Введение в теорию информации. Основные характеристики информационных процессов

 

Существует множество определений терминов «информатика» и «информация». Мы, в силу вышесказанного, выберем определение информатики, сформулированное в Оксфордском университете: «Информатика – это наука об информационных процессах и связанных с ними явлениями в природе, обществе и человеческой деятельности». Для инженерного образования это определение без потери сущности можно ограничить: «Инженерная информатика - это наука об информационных процессах и связанных с ними явлениями в профессиональной деятельности инженера». В этом определении главную роль играет связь между информационными процессами и теми явлениями, которые их вызывают. Чтобы уметь ее устанавливать, нужно научиться извлекать информацию из данных. Такие знания являются фундаментальными и мало зависят от того, какой Pentium, или какая операционная система сейчас в моде.

В соответствии с таким подходом то, что ранее называли информацией, в настоящее время подразделяют на данные, информацию и знания.

Данные – это отображенные на некотором носителе свойства объектов, которые могут быть измерены или сопоставлены с определенными эталонами.

Информация – осознанные (понятые) субъектом (человеком) данные, которые он может использовать в своей (профессиональной) деятельности.

Таким образом два главных свойства информации: объективность и субъективность. Объективность информации состоит в том, что она всегда получается из данных о свойствах некоторых объектов. А субъективность состоит в том, один человек(субъект) может извлечь из некоторых данных информацию, а другой – нет. Привести примеры.

Знания – систематически подтверждаемая опытным или логическим путем информация об объекте.

Таким образом, схему общую схему информационных процессов можно представить в виде:

 

Традиционно различают 5 видов «информационных» процессов, хотя точнее их назвать процессами с данными: получение, переработка, передача, хранение и использование.

Получение данных состоит в измерении количественных или сопоставлении образцам качественных свойств некоторых объектов. Основная характеристика этого процесса – погрешность измерения. Ее подразделяют на: абсолютную, относительную, приведенную, приборную, методическую, случайную и др. погрешности. С ней связаны такие характеристики, как точность измерения и класс точности приборов. Привести примеры

Переработка (обработка) данных состоит в преобразовании первичных измерений в вид, пригодный для передачи, хранения и использования данных. В этом процессе первичную роль играют АЦП (аналогово-цифровые преобразователи), после которых данные переводятся в двоичный код, попадают в компьютер и дальнейшее преобразование уже производится на них с помощью различных алгоритмов.Главная характеристика этого процесса – разрядность цифрового представления данных. Эта характеристика несет с собой дополнительную неустранимую погрешность данных. Насколько значимое искажение в информацию внесет эта погрешность? Рассмотрим это более подробно в разделе «Системы счисления». Привести примеры

Передача (прием) данных интуитивно понятный всем процесс, который в последнее время широко применяется в локальных, корпоративных и глобальных компьютерных сетях. Главные характеристики, которые мы должны знать – это пропускная способность и помехоустойцивость различных средств связи (коммутируемая ТЛС, выделенная ТЛС, ЦЛС, ВОЛС, СЛС, аналоговый модем, ADSL-модем, цифровой модем, радиомодем, WAP, GPRS, Ethernet и др.). Привести примеры

Хранение данных тоже интуитивно понятный всем процесс. С ним неразрывно связано понятие носителя данных, которые подразделяются по физическим принципам записи на: электрические, магнитные, оптические (применяются сейчас). Научные исследования ведутся над созданием химических носителей (подобно ДНК) и физических носителей, основанных на квантовых эффектах ядерной физики. Основные характеристики, с которыми сталкивается каждый инженер, - это ёмкость носителя, или связанная с ней плотность записи, и скорость записи/чтения данных.

Использование данных заключается в извлечении информации из данных, с помощью визуализации, систематизации, структурирования, статистической и математической обработки. Здесь находят применение компьютерная графика, технологии баз данных, экспертные системы, пакеты типа DATA MINING. Именно этот процесс должен представлять наибольший интерес для прикладных специалистов, поскольку непосредственно связан с их профессиональной деятельностью. Главной характеристикой на этом этапе является вычислительная мощность используемых компьютеров, так как решение подобных задач требует больших вычислительных затрат. Вычислительная мощность компьютеров складывается из нескольких характеристик: это производительность процессора, разрядность и их количество в системе, объем оперативной памяти и кэш-памяти, тактовая частота системной шины, объем доступного дискового пространства и скорость обмена данными с ним, а также ряд других.

Получение информации - это получение данных + извлечение из них фактов и сведений о свойствах, структуре или взаимодействии объектов и явлений окружающего нас мира. Предметное содержание информации позволяет уяснить ее основные свойства - достоверность, полноту, ценность, актуальность, ясность и понятность, полезность

· Информация достоверна, если она не искажает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений.

· Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполнота информации сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

· Ценность информации зависит от того, какие задачи мы можем решить с ее помощью.

· При работе в постоянно изменяющихся условиях важно иметь актуальную, т. е. соответствующую действительности, информацию.

· Информация становится понятной, если она выражена языком, доступным людям, для которых она предназначена.

· Информация становится полезной, если принимающий ее человек считает, что может ее где-то использовать, в противном случае придумали специальный термин - информационный шум или спам.

Погрешности

Подразделяются на: абсолютные и относительные, приборные и методические, случайные и неустранимые.

Абсолютная погрешность – это отклонение от истинного значения в некоторых единицах измерения.

Относительная погрешность – это разность между истинным и наблюдаемым значениями, разделенная на истинное значение и умноженная на 100%. Относительная погрешность может применяться как со знаком, так и по модулю.

Приборная погрешность – это максимальная погрешность, которую гарантирует измерительный прибор. Она еще называется приведенной погрешностью, так как показывает абсолютную погрешность, отнесенную (приведенную) к максимальному значению шкалы измерения прибора.

Методические погрешности -это те погрешности, которые могут возникнуть после измерений в результате применения методов обработки данных