Информация, ее представление и измерение

Наверное, самый сложный вопрос в информатике – это «Что такое информация?». Мы уже отмечали, что на него нет однозначного ответа. Такие понятия иногда называют «контекстными», то есть придаваемый им смысл зависит от контекста, в котором они употребляются.

Информация обладает динамическим характером. Она существует только в момент взаимодействия данных и методов. Все остальное время она пребывает в состоянии данных. Таким образом, информация существует только в момент протекания информационного процесса.

Одни и те же данные могут в момент потребления поставлять разную информацию в зависимости от степени адекватности взаимодействующих с ними методов. Например, для учащегося, не владеющего каким-либо языком, текст, написанный на этом языке, дает только ту информацию, которую можно получить методом наблюдения (количество символов, наличие незнакомых символов и т.д.). Использование же более адекватных методов даст иную информацию.

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».

Характерной особенностью информации, отличающей ее от других объектов природы и общества, является то, что на свойства информации влияют свойства данных, составляющих ее содержательную часть, и свойства методов, взаимодействующих с данными в ходе информационногопроцесса. Информация обладает множеством свойств. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. С точки зрения информатики и педагогики наиболее важными представляются следующие свойства: объективность, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.

Объективность и субъективность информации. Понятие объективности является относительным, так как методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент.

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.

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.

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.

Актуальность информации – это степень соответствия информации текущему моменту времени. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям.

Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного отражения свойств объекта. Важное значение здесь имеют:

· правильность концепции, на базе которой сформулировано исходное понятие;

· обоснованность отбора существенных признаков и связей отображаемого явления.

Нарушение репрезентативности информации нередко приводит к существенным ее погрешностям.

Содержательность информации отражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информации в сообщении к объему обрабатываемых данных, то есть

 ,

где I_c – количество семантической информации,

  V _д – объем данных.

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

Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности. Устойчивость информации, как и репрезентативность, обусловлена выбранной методикой ее отбора и формирования.

Приведем классификацию информации, данную С.А. Бешенковым и Е.А. Ракитиной:

1. По способу восприятия:

· визуальная,

· аудиальная,

· обонятельная,

· вкусовая,

· тактильная.

2. По степени значимости:

· личная,

· специальная,

· общественная.

Личная – это знания, опыт, интуиция, умения, планы, прогнозы, эмоции, чувства, наследственная память конкретного человека. Специальная делится на научную, производственную, техническую, управленческую. Общественнаявключает в себя общественно-политическую, научно-популярную, обыденную, эстетическую.

3. По форме представления:

· текстовая,

· числовая,

· графическая,

· звуковая.

4. По способам (субъектам) обмена:

· социальная,

· техническая,

· биологическая,

· генетическая.

Приведем другой вариант классификации информации:

· по сфере применения информации (экономическая, географическая, социологическая и пр.);

· по характеру источников информации (первичная, вторичная, обобщающая и пр.);

· по характеру носителя информации (информация, «зашифрованная» в молекулах ДНК или в длинах световых волн, информация на бумажном или магнитном носителе и пр.).

В зависимости от типа носителя различают следующие виды информации:

· документальную;

· акустическую (речевую);

· телекоммуникационную.

Документальная информация представляется в графическом или буквенно-цифровом виде на бумаге, а также в электронном виде на магнитных и других носителях.

Речевая информация возникает в ходе ведения разговоров, а также при работе систем звукоусиления и звуковоспроизведения. Носителем речевой информации являются звуковые колебания в диапазоне частот от 200…300 Гц до 4…6 кГц.

Телекоммуникационная информация циркулирует в технических средствах обработки и хранения информации, а также в каналах связи при ее передаче. Носителем информации при ее обработке техническими средствами и передаче по проводным каналам связи является электрический ток, а при передаче по радио- и оптическому каналам – электромагнитные волны.

Источник информации может вырабатывать непрерывное сообщение (сигнал), в этом случае информация называется непрерывной, или дискретной – информация называется дискретной.

Например, сигналы, передаваемые по радио и телевидению, а также используемые в магнитной записи, имеют форму непрерывных, быстро изменяющихся во времени зависимостей. Такие сигналы называются непрерывными, или аналоговыми сигналами. В противоположность этому в телеграфии и вычислительной технике сигналы имеют импульсную форму и называются дискретными сигналами.

Сравнивая непрерывную и дискретную формы представления информации, нетрудно заметить, что при использовании непрерывной формы для создания вычислительной машины потребуется меньшее число устройств (каждая величина представляется одним, а не несколькими сигналами), но эти устройства будут сложнее (они должны различать значительно большее число состояний сигнала).

Информация, циркулирующая в обществе, требует специальных средств и методов обработки, хранения и использования. Сформировались новые научные дисциплины – кибернетика, бионика, робототехника и другие, имеющие своей целью изучение закономерностей информационных процессов.

Существует три подхода к измерению информации:

I подход. – Неизмеряемость информации в быту (информация как новизна).

II подход. – Технический или объемный (информация как сообщения в форме знаков или сигналов, хранимые, перерабатываемые и обрабатываемые с помощью технических устройств).

В вычислительной технике применяются две стандартные единицы измерения информации: бит и байт. Поскольку компьютер предназначен для обработки больших объемов информации, то используют производные единицы – килобайт (Кб), мегабайт (Мб), гигабайт (Гб). Обычно приставка «кило» означает тысячу, а приставка «мега» - миллион. Но в вычислительной технике осуществляется привязка к принятой двоичной системе кодирования.

В силу этого один килобайт равен не 1000 байтов, а 2¹⁰ = 1024 байта.

Аналогично, 1 Мб = 2¹⁰ Кб = 1024 Кб = 2²⁰ байтов = 1 048 576 байтов.

1 Гб = 2¹⁰ Мб = 1024 Мб = 2²⁰ Кб = 2³⁰ байтов = 1 073 741 824 байта.

III подход. – Вероятностный. Измерение информации в теории информации (информация как снятая неопределенность).

Получение информации (ее увеличение) означает увеличение знания, что, в свою очередь, означает уменьшение незнания или информационной неопределенности.

За единицу количества информации принимают выбор одного из двух равновероятных сообщений («да» или «нет», «1» или «0»). Она также названа битом.

Литература

1. Акулов О.А. Информатика: базовый курс: учеб. пособие для студентов / О.А. Акулов, Н.В. Медведев. – М.: Омега-Л, 2005. – 552 с.

2. Воройский Ф.С. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник: Вводный курс по информатике и вычислительной технике в терминах / Ф.С. Воройский. – М., 2001. – 564 с.

3. Информатика. Базовый курс / Под ред С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2005. – 640 с.

4. Информатика: Учебник/ Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 768 с.

5. Семакин И.Г. Информатика / И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. – 164 с.

6. Симонович С.В. Специальная информатика: Учебное пособие / С.В. Симонович, Г.А. Евсеев, А.Г. Алексеев. – М.: АСТ-ПРЕСС: Инфорком-Пресс, 2002. – 480 с.