Глава 2. Информационные потоки 2. 1 формирование информационных потоков

Источник информации это элемент информационной системы, способный распознавать состояние управляемого объекта и внешней среды и вырабатывать сообщения, однозначно описывающие эти состояния. Источники информации о состоянии внешней среды не обязательно входят в состав информационной системы.

Источником информации может быть человек или технические средства. Основной характеристикой источника информации является так называемый поток информации, определяемый как количество информации, вырабатываемой источником в единицу времени. Например, количеством символов в единицу времени. Производительность источника не всегда определяется его скоростными способностями, чаще частотой изменений наблюдаемых им состояний. В некоторых случаях сообщение формируется в течение длительного промежутка времени, значительно большего, чем требуется для его передачи. При этом возникает задача накопления формируемого источником сообщения в некоторой промежуточной (буферной) памяти, а затем передача его с максимально возможной скоростью. Чтобы рассчитывать информационную систему с учетом различия источников информации используются такие их характеристики, как активность, определяемую отношением времени передачи сообщений к общему времени работы источника, и коэффициент одновременности, учитывающий совпадение моментов работы нескольких источников.

Так как сообщения для системы управления не имеют одинаковой ценности, то вводится приоритетность на передаваемые сообщения. Информацию передает источник потребителю, поэтому он должен знать, устанавливая приоритетность, что важнее для потребителя информации в каждый конкретный момент. Наконец, важной характеристикой источника является уровень достоверности информации, которую он передает в каналы связи. Достоверностью определяется степень доверия к данному источнику информации.

Первичная обработка информации является самостоятельным этапом, предшествующим непосредственному использованию данных для решения задач управления.

Одной из основных задач этого этапа является контроль достоверности данных. Вместе с этой задачей первичная обработка решает такие задачи, как преобразование данных к виду, удобному для дальнейшего использования; представление данных с одинаковым уровнем точности; группировка данных по различным признакам, в том числе и по временному.

В практике находит применение способ ввода информации со штрих-документов, т.е. специальных бланков, в которых информация на-

носится для чтения человеком и ЭВМ одновременно. Читающие устройства позволяют вводить информацию в ЭВМ с таких бланков со скоростью десятки тысяч бланков в час.

Промежуточными носителями информации являются перфокарты, перфоленты и магнитные ленты. Наметилась тенденция отмирания использования таких носителей, но пока они широко используются для ввода данных в ЭВМ, например в ИВЦ. Вместе с тем развивается тенденция ввода информации в ЭВМ голосом и сканированием.

2.2 Информационное обслуживание

В информационном обслуживании практически всех систем управления выделяют три уровня: философские принципы, политику и структуру.

Философские принципы информационного обслуживания базируются на общих целях коммуникаций, которые обязательны для остальных двух уровней. Эти принципы включают принципиальные установки участников коммуникаций, организацию информационного обслуживания и прочие основные требования к коммуникациям.

В свою очередь принципиальные установки охватывают отношения доверия и открытость к нововведениям.

Отношения доверия позволяют установить откровенный обмен мнениями, подкрепляемые чистым и открытым обменом информацией.

Этот принцип находит конкретное выражение в ряде правил в практике информационного обслуживания, включая такие, как отказ от предоставления ложной информации, гарантия ее точности, периодичность обмена, сопоставимость данных, разграничение между фактическими и оценочными данными, предоставление необходимых плановых, нормативных и оперативных данных.

Открытость к нововведениям обеспечивается хорошо налаженной службой информации нововведения, не только разрешенной, но и поощряемой. При разных видах общения и в ходе принятия и реализации управленческих решений должна создаваться атмосфера, способствующая признанию всего нового.

В организации информационного обслуживания должны реализовываться такие принципы, как ориентация потребителя, обеспечение уровня достаточности информации и степени ее регламентации, а также увязки с внешней информационной системой фирмы. Ориентация на потребителя предполагает представление информации, ориентированной на его реальные запросы и степень удовлетворения потребности в информации всеми членами коммуникаций с учетом их адресности и функциональной деятельности.

Обеспечить уровень достаточности информации по структуре и содержанию затруднительно, так как потребителю представляется обычно имеющаяся в наличии избыточная или недостаточная информация. Чтобы

сделать ее неизбыточной и достаточной для потребителя, надо отслеживать его изменяющиеся потребности и осуществлять корректировку передаваемых данных. Степень регламентации должна быть рациональной. Изменения регламентации снижает гибкость, т.е. возможности реакций на особые ситуации. При этом возникает опасность формализма и срыва сроков выполнения заданий. Недостаточная регламентация приводит к тому, что появляется несущественная, в том числе избыточная информация. Рациональная регламентация является важным условием качественного информационного обслуживания.

Увязка с внешней информационной системой необходима по той причине, что любая фирма является элементом региона, страны или какого-либо объединения. Поэтому информационный обмен должен организовываться как обмен в отдельной части более крупной информационной системы. К обслуживанию предъявляются требования равномерности распределения, обзорности и оптимизации времени потребителя.

Равномерность распределения данных вытекает из статусов сотрудников и положений о подразделениях и фактическим их участием в реализации конкретных управленческих функций. При этом предполагается не равная информированность, а предметная.

Обзорность информации предполагает наличие возможности общего охвата информации при наличии детализированной информации предметного характера.

Оптимизация времени потребителя состоит в предоставлении ему выбора относительно времени использования информации в соответствии с регламентом его работы.

Информационная политика включает право на получение и использование информации, обязанности по информированию, формальные и неформальные мероприятия, содержание информации, формы и сроки ее представления, релевантность и другие информационные показатели.

Сотрудники могут получать информацию не только от руководителей и подчиненных, но и от других ответственных работников. Могут иметь доступ к различным документам предприятия и организаций внешней среды.

При использовании информации на каждого сотрудника возлагаются определенные обязательства. Например, активность использования, контроль надежности сведений, сигнализацию о нехватке и неполноте сведений, требование дополнительности сведений и др.

В числе формальных и неформальных мероприятий информационной политики регулярные совещания по стратегическим проблемам фирмы, встречи руководителей верхнего уровня с сотрудниками фирмы, в процессе которых устраняются различные неясности и обсуждаются специальные вопросы. Информационный обмен может иметь форму неформальных мероприятий, не обусловленных сроками и конкретными вопросами.

По содержанию информация классифицируется по признаку интересов пользователя: хозяйственная деятельность, кадровая политика, развитие предприятия, стимулирование, организационная культура, социальные проблемы, внешние аспекты деятельности фирмы и др.

Форма представления информации различна, но чаще в письменном виде: тексты, таблицы, графики, докладные записки, отчеты, акты, протоколы, технико-экономические обоснования, обзорное представление, комментарии, обобщения, выводы. Информация должна излагаться на понятном языке без узкоспециальных терминов.

Что касается сроков представления информации, то они выбираются такими, чтобы обеспечить заблаговременную поставку необходимых данных до намеченного мероприятия. Своевременной информацией считается такая, которая оставляет потребителю достаточно времени для реакции на нее. Информация должна быть актуальной. Своевременности отдается предпочтение даже перед ее точностью.

В системе управления не должно быть банальной информации. Вся информация должна быть действительно релевантной, т.е. соответствующей по содержанию смыслу и значению решаемых задач. При этом потребитель считается полностью информированным, если он получил всю релевантную информацию. Вся информация, полученная потребителем, должна быть использованной.

Должно иметь место определенное равновесие между объемами представления информации и возможностями ее переработки.

Среди многих показателей информационного обслуживания необходимо выделить данные, позволяющие готовить и оценивать альтернативные решения. В этом плане в информации должны содержаться частичные суждения по наиболее значимым темам. Наконец, информация не должна быть перегружена рутинными отчетами, для этого надо пользоваться дополнительными специальными отчетами.

На структурном уровне технико-технологическая система информационного обслуживания строится с использованием следующих принципов:

1. Однонаправленный поток информации реализуется через каналы
интерактивной двусторонней коммуникации между руководством фирмы
и ее управляющими и специалистами.

2.Системы с принятыми носителями информации, документацией
для внутрифирменных характеристик соединяются с системами с утвер
жденными носителями информации, документацией для опережающей
информации о внешней среде.

3. Компьютерные системы, обеспечивающие обширную оперативную
информацию делают ее насыщенной, гибкой и доступной пользователям.

4. Акцент на периодически сопоставляемые производственно-
экономические документы преобразуют в акцент на непрерывное планирова
ние, охватывающее производство, проекты, развитие различных ресурсов.

Информационное обслуживание подвергается влиянию многочисленных факторов. Условно их можно объединить в пять групп: факторы уровня учредителей, уровня руководства фирмой, обусловленные концентрацией акционерного капитала, общефирменного характера и прочие.

В свою очередь на уровнях учредителей и руководства фирмы выделяются такие факторы, как особенности их членов (личные способности, знания, жизненная позиция и др.) совместимость, уравновешенность коалиций, размеры и структура системы управления, решаемые задачи, уровень активности, мотивация. Важнейшим из факторов являются концентрация акционерного капитала, так как держатели акций злоупотребляют полномочиями и нарушают права в области информационного обслуживания.

В группу факторов общефирменного характера входят: размеры предприятия, диверсификация производственной деятельности, степень интернационализации, внутрифирменная структура, доля на рынке, рыночная динамика, общее положение предприятия.

Среди прочих факторов следует указать совместимость членов Совета учредителей и главных руководителей фирмы, личные способности и позиции секретарей, референтов, аудиторов и др., а также правовое регулирование в информационном обслуживании.

2.3 Сжатие информации в информационных потоках

Под сжатием информации понимается сокращение ее объемов до некоторого допустимого предела, не ощущаемого потребителем в процессе управления. Сжатие сводится к фильтрации информации и выделению из нее существенных сведений, которые действительно необходимы потребителям информации. Смысл процесса сжатия информации состоит в изучении статистических и других ее свойств, оценке на основании этого обмена циркулирующей информации и проявлении ее материально таким образом, чтобы длина сообщений равнялась созданному объему информации.

Предпосылкой для сжатия информации является следующее.

Символы сообщений не равновероятны, что обычно наблюдается в действительности. В связи с этим сообщение определенной длины I* имеет энтропию (количество информации), приходящуюся на один символ Н| < 1-^. Это означает, что при используемой энтропии Н] можно было бы получить такое же количество сведений при меньшей длине сообщений, чем в случае равновероятности всех этих сообщений. Величина, на которую удлиняется сообщение, представляет собой избыточность по сравнению с минимальной длиной сообщений, потребной для передачи данной информации.

Избыточность информации определяют коэффициентом избыточности

г. 1 ** I

и устраняют кодированием, т.е. однозначным преобразованием одной последовательности символов в другую последовательность. При этом часто встречающимся сообщениям ставят в соответствие более краткие кодовые комбинации, а редко встречающимся - более длинные.

Пусть некоторое сообщение состоит из п символов и имеет вероятность появления р. При перекодировке этого сообщения в новое сообщение, имеющее т символов, коэффициент сжатия будет равен т/п.

Среднестатистическая величина этого отношения для п-символьных сообщений равна

Тогда предел значения ц при п —» оо называется коэффициентом сжатия при данном способе кодирования сообщений.

Способы сжатия информации можно классифицировать следующим образом:

1. По виду элемента, на котором осуществляется сжатие: побуквен-ное, пословное, по словосочетаниям и фразам, по текстам.

2.По характеру операций сжатия: неравномерное кодирование символов
алфавита, укорочение символа, аббревиатуры, устранение символов, унифика
ция сообщений по источнику и потребителю, более плотная упаковка, анноти
рование, индексация, реферирование, библиографическое описание.

3.По характеру взаимосвязи элементов информации: статистическое
кодирование, разностное кодирование, апертурное сжатие, сжатие с учетом
вероятностных свойств сообщений, комбинаторное сжатие, рационализация
форм документов, сокращение протяженности потоков информации.

Статистическое кодирование представляет собой сокращение среднего числа символов, передаваемых в кодах от источника до потребителя. При кодировании элементам сообщения с высокой вероятностью ставятся в соответствие более короткие кодовые комбинации.

Зная статистические свойства источника сообщений, можно минимизировать среднее число двоичных символов, необходимых для выражения одного элемента сообщения. В основу статистического кодирования положена теорема К.Шеннона, в соответствии с которой каждый символ сообщения должен принимать значения 0 и 1 с равными вероятностями, а каждый выбор должен не зависеть от значений предыдущих символов.

Способ статистического кодирования рассмотрим на конкретном примере.

Пусть необходимо сжать информацию об осуществлении учета складских материалов. Перечень материалов и вероятности запроса на них показаны в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Наименование материала	Вероятность запроса	Традиционное кодирование	Статистическое кодирование
код	кол-во символов	код	кол-во символов
1. Бензин	0,15
2. Керосин	0,10
З.Лес	0,15
4. Стекло	0,30	И
5. Гвозди	0,18
6. Краска	0,22

На представление всех сообщений о материалах с учетом вероятностей запроса необходимо в среднем использовать объем информации, определяемый формулой

где р! - вероятность запроса на 1-й материал,

т - количество двоичных символов в коде 1-го материала. Подставив значение таблицы в указанную формулу, имеем:

при традиционном кодировании О__т=0,15х1 + 0,10x1 + 0,05x2 + 0,30x2 + 0,18x2 + 0,22x3= 1,97 бит

при статистическом кодировании Ос=0,15х2 + 0,10x3 + 0,05x3 + 0,30x1 + 0,18x2 + 0,22x1= 1,63 бит

Сокращение информации составит:

дг^.^,^,0,2
От 1,97

или 20%.

Разностное кодирование представляет собой отражение информации о характере и величине изменения наблюдаемого процесса за определенный интервал времени. Изменение - это отклонение фактического параметра от нормативного, эталонного или планового его значения.

Данный способ позволяет значительно сократить количество передаваемых символов, обеспечивает лучшее восприятие информации ее потребителем, повышает оперативность и качество управления процессами. Способ не применим в системах, где управление осуществляется по абсолютной величине параметра или показателя.

Эффективность способа тем большая, чем меньшая величина отклонения. Она оценивается по формуле:

где Дс1 - отклонение фактической величины от нормативной в момент времени I);

А - фактическая величина параметра в момент 1(. М = Л(1_<)-а„(1₁)

где й„ - нормативная, плановая или эталонная величина в момент времени I;.

Моменты времени съема фактической информации определяется предварительно исходя из условий протекания процесса. Если процесс слишком нестабильный, то такие моменты могут корректироваться в процессе мониторинга.

Суть апертурного сжатия состоит в устранении передачи тех сообщений, которые могут быть восстановлены путем анализа предшествующих или сопоставлением их с нормативными или эталонными сообщениями.

Основным критерием выделения избыточности является полоса допустимого отклонения, или апертура. Базируется апертурное сжатие либо на предсказании по предыдущим выборкам сообщений, либо на апостериорной интерполяции последующих выборок. При апертурном сжатии имеет место частично допустимая потеря информации. Потери информации возникают в результате пороговой фильтрации сведений в процессе сокращения избыточности.

Характерные черты апертурного сжатия - возможность восстановления исходной информации с требуемой для ее потребителя точностью, высокие коэффициенты сжатия, относительная простота реализации способа и высокая эффективность.

На практике могут использоваться три разновидности этого способа - с квантованием, априорной функцией и предсказанием.

Апертурное сжатие с квантованием представляет собой дискретизацию исходной непрерывной функции конечным числом точек. Минимальный объем сообщения обеспечивается в том случае, когда шаг квантования берется настолько большим, насколько это допустимо при условии, что потребитель не заметит искажения исходной функции в результате ее дискретизации.

Квантование можно осуществлять как по уровню показателей (параметров), так и по времени.

Примером применения этой разновидности апертурного сжатия является контроль за процессами производства. Квантование осуществляется одновременно по уровню параметров и по времени. Данный пример является наиболее распространенным в практике.

Апертурное сжатие с априорной функцией во многом аналогично разностному кодированию. Отличие состоит лишь в том, что информация о приращениях передается только в те моменты, когда отклонение текущих значений функции от заданного эталона превышают размеры установленной предварительно апертуры или допустимой зоны отклонений.

Апертура может иметь одинаковые и разные размеры, а также быть симметричной и асимметричной. Сведения, находящиеся в апертуре, считаются несущественными, поэтому не передаются потребителю.

Эффективность данной и предыдущей разновидности апертурного сжатия равна

э=1--

где ф - уровень фактического значения параметра, Д(1_Ф - передаваемая величина отклонения параметра в момент 1_;.

Апертурное сжатие с предсказанием осуществляется следующим образом. По предыдущим значениям выборок вычисляют величину следующей выборки. Если разность значений эталонной и фактической выборок находится в допустимых пределах, то считают предсказание правильным и устраняют значения фактической выборки. Если значения фактической выборки выходят за допустимые пределы эталонной, то осуществляют корректировку эталонной выборки с учетом имеющихся отклонений.

Эффективность данной разновидности апертурного сжатия равна

где Я„ - объем эталонной выборки, К„- объем избыточной выборки,

п„, п_ц - соответственно количество передаваемых эталонных и избыточных выборок,

п^р т'ср - соответственно средний объем передаваемой эталонной выборки и избыточной выборки в информационных символах.

Суть сжатия с учетом вероятностных свойств сообщений состоит в исключении из передачи выборок сообщений с наибольшей вероятностью появления.

Алгоритм сжатия рассмотрим на конкретном примере статистики показателей выполнения плана по рабочим дням месяца. Статистику и результаты ее обработки проиллюстрируем таблицей 2.2.

Вероятности интервалов определены формулой

Р = —

т

где I - количество рабочих дней с выполнением задания на определенном уровне процентов,

Т - количество рабочих дней в месяце.

Таблица 2.2.

Номер интервала	Проценты выполнения заданий в интервале	Вероятность интервала	Количество информации в сообщении, бит
	до 90	0,02	5,62
	90-94	0,02	5,62
	95-99	0,10	3,32
	100-104	0,75	0,41
	105-109	0,08	3,64
	110-119	0,02	5,62
	120 и более	0,01	6,64
Итого		1,00	30,87

Количество информации в сообщениях определено по формуле / = 1о_е,/>

где Р_; - вероятность 1-го исхода.

Из таблицы видно, что при меньшей вероятности исхода получаем большее количество информации, узнав о наступлении данного события. Известно также, что в практике управления незначительные отклонения от планового режима не требуют вмешательства руководства, И наоборот, малой вероятности значительные отклонения требуют оперативного вмешательства.

Учитывая это, исключим из передачи сообщений 4-й интервал, в результате на 75% сократим объем передаваемой информации. При этом снижение информированности руководителя снизится всего на 0,41 бит. В случае если таких интервалов окажется два и более, то можно устранить из передачи все, кроме одного любого.

Суть комбинаторного сжатия состоит в том, что неодинаковые элементы сообщения, имеющие различные позиции в выборке сообщения, заменяются новым информационным массивом с практически выгодным коэффициентом сжатия.

В основу способа, не ориентированного на статистические свойства сообщений, положен алгоритмический подход к понятию "количество информации".

Задача сжатия в математической постановке описывается следующим образом.

Для исходного массива информации М= 1,2,..., т, где т - элементы массива, состоящие из одного, двух, трех и более чисел, найти такое преобразование Р, которое переводит этот массив в новый М" = Р(М) меньшей длины (т"< т) и с сохранением содержательности исходной информации, т.е. при существовании обратного преобразования М = Р(М").

Алгоритм решения задачи основан на использовании сочетаний, размещений и перестановок числовых совокупностей. Параметрами преобразованного массива являются номер и длина кортежа сообщений.

Например, исходный массив 547,935,438,648,237, 128,130 и т.д. преобразуется в N = 12489 и Ь = 127. Обратное преобразование осуществляется путем решения системы уравнений и неравенств. Оно позволяет получить все элементы исходного массива с учетом их позиций в выборке сообщений.

Область применения способа - учетные и отчетные данные, предназначенные для долговременного хранения и периодического использования. Учитывая сложность вычислительных операций и большее их количество, данный способ применим только на базе ЭВМ.

Формы массовых документов обычно соответствуют установленным ГОСТам, которые позволяют рассчитывать размеры документов по горизонтали и по вертикали.

Вместе с тем, при практическом использовании таких, например, документов, как бланк письма, требование, учетная карточка, накладная, размер бланков документов по вертикали диктует практическая статистика заполнения бланков. В этой связи их размер может быть рассчитан по вертикальному размеру строки, частоте заполняемости строк и по вертикальной величине призначной части документа.

Для установления рациональной формы таких документов необходимо изучить их выборку за определенный интервал времени, например, за месяц. По выборке определить частоты заполнения строк и построить диаграмму с координатами по горизонтали - количество заполняемых строк, а по вертикали - частота заполнения строк. Затем с правой стороны диаграммы исключить последовательно номер последней, предпоследней и т.д. строк и определить на какое количество документов при этом придется увеличить их общую численность из-за сокращения в них количества строк. Критерием выбора является состояние, когда общий размер всех документов после сокращения в них строк меньше размера используемых документов.

Сокращение протяженности потоков документированной информации осуществляется двумя путями: установлением и содержанием минимально необходимого, но достаточного количества документов для управленческой деятельности и повышением оперативности документооборота.

Для реализации указанных путей разработаны следующие рекомендации:

- использовать в управленческой деятельности рациональные графи
ки движения информации;

- производить упорядочение документов в соответствии с номенкла
турой дел;

- согласовывать формы и содержание документов, направляемых в
два и более адреса использования;

четко использовать формирование и реализацию резолюций;

- определять порядок рассмотрения документов при отсутствии от
дельных должностных лиц;

- своевременно тиражировать документы в соответствии с количест
вом потребителей;

- рационально использовать время с учетом предварительной подго
товки документа.