра, отверстие). Знак в совокупности с его значением (смыслом) называется символом. В общем знаки трактуется шире, чем изображения, и в соответствии со способом восприятия разделяются на зрительные, слуховые, осязательные, обонятельные и вкусовые. К знакам, воспринимаемым с помощью зрения, относят буквы и цифры, которые используются в письменной речи, знаки химических элементов, музыкальные ноты, дорожные знаки и т. д. К знакам, воспринимаемым с помощью слуха, относятся звуки, которые используются в устной речи, и звуковые сигналы, которые воспроизводятся с помощью звонка, колокола, свистка, гудка, сирены и т. д.

Для того, чтобы смысл информации, передаваемой знаками, был понятен, должно быть известно соглашение о связи формы и значения символов.

Классификация знаков по форме представления:

  1. Языковые:
    • знаки естественных языков: устного языка (фонемы), языка жестов, письменного языка (графические, вещественные);
    • знаки искусственных языков: световые, графические, звуковые;
  2. Неязыковые:
    • знаки-изображения;
    • вещественные;
    • эмблемные.
Эмблемные знаки

Классификация знаков по способу связи между его формой и значением (смыслом):

  1. Иконические — знаки, имеющие форму, похожую на отображаемый объект, вследствие чего позволяющие догадаться об их смысле.
  2. Символьные — знаки, для которых связь между формой и значением устанавливается по общепринятому соглашению. К таким знакам относятся любые буквы, цифры, ноты, обозначения атомов химических веществ в уравнениях химических реакций и пр.

Информация и письменность

Чаще всего люди общаются между собой (передают информацию) в устной или письменной форме, т.е. разговаривают, пишут письма, записки, статьи, книги и т.п.

Письменный текст состоит из букв, цифр, скобок, точек, запятых и других знаков. Устная речь тоже складывается из знаков. Только это не письменные, а звуковые знаки — фонемы. Из фонем складываются слова, из слов — фразы. Между письменными знаками и звуками есть прямая свьзь. Ведь сначала появилась речь, а потом — письменность. Отдельные буквы или сочетания букв обозначают звуки речи, а знаки препинания — паузы, интонации. Такая форма письменности называется звуковой и была придумана, чтобы зафиксировать человеческую речь. Большенство европейских народов используют звуковую письменность.

Самая древняя форма письменности называется пиктографической. Одна пиктограмма — это рисунок, которое обозначают понятие или даже целое сообщение. Пиктографические символы часто используются и в наше время. Знакомые всем дорожные знаки — это не что иное как пиктограммы.

Существуют и другие формы письменности, например китайская письменность называется идеографической. В ней один значок (иероглиф) обозначают слово или значительную часть слова.

Свойства информации

Человек — социальное существо, и для взаимодействия с другими людьми он должен обмениваться с ними информацией. Информация должна обладать следующими социально значимыми свойствами:

  1. Понятность (обен информацией должен производится на языке, которым владеют все участники).
  2. Полезность (соответствие запросам потребителя, сведения которые можно применить на практике).
  3. Достоверность (истинность положения дел, отсутствие скрытых ошибок, недостоверная информация, полученная, например из СМИ, вводит членов общества в заблуждение и может быть причиной социальных потрясений).
  4. Актуальность (важность для настоящего времени).
  5. Полнота (достаточность для понимания и принятия решения).
  6. Точность (для того чтобы человек мог правильно ориентироваться в окружающем мире).
  7. Ценность.

Информация, обладающая перечисленными свойствами, помогает людям лучше понять друг друга.

Информация будет понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому она предназначена. Соответственно, информация должна преподноситься в доступной к восприятию форме.

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Со временем достоверная информация может стать недостоверной, т. к. она обладает свойством устаревать, то есть перестает отражать истинное положение дел.

Информация полная, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация может сдерживать принятие решений или даже повлечь ошибки.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.

Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека. Информация может представлять ценность для многих людей или немногих, то есть быть широко востребованной, маловостребованной или невостребованной. Она может терять ценность с течением времени, то есть из актуальной информации становиться неактуальной. Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она не может быть в силу объективных причин усвоена или оценена), так и ее задержка. Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, то она может стать бесполезной.

Также отметим, что информацию по одному и тому же вопросу можно излагать кратко (сжато, без излишних деталей) или подробно (пространно, многословно). Краткость информации наглядно демонстрируется в инструкциях, справочниках, энциклопедиях.

Информация бывает: стабильная (книги, рисунки, записи) и нестабильная (любой звук бесследно исчезает, если он не записан на какой-либо носитель); общедоступная (предназначена для всех людей) и конфиденциальная (предназначена для определенного круга людей); платная (например, информация, которая охраняется законом об авторском праве) и бесплатная (например, информация, предоставляемая публичными библиотеками).

Информация используется во всех областях человеческой деятельности, поэтому так много качественных характеристик (свойств) этого понятия.

Знания и информация

Представления человека о предметах и явлениях действительности — это и есть его знания о Мире

Знание — систематизированные достоверные представления о вещах и явлениях действительности. Знание об окружающей нас действительности мы накапливаем в форме понятий, суждений, а также в форме умозаключений. Знание применяется людьми для рациональной организации своей деятельности и решения возникающих задач.

Знания можно разделить на две группы:
1. Факты — это знания об определенных явлениях, событиях, свойствах объектов и зависимостях между объектами. Факты начинаются со слов «Я знаю, что…». Например, знания об определенных явлениях: «Я знаю, что Фобос — спутник Марса»; событиях: «Я знаю, что Новосибирск был основан в 1893 году»; свойствах объектов: «Я знаю, что собор Александра Невского в Новосибирске — архитектурное сооружение в Византийском стиле»; зависимостях — знание законов Ньютона.
2. Правила — это знания о последовательностях действий, направленных на достижение некоторой цели. Это знания, начинающиеся со слов «Я знаю, как…»; «Для того чтобы…». Например: «Я знаю, как измерить температуру ртутным градусником»; «Для того чтобы приготовить антисептик для рук в домашних условиях, необходимо взять этанол, перекись водорода, глицерин, кипяченную воду и перемешать полученный раствор».

Коренным фактором, позволяющим выявить отличие знания от информации, является то, что знание приобретается только через субъективное осмысление. Информация же независима и не всегда доходит до стадии осознания. Таким образом, знание — это субъективный образ реальности в форме понятий и представлений.

Знания

сравнение,
оценка,
определение области применения,
установление связей
Информация

контекстуализация,
категоризация,
подсчет,
коррекция,
сжатие
Данные

В познавательном процессе знание и информация находятся на разных ступенях. Сначала происходит восприятие информации, транслируемой определенным источником: преподавателем, книгой, фильмом и т.п. После осмысления информация «преобразуется» в знание, а человек, обладающий знанием, способен выполнять роль нового источника информации.

Информация и данные

Данные — это полученные в результате прямого наблюдения процесса или явления числа, символы, слова, которые фиксируются в документах, передаются по средствам связи, обрабатываются средствами вычислительной техники вне зависимости от их содержания (смысла).

Данные, вследствие своего происхождения, несут в себе информацию о событиях (процессах или явлениях), произошедших в материальном мире. Однако они не тождественны информации. Информация извлекается из данных с помощью определенных методов (см. пример 1).

Знание об окружающей нас действительности мы накапливаем в форме понятий, суждений и умозаключений из различных источников, таких как личный опыт, общение с другими людьми, образование, экспериментальные исследования и многие другие. Каждый источник знаний имеет свои преимущества и ограничения.

Человека, связавшего свою жизнь с исследовательской деятельностью по изучению законов природы и техники, принято называть научным работником, а всю обширную область человеческой деятельности по накоплению знаний о действительности — наукой. Непосредственные задачи науки — описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности, открытие ее законов, теоретическая систематизация объективных знаний о природе вещей. Система наук условно делится на естественные, общественные, гуманитарные и технические науки.

Измерение информации

Алфавитный подход к измерению информации — это способ измерения информационного объема текста, не связанного с его содержанием.

Алфавит — это вся совокупность символов, используемых в некотором языке для представления информации (буквы, знаки препинания, цифры, скобки и др. символы, используемые в тексте, также пробел).

Полное число символов в алфавите называется мощностью алфавита — обозначается N.

Например, мощность русского алфавита равна 54: 33 буквы + 10 цифр + 11 знаков препинания, скобки, пробел.

В алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет определенный информационный вес. Информационный вес символа зависит от мощности алфавита. Наименьшее число символов в алфавите равно двум. Такой алфавит используется в компьютере. Он содержит всего два символа, которые обозначаются цифрами «О» и «1». Его называют двоичным алфавитом. В компьютере с помощью всего двух символов можно передать любую информацию.

Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу информации и называется 1 бит (N = 2).

С увеличением мощности алфавита увеличивается информационный вес символов этого алфавита. Один символ из четырехсимвольного алфавита (N = 4) «весит» 2 бита. Объясняется это тем, что все символы четырехсимвольного алфавита можно закодировать всеми возможными комбинациями из двух цифр двоичного алфавита. Комбинации из нескольких (двух, трех и т.д.) знаков двоичного алфавита называются двоичным кодом.

Используя три двоичные цифры, можно составить 8 различных комбинаций.

Если мощность алфавита равна 8, то информационный вес одного символа равен 3 битам.

Четырехзначным двоичным кодом может быть закодирован каждый символ из 16-символьного алфавита. И так далее.

Информационный вес каждого символа, выраженный в битах (b), и мощность алфавита (N) связаны между собой формулой: N=2b.

Содержательный подход к измерению информации

Получение новой информации приводит к расширению знаний человека.

Если некоторое сообщение пополняет знание человека, то оно является информативным т.е. содержит ненулевую информацию.

Для того чтобы сообщение было информативным, оно должно быть понятным. т.е. логически связанными с предыдущими знаниями человека. Получение знаний должно идти от простого с сложному. Тогда каждое новое сообщение будет понятным, а значит, будет нести новую информацию для человека.

Сообщение несет информацию для человека, если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными.

Для того чтобы точно определить, в каком сообщении больше информации, а в каком — меньше, необходима единица измерения. В науке, которая называется теорией информации, была определена единица информации — «бит».

Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза, несет 1 бит информации.

Неопределенность знаний о некотором событии — это число возможных результатов события.

Например, в штативе стоят восемь пробирок с химическими реактивами. Этиловый спирт может находиться в любой из них. Сколько информации содержит сообщение о том, в кокой пробирке находится спирт? Применяя метод половинного деления, можно задать несколько вопросов, уменьшающих неопределенность знаний в два раза:

  1. Спирт находится в одной из пробирок с пятой по восьмую? Нет.
  2. Он находится в одной из первых двух пробирок? Да.
  3. Он во второй пробирке? Нет. Ясно, он в первой пробирке!

Каждый ответ уменьшает неопределенность в два раза. Всего было задано три вопроса. Значит, набрано 3 бита информации. И если бы сразу было сказано, что спирт находится в первой пробирке, то этим сообщением были бы переданы те же 3 бита информации.

Существует формула для измерения информации, где возможное количество равновероятных событий (другими словами, неопределенность знаний) обозначается буквой N, а количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий, — буквой I.

2I = N

Р. Харли придумал свою формулу для измерения информации:

I = log2N

Информационные процессы

Информационные процессы — это последовательность операций, совершаемых над информацией.

Перфолента - носитель информации Хронение информации — это процесс помещения информации в определенное хранилище с целью последующего извлечения для дольнейшего использования.

Носитель информации — материальный объект, преднозначенный для хронения и передачи информации. Например, к носителям информации можно отнести книги, блокноты, рисунки, фотографии, CD и DVD диски и пр.

Поиск информации может происходить посредством таких методов как: наблюдение, общение со специалистами по интересующему вопросу, чтение соответствующей литературы, просмотр телепрограмм, просулшивание радиопередач, работа в библиотеках и архивах, запросы к базам данных и многое другое.

Сбор информации — это целеноправленный процесс, при котором происходит поиск, отбор, получение и накопление нужной для дольнейшего использования информации.

Главным инструментом сбора информации и познания мира для человека являются органы чувств, но не всякую информацию они способны воспринять. Получить точную информацию о различных явлениях окружающей действительности людям помогают разнообразные технические устройства (весы, часы, спидометры и пр.).

Обработка информации — процесс преобразования вида (формы), смысла (содержания), объема (количества) исходной информации. Выходящая информация предстовляет собой измененную входящую.

Обработка информации может происходить неосознанно. Однажды в детстве дотронувшись до горячего утюга, человек запоминает этот на всю жизнь. Затем каждый раз, случайно коснувшись горячей поверхности, он будет отдергивать руку. Это происходит в результате обработки информации. Прикасаясь к горячей поверхности, человек получает информацию при помощи органов осязания. Нервная система передает ее в мозг, где на основании имеющегося опыта производится сигнал об опасности. Сигнал от мозга передается в мышцы рук, которые мгновенно сокращаются.

Обработка информации может происходить осознанно. Человек, опираясь на поступающие сведения (входную информацию) и на запас имеющихся знаний и опыта, создает новую информацию. Она называется выходной. Например, на уроке физики учитель предлагает решить задачу, и ученик, вспоминая, какие из изученных правил ему необходимо применить, находит правильный ответ.

Процесс обработки информации не всегда связан с получением новых сведений. Например, при переводе текста с одного языка на другой происходит обработка информации, изменяющая ее форму, но не содержание.

К этому же виду обработки относится кодирование информации — это преобразование представления информации из одной символьной формы в другую, удобную для ее хранения, передачи или обработки (телеграф, радио, компьютеры). Иногда кодирование производится в целях засекречивания содержания текста. В таком случае его называют шифрованием.

Ещё одной разновидностью обработки информации является сортировка. Например, для удобства поиска информации, можно сохранять ее в алфавитном порядке (справочник лекарственных средств). В информатике организация данных по какому-либо правилу, связывающему её в единое целое, называется структурированием.

При преобразовании информации по принцепу «Черного ящика» доступными для наблюдения является только исходная и получаемая на выходе информация. Собственно процесс преобразования информации остается сокрытым.

Передача информации — это целенаправленный процесс, в результате которого информация передается от одного объекта к другому. Во время этого процесса образуется информационный поток, движущийся в пространстве и времени от источника информации к получателю (от объекта А к объекту Б). Поток состоит из отдельных сообщений, воплощенных в документах или сигналах. Обычно потоки начинаются в местах возникновения информации (объект А) и движутся в места принятия решений (объект Б).

Для работы с информационными потоками предназначены информационные системы (ИС).

Информационная система — организационно упорядоченная совокупность документов и технологий, реализующих информационные процессы. Обработка информации в ИС может осуществляться ручным, механизированным, автоматизированным и автоматическим способами. С появлением компьютеров произошла революция в процессах обработки информации, и возникли новые информационные технологии.

Процесс внедрения новых информационных технологий в конкретную отрасль обычно называют информатизацией данной отрасли, например, информатизацией здравоохранения будет называться процесс внедрения новых информационных технологий в медицину и здравоохранение. Термин новые информационные технологии часто сокращают до информационные технологии.

Информационные технологии (ИТ, также — информационно-коммуникационные технологии) — приёмы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки, передачи и использования данных (ГОСТ 34.003-90).
© Soft54, 2023. All rights reserved.