Основные характеристики информации

Информация в философской интерпретации определяется как разъясне­ние или изложение. В тоже время это одно из основных понятий кибернети­ки, в которой под информацией понимают некоторые сведения, подлежащие приему, хранению, обработке и передаче в процессе реализации функции управления. В понятии "информация" следует различать два аспекта. Во-первых, информация представляет собой меру организации системы. В связи с этим математическое выражение информации тождественно выражению для энтропии, взятой в обратным знаком, Как энтропии системы выражает степень ее неупорядоченности, так информация определяет меру ее органи­зации. Во-вторых, информация всегда связана с отношением двух процессов или предметов, Если в одном из них происходят изменения, отражающие воздействия другого, то первый из них становится носителем информации о втором. В кибернетических системах изменения в предмете (процессе) В, вы­званные воздействием предмета А, являются не только некоторыми характе­ристиками В, а становятся фактором функционирования кибернетической системы именно в качестве носителя информации о предмете А.

Таким образом, понятие "информация" может быть истолковано как некоторая совокупность сведений, определяющих меру знаний о тех или иных событиях, явлениях, фактах и их взаимосвязи, Такое определение подчеркивает огромное многообразие содержания информации, которая является абстрактной категорией и проявляется в самых разнообразных физических, экономических и социальных явлениях.

Источниками информации являются процессы производства, обслу­живания и управления. Все процессы делят на 5 групп: технические, тех­нологические, организационные, экономические и социальные.

Информацию об объекте можно получить только путем воздействия на него одним из трех следующих методов: с использованием пассивного эксперимента (сбор статистических данных), с использованием активного эксперимента на основе специализированного внесения искусственных изменений в состояние объекта, а также с помощью комбинированного ак­тивно-пассивного метода.

Информация об объекте может быть априорной, текущей и апостери­орной, т. е. прошлой, сиюминутной и перспективной.

Любое сообщение приобретает смысл только тогда, когда состояние системы (объекта) заранее неизвестно. Неопределенность системы заклю­чается в том, что до воздействия на нее мы не знаем в точности, какой из возможных исходов будет реализован. Информация, полученная в резуль­тате воздействия, уменьшает неопределенность системы. Отсюда, следует

признать, что количество информации есть мера уменьшения неопреде­ленности ситуации.

В качестве меры неопределенности ситуации с п равновозможными исходами Р.Хартли предложил использовать величину Н * 1о§ п. Неопре­деленность сложной ситуации, состоящей из нескольких независимых опытов, равна сумме неопределенности каждого опыта.

Например, если производится два независимых опыта с щ и п₂ рав­новозможными исходами соответственно, то неопределенности отдельных опытов Н| * 1о$ П| и Н_}»1ов п_г.

Сложный опыт, который имеет п - п, * щ равновоэможных исходов, имеет Н» 1о& п = Н|+На. При этом основание логарифма означает выбор единиц, в которых измеряется информация.

Когда исходы равновероятны, неопределенность зависит от числа ис­ходов и от их вероятностей. Чаще всего используют логарифм с основанием 2 и получают информацию в двоичных единицах, называемых битами.

Клод Шеннон предложил в качестве меры неопределенности опыта с п возможными исходами х,,х_г,... а, энтропию Н определять по формуле

Н- Р(Х!)|08Р(Х,),

где Р(х₍), >=1,п - вероятность исхода Х|.

При равновероятных исходах формула Шеннона дает Н = 1о& п.

Приведенные формулы характеризуют количественно-статистическую меру информации. Эта оценка определяет универсаль­ность меры, ибо она применима к информации любого вида и содержания. В то же время для случаев, когда необходимо принимать во внимание се­мантику и ценность информации эта мера не применима. Она может быть использована только для выбора характеристик технических средств.

Поэтому в теории передачи сообщений в человеко-машинных сис­темах выделяют три проблемы: техническую, семантическую и проблему эффективности.

Семантика учитывает такие свойства информации, как ценность, це­лесообразность, содержательность.

Проблема эффективности решается путем сравнения ценности ин­формации с затратами на ее получение.

Наиболее важными характеристиками информации в человеко-машинных системах является:

целевое назначение;

ценность;

надежность и достоверность;

избыточность;

быстродействие;

периодичность;

детерминированный или вероятностный характер;

затраты;

непрерывность и дискретность;

способ и форма представления.

Главным измерителем информации в процессах принятия управленческих решений является мера ее полезности, или эффект, который она оказывает на результаты управления.

Мера полезности может быть оценена следующим образом:

I пол = 1о§ Р - 1оё ро = Ь§ Р\Р₀,

где 1о§ Р - неопределенность ситуации после получения сведений об объекте управления, 1о§ Р₀ - неопределенность ситуации до получения сведений о ней.

Если при этом рассматривать информационную цепь всего процесса принятия управленческих решений, то количество информации, которое получит принимающий решение, равно

1_ПР = Ноб + Н_к + Н_хр + Н„ +1„ где Н_о6 - неопределенность объекта управления, Нц - неопределенность каналов информации, Н_хр - неопределенность, обусловленная хранением информации, Н„ - неопределенность, обусловленная обработкой информации, 1„ - объем информации, переданной ее источником, 1_пр - объем информации, поступившей ее потребителю. В свою очередь потребитель сможет воспользоваться объемом информации, определяемой функционалом

*пот~ * [_К> 1»*пр],

где К - коэффициент актуации потребителя, Т - тезаурус потребителя, 1_пр - объем поступившей потребителю информации.

Система информации состоит из различных сведений о деятельности предприятия и внешнего его окружения. Данная система призвана отражать ход выполнения стратегического плана, а также функциональных планов подразделений предприятия по производству и реализации продукции и услуг, а также производственную, экономическую и социальную деятельность предприятия.

В структурном разрезе система информации состоит из подсистем информации:

организация производства;

финансовый менеджмент;

деловое администрирование;

маркетинг.

Организация производства включает технологию, техническое развитие, организацию управления.

Финансовый менеджмент объединяет учет и анализ хозяйственной деятельности, взаимоотношения с банком и бухгалтерию.

Деловое администрирование - стратегическое и функциональное планирование, контроль деятельности, административное управление.

Маркетинг - рекламу, перемещение продукции потребителю, материально-техническое снабжение, изучение рынков и конкурентов, ценообразование и др.

Информация системы управления предприятия подразделяется на входную, нормативную, оперативно-производственную и выходную.

Входная информация - это договора, контракты, планы, распоряжения, задания, которые надлежит реализовать объектам и органам управления.

Нормативную информацию представляют различного рода сборники норм выработок, расценок, расхода материалов, затрат времени; параметры и показатели технологических режимов; регламентные' показатели производства; законодательные и другие акты.

Нормативная информация является базой для всех видов планирования, организации труда и управления, учета, контроля и анализа хозяйственной и экономической деятельности предприятия.

Оперативно-производственная информация циркулирует непосредственно в производстве и управлении, представляет собой данные учета, контроля, анализа, планирования и принятия решений.

Выходная (промежуточная) информация представляет собой результаты логико-математической обработки производственно-управленческой информации. Это задания, наряды, графики, указания, отчеты, статистические сведения, управляющие воздействия, автоматически подаваемые на объекты управления. В последнем случае информация выдается в виде цифровых кодов, преобразуется специальными устройствами в управляющие воздействия.

К числу таких устройств относятся: электро-пневматические и цифро-аналоговые преобразователи, регистраторы цифровой и алфавитной информации, а также устройства цифровой, световой и звуковой индикации.

Выходная информация может преобразовываться непосредственно в ПЭВМ и в периферийных устройствах, выдаваться по адресам приемников и исполнительных устройств с использованием индивидуального или группового преобразования. Для выдачи выходной информации работниками используются запросно-ответные системы на базе дисплеев.

Такие особенности вытекают из наличия иерархий аппарата управления по уровням обработки информации.

На первом уровне осуществляется сбор первичных данных, выявление и регистрация сведений, характеризующих объект или процесс.

На втором уровне производится группировка и обобщение первичных данных с целью получения укрупненных показателей. Результаты обработки предоставляются в виде сводок, отчетов, документов, в которых содержится информация, необходимая для выполнения функций контроля, анализа, планирования и управления. Третий уровень обеспечивает выделение информации, необходимой для решения стратегических и сложных тактических задач управления.

Особенность системы управления в том, что высший ее уровень -решает стратегические задачи, связанные с перераспределением ресурсов в крупных масштабах. Решение тактических задач этот уровень может только контролировать. На низшем уровне решаются задачи тактического характера при наличии детальной информации о состоянии объекта. Имеющиеся у него кадровые и информационные ресурсы не позволяют решать долгосрочные задачи.

Эта особенность системы управления не всегда отражается в информационной системе. Часто потрки информации, идущие от низших уровней к высшим, представляют одни и те же сведения, которые лишь суммируются и обобщаются по мере продвижения к верхним уровням. Поэтому увеличивается дублирование и снижается коэффициент использования информации. Вместе с тем информацию по мере ее движения к верхнему уровню необходимо агрегировать, интегрировать и сжимать.

При движении информации "вниз" элементы системы управления генерируют дополнительную информацию, причем иногда в значительно больших объемах.

Степень интеграции и наоборот степень генерации (размножения) характеризуется коэффициентом (3, который равен

Р *вых '

где

'вы* - объем информации, выходящей из элемента системы; 1_ВХ - объем информации, входящей в элемент системы.

Объемы могут быть измерены числом документов, показателей или трудоемкостью обработки.

При движении информации вверх обычно р < 1, а вниз - (3 > 1.

Агрегация информации может осуществляться с использованием трех направлений: функционально-логического, аналитического и статистического.

Первое основано на функциональных и логических связях параметров и показателей между собой, а также на их отношениях к состоянию объекта и целям функции.

Второе - на определении интегральных и экстремальных характеристик данных, связанных функциональными зависимостями.

Третье - на представлении параметров их статистическими распределениями и характеристиками.

Сжатие или свертывание информации предполагает преобразование информации на более короткое ее отображение с использованием меньшего числа символов.

При движении информации происходит изменение семантической ее ценности. Семантика обычно учитывает целесообразность, ценность, полезность или существенность информации. Полезность информации,

используемой в системе управления, оценивается по тому эффекту, который она оказывает на результат управления.

В связи с этим А.А.Харкевич предложил меру ценности информации, определяемой изменением вероятности достижения цели реализации какой-либо задачи при получении дополнительной информации. Если дополнительная информация не изменит вероятности достижения цели, то она называется дезинформацией и измеряется отрицательным количеством информации. При этом надо учитывать существенность самого события, существенность времени совершения события и получения информации о нем, а также существенность места, адреса и других характеристик реализации функции управления. Иногда надо учитывать и различные позиции, с которых решаются задача или выполняется управленческая функция.

Семантическая ценность информации изменяется во времени. Эти изменения особенно сильно сказываются в оперативном управлении. Информация о каком-либо событии, полученная слишком поздно, не обладает никакой ценностью, поскольку изменить уже ничего нельзя. Поэтому в оперативном управлении необходимо максимально сокращать длительность передачи и обработки информации.

Деятельность предприятия и его система управления динамичны, поэтому такой же должна быть и информационная система. Изменяя ценность информационных потоков, обусловленных внутренней и внешней средой, информационная система должна адаптироваться к этим изменениям, что повысит ее гибкость и увеличит значимость.

Относительная ценность информационных потоков и относительная важность решаемых задач может рассматриваться только в иерархии структуры системы управления. В качестве своеобразного фильтра информационных потоков может служить дерево целей и критериев, что даст возможность определить имеет ли данное сообщение отношение к решаемой задаче и установить уровень иерархии, к которому относится решаемая задача.