|
|
Каталог материалов
1,2,3
1. Информация, её свойства и характеристики.Понятие об информации. Несмотря на то что с понятием информации мы
сталкиваемся ежедневно, строгого и общепризнанного ее определения до сих пор не
существует, поэтому вместо определения обычно используют понятие об информации.
Понятия, в отличие от определений, не даются однозначно, а вводятся на
примерах, причем каждая научная дисциплина делает это по-своему, выделяя в
качестве основных компонентов те, которые наилучшим образом соответствуют ее
предмету и задачам. При этом типична ситуация, когда понятие об информации,
введенное в рамках одной научной дисциплины, может опровергаться конкретными
примерами и фактами, полученными в рамках другой науки. Например, представление
об информации как о совокупности данных, повышающих уровень знаний об
объективной реальности окружающего мира, характерное для естественных наук,
может быть опровергнуто в рамках социальных наук. Нередки также случаи, когда
исходные компоненты, составляющие понятие информации, подменяют свойствами
информационных объектов, например, когда понятие информации вводят как
совокупность данных, которые «могут быть усвоены и преобразованы в знания».
Для информатики как технической науки понятие информации не может
основываться на таких антропоцентрических понятиях, как знание, и не
может опираться только на объективность фактов и свидетельств. Средства
вычислительной техники обладают способностью обрабатывать информацию
автоматически, без участия человека, и ни о каком знании или незнании здесь речь
идти не может. Эти средства могут работать с искусственной, абстрактной и даже
с ложной информацией, не имеющей объективного отражения ни в природе, ни в
обществе.В этой работе мы даем новое определение информации, оснобанное на ранее
продемонстрированном факте взаимодействия данных и методов в момент ее
образования. Информация — это продукт взаимодействия данных и адекватных им
методов.Диалектическое единство данных и методов в
информационном процессе. Рассмотрим
данное выше определение информации и обратим внимание на следующие
обстоятельства.1. Динамический характер информации. Информация не является
статичным объектом -• она динамически меняется и существует только в момент
взаимодействия данных и методов. Все прочее время она пребывает в состоянии данных.
Таким образом, информация существует только в момент протекания информационного
процесса. Все остальное время она содержится в виде данных.2. Требование адекватности методов. Одни и те же данные могут в
момент потребления поставлять разную информацию в зависимости от степени
адекватности взаимодействующих с ними методов. Например, для человека, не
владеющего китайским языком, письмо, полученное из Пекина, дает только ту
информацию, которую можно получить методом наблюдения (количество страниц, цвет
и сорт бумаги, наличие незнакомых символов и т. п.). Все это информация, но это
не вся информация, заключенная в письме. Использование более адекватных методов
даст иную информацию.3. Диалектический характер взаимодействия данных и методов. Обратим
внимание на то, что данные являются объективными, поскольку это
результат регистрации объективно существовавших сигналов, вызванных изменениями
в материальных телах или полях. В то же время, методы являются субъективными.
В основе искусственных методов лежат алгоритмы (упорядоченные
последовательности команд), составленные и подготовленные людьми (Субъектами).
В основе естественных методов лежат биологические свойства субъектов
информационного процесса. Таким образом, информация возникает и существует в
момент диалектического взаимодействия объективных данных и субъективных
методов. Свойства информации. Итак, информация является динамическим
объектом, образующимся в момент взаимодействия объективных данных и
субъективных методов. Как и всякий объект, она обладает свойствами (объекты
различимы по своим свойствам). Характерной особенностью информации, отличающей
ее от других объектов природы и общества, является отмеченный выше
дуализм: на свойства информации влияют как свойства данных, составляющих ее
содержательную часть, так и свойства методов, взаимодействующих с данными в
ходе информационного процесса. По окончании процесса свойства информации
переносятся на свойства новых данных, то есть свойства методов могут переходить
на свойства данных. Можно привести немало разнообразных свойств информации.
Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны.
С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства:
объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность
информации.Объективность и субъективность информации. Понятие объективности информации является
относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными.
Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят
меньший субъективный элемент. Так, например, принято считать, что в результате
наблюдения фотоснимка природного объекта или явления образуется более
объективная информация, чем в результате наблюдения рисунка того же объекта,
выполненного человеком. В ходе информационного процесса степень объективности
информации всегда понижается. Это свойство учитывают, например, в правовых
дисциплинах, где по-разному обрабатываются показания лиц, непосредственно
наблюдавших события или получивших информацию косвенным путем (посредством
умозаключений или со слов третьих лиц). В не меньшей степени объективность
информации учитывают в исторических дисциплинах. Одни и те же события, зафиксированные
в исторических документах разных стран и народов, выглядят совершенно
по-разному. У историков имеются свои методы для тестирования объективности
исторических данных и создания новых, более достоверных данных путем сопоставления,
фильтрации и селекции исходных данных. Обратим внимание на то, что здесь речь
идет не о повышении объективности данных, а о повышении их достоверности (это
совсем другое свойство).Полнота информации. Полнота информации во многом характеризует качество информации и
определяет достаточность данных для принятия решений или для создания
новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов,
которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум
погрешностей в ход информационного процесса.Достоверность информации. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не
все сигналы являются «полезными» — всегда присутствует какой-то уровень
посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются
определенным уровнем «информационного шума». Если полезный сигнал
зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации
может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации
снижается. В этом случае для передачи того же количества информации требуется
использовать либо большие данных, либо более сложные методы.Адекватность информации — это степень соответствия реальному объективному
состоянию дела. Неадекватная информация может образовываться при создании новой
информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и
достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае
применения к ним неадекватных методов.Доступность информации — мера возможности получить ту или иную информацию/На
степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так
и доступность адекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к
данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к
одинаковому результату: информация оказывается недоступной. Отсутствие
адекватных методов для работы с данными во многих случаях приводит к применению
неадекватных методов, в результате чего образуется неполная, неадекватная или
недостоверная информация.Актуальность информации — это степень соответствия информации текущему моменту
времени. Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммерческую
ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то
достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным
решениям. Необходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с
данными может приводить к такой задержке в полз^ении информации, что она
становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, основаны многие
современные системы шифрования данных с открытым ключом. Лица, не
владеющие ключом (методом) для чтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку
алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска столь велика,
что за время работы информация теряет актуальность и, соответственно, связанную
с ней практическую ценность. 2. Информатика как наука. Основные направления
развития информатики.Предмет и задачи
информатики. Информатика
— это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения,
воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники,
а также принципы функционирования этих средств и методы управления.Из этого определения видно, что информатика очень близка к технологии,
поэтому ее предмет нередко называют информационной
технологией.Предмет информатики составляют следующие понятия:• аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;• программное обеспечение средств вычислительной техники;• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;• средства взаимодействия человека с аппаратными и программными
средствами.Как видно из этого списка, в информатике особое внимание уделяется
вопросам взаимодействия. Для
этого даже есть специальное понятие — интерфейс.
Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными
средствами называют пользовательским интерфейсом. Соответственно,
существуют аппаратные интерфейсы
программные интерфейсы и аппаратно-программные
интерфейсы.Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов
работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель
систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее
эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в
методическом обеспечении новых технологических исследований. Информатика —
практическая наука. Ее достижения должны проходить подтверждение практикой и
приниматься в тех случаях, когда они соответствуют критерию повышения
эффективности. В составе основной задачи информатики сегодня можно выделить
следующие направления для практических приложений:• архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем,
предназначенных для автоматической обработки данных);• интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления
аппаратным и программным обеспечением);• программирование (приемы, методы и средства разработки компьютерных
программ);• преобразование данных (приемы и методы преобразования структур
данных);• защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств
защиты данных);• автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без
участия человека);• стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и
программными средствами, а также между форматами представления данных,
относящихся к различным типам вычислительных систем).На всех этапах технического обеспечения
информационных процессов для информатики ключевым понятием является эффективность.
Для аппаратных средств под эффективностью понимают отношение производительности
оборудования к его стоимости (с учетом стоимости эксплуатации и обслуживания).
Для программного обеспечения под эффективностью понимают производительность
лиц, работающих с ними (пользователей). В программировании под эффективностью
понимают объем программного кода, создаваемого программистами в единицу
времени. В информатике все жестко ориентировано на эффективность. Вопрос, как
сделать ту или иную операцию, для информатики является важным, но не основным.
Основным же является вопрос, как сделать данную операцию эффективно.Истоки и предпосылки информатики. Слово информатика происходит от французского
слова Informatique, образованного в результате объединения терминов Informacion
(информация) и Automatique {автоматика), что выражает ее суть как
науки об автоматической обработке информации. Кроме Франции термин информатика
используется в ряде стран Восточной Европы. В то же время, в большинстве
стран Западной Европы и США используется другой термин — Computer Science
{наука о средствах вычислительной техники).В качестве источников информатики обычно называют две науки — документалистику
и кибернетику. Документалистика сформировалась в конце XIX века в
связи с бурным развитием производственных отношений. Ее расцвет пришелся на
20-30-е годы XX века, а основным предметом стало изучение рациональных средств
и методов повышения эффективности документооборота.Основы близкой к информатике технической науки кибернетики были
заложены трудами по математической логике американского математика Норберта
Винера, опубликованными в 1948 году, а само название происходит от греческого
слова.Впервые термин кибернетика ввел французский физик Андре Мари
Ампер в первой половине XIX веке. Он занимался разработкой единой системы
классификации всех наук и обозначил этим термином гипотетическую науку об
управлении, которой в то время не существовало, но которая, по его мнению,
должна была существовать.Сегодня предметом кибернетики являются принципы построения и
функционирования систем автоматического управления, а основными задачами —
методы моделирования процесса принятия решений техническими средствами, связь
между психологией человека и математической логикой, связь между информационным
процессом отдельного индивидуума и информационными процессами в обществе разработка принципов и методов искусственного
интеллекта. На практике кибернетика во многих случаях опирается на те же
программные и аппаратные средства вычислительной техники, что и информатика, а
информатика, в свою очередь, заимствует у кибернетики математическую и
логическую базу для развития этих средств. 3. Общие подходы к представлению информации.
Количество информации.Существуют 2 основных подхода к определению количества
информации: 1) вероятностный, его развил американский математик Клод Шеннон; 2) объемный, он возник в результате работы по созданию ЭВМ, его
также называют кибернетическим. Здесь используется термин энтропии – это
количественная мера неопределенности. Теория Шеннона основана на фундаментальном
понятии энтропия и связанной с ним количество информации. При отсутствии
неопределенности энтропия равна 0, при максимальной неопределенности энтропия
должна достигать максимального значения. В теории вводится формула Шеннона.
, где Н – количество
информации, N- число исходов опыта, i – номер
исхода опыты pi – вероятность i-того исхода. Если все исходы равновероятны, то
, и тогда формула
Шеннона принимает вид: H=log2N, при N=2, Н=1; N=4, H=1.Объемный подход в техническом устройстве
наиболее просто реализовать 2 сотояний. Поэтому создатели компьютеров используют 2-двоичную систему
счисления – 0,1. Один знак двоичной системы дает 1 бит информации. Подсчитав
количество двоих символов мы находим объем информации в битах.Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине
единицей — байт, причем:1 байт = 8 битов = 2 битов.В информатике система образования кратных единиц измерения
несколько отличается от принятых в большинстве наук. Традиционные метрические
системы единиц, например Международная система единиц СИ, в качестве множителей
кратных единиц используют коэффициент 10", где п = 3, б, 9 и т. д.,
что соответствует десятичным приставкам «Кило» (103), «Мега» (106),
«Гига» (109) и т. д.В компьютере информация кодируется с помощью двоичной
знаковой системы, и поэтому в кратных единицах измерения количества информации
используется коэффициент 2".Так, кратные байту единицы измерения количества информации
вводятся следующим образом:1 килобайт (Кбайт)= 210 байт =
1024 байт;1 мегабайт (Мбайт)= 210 Кбайт =
1024 Кбайт;1 гигабайт
(Гбайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.Между вероятностным и объемным
количеством информации соотношение неоднозначно. Не всякий текст, записанный
двумя символами допускает измерения в кибернетическом смысле, но заведомо
допускает его в объемном. Если сообщение можно измерить 2 способами, то они не
обязательно совпадают, при этом кибернетическом количество информации не может
быть больше объемного.
|
| Категория: статьи | Добавил: alex (26 Фев 2012)
|
| Просмотров: 719
|
|
|
