Информация и информационные процессы

Основополагающим понятием «информационных технологий управления» является понятие «информация». Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятие на её основе решений и их выполнения. С появлением современных средств вычислительной техники информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов научнотехнического прогресса.

Информация содержится в человеческой речи, текстах книг, журналов и газет, сообщениях радио и телевидения, показаниях приборов и т.д. Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств, хранит и перерабатывает её с помощью мозга и центральной нервной системы. Передаваемая информация обычно касается какихто предметов или нас самих и связана с событиями, происходящими в окружающем мире.

В широком, философском смысле «информация» — это отражение реального мира; в узком смысле «информация» — это любые сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.

Информация может быть различных видов, например:

• генетическая информация;

• геологическая;

• экономическая;

• синоптическая;

• ложная (дезинформация);

• полная и т.д.

Это далеко не полный перечень видов информации, к тому же этот перечень не систематизирован. Обычно при классификации объектов одной природы в качестве базы для классификации используют то или иное свойство (набор свойств) объектов.

Свойства информации:

- релевантность – способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя;

- полнота – свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать отображаемый объект и/или процесс;

- своевременность – способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени;

- достоверность – свойство информации не иметь скрытых ошибок;

- доступность – свойство информации, характеризующее возможность её получения данным потребителем;

- защищённость – свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения;

- эргономичность – свойство, характеризующее удобство формы или объёма информации с точки зрения потребителя.

По способу внутренней организации информацию делят на две группы:

1. Данные или простой, логически неупорядоченный набор сведений.

2. Логически упорядоченные, организованные наборы данных. В этой группе можно выделить особо организованную информацию – знания.

С понятием информации тесно связаны такие понятия, как сигнал, сообщение и данные.

Сигнал (от латинского signum – знак) представляет собой любой процесс, несущий информацию.

Сообщение – это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.

Данные (лат. data) – это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки её техническими средствами, например, ЭВМ.

Различают две формы представления информации – непрерывную и дискретную. Поскольку носителями информации являются сигналы, то в качестве последних могут использоваться физические процессы различной природы. Например, процесс протекания электрического тока в цепи, процесс механического перемещения тела, процесс распространения света и т. д. Информация представляется (отражается) значением одного или нескольких параметров физического процесса (сигнала), либо комбинацией нескольких параметров.

Сигнал называется непрерывным, если его параметр в заданных пределах может принимать любые промежуточные значения. Сигнал называется дискретным, если его параметр в заданных пределах может принимать отдельные фиксированные значения.

В рамках науки информация является первичным и неопределяемым понятием. Оно предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приёмника и канала связи между источником и приёмником. Понятие информации используется во всех сферах: науке, технике, культуре, социологии и повседневной жизни. Конкретное толкование элементов, связанных с понятием информации, зависит от метода конкретной науки, цели исследования или просто от наших представлений.

Понятие количества информации

Количество информации – это числовая характеристика сигнала, отражающая ту степень неопределенности (неполноту знаний), которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала.

Эту меру неопределённости в теории информации называют энтропией. Если в результате получения сообщения достигается полная ясность в каком-то вопросе, говорят, что была получена полная или исчерпывающая информация и необходимости в получении дополнительной информации нет. И, наоборот, если после получения сообщения неопределённость осталась прежней, значит, информации получено не было (нулевая информация).

Приведённые рассуждения показывают, что между понятиями информация, неопределённость и возможность выбора существует тесная связь. Так, любая неопределённость предполагает возможность выбора, а любая информация, уменьшая неопределённость, уменьшает и возможность выбора. При полной информации выбора нет. Частичная информация уменьшает число вариантов выбора, сокращая тем самым неопределённость.

Рассмотрим пример. Человек бросает монету и наблюдает, какой cтopoной она упадёт. Обе стороны монеты равноправны, поэтому одинаково вероятно, что выпадет одна или другая сторона. Такой ситуации приписывается начальная неопределённость, характеризуемая двумя возможностями. После того, как монета упадёт, достигается полная ясность, и неопределённость исчезает (становится равной нулю).

Приведённый пример относится к группе событий, применительно к которым может быть поставлен вопрос типа «да - нет».

Количество информации, которое можно получить при ответе на вопрос типа «да - нет», называемся битом (англ. bit – сокращённое от binary digit – двоичная единица).

Бит – минимальная единица количества информации, ибо получить информацию меньшую, чем 1 бит, невозможно. При получении информации в 1 бит неопределенность уменьшается в 2 раза. Таким образом, каждое бросание монеты дает нам информацию в 1 бит.

Рассмотрим систему из двух электрических лампочек, которые независимо друг oт друга могут быть включены или выключены. Для такой системы возможны следующие состояния:

Лампа А: 0 0 1 1;

Лампа В: 0 1 0 1.

Чтобы получить полную информацию о состоянии системы, необходимо задать два вопроса типа «данет» по лампочке А и лампочке В, соответственно. В этом случае количество информации, содержащейся в данной системе, определяется уже в 2 битa, a число возможных состояний системы – 4. Если взять три лампочки, то необходимо задать уже три вопроса и получить 3 битa информации. Количество состояний такой системы равно 8 и т. д.

Связь между количеством информации и числом состояний cистемы устанавливается формулой Хартли.

i = 1оg ₂N,

где i – количество информации в битах;

N —число возможных состояний.

Ту же формулу можно представить иначе:

N=2ⁱ.

Группа из 8 битов информации называется байтом.

Если бит – минимальная единица информации, то байт – ее основная единица. Существуют производные единицы информации: килобайт (Кбайт, Кб), мегабайт (Мбайт, Мб) и гигабайт (Гбайт, Гб).

Таким образом, между понятиями «информация», «неопределённость» и «возможность выбора» существует тесная связь. Любая неопределённость предполагает возможность выбора, а любая информация, уменьшая неопределённость, уменьшает и возможность выбора. Частичная информация уменьшает число вариантов выбора, сокращая тем самым неопределённость.

Количество информации – это числовая характеристика сигнала, отражающая ту степень неопределённости (неполноту знаний), которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала.

Характеристика процессов сбора, передачи, обработки и хранения информации

Информационные процессы всегда играли важную роль в науке, технике и жизни общества. В ходе эволюции человечества просматривается устойчивая тенденция к автоматизации этих процессов, хотя их внутреннее содержание, по существу, осталось неизменным.

Сбор информации – эго деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте. Сбор информации может производиться или человеком, или с помощью технических средств и систем – аппаратно. Например, пользователь может получить информацию о движении поездов или самолетов сам, изучив расписание, или же от другого человека непосредственно, либо через какието документы, составленные этим человеком, или с помощью технических средств (автоматической справки, телефона и т.д.).

Для современных автоматизированных систем сбор информации – это процесс получения информации из внешнего мира и приведение ее к виду, стандартному для данной информационной системы. Обмен информацией между воспринимающей информацию системой и окружающей средой осуществляется посредством сигналов. Сигнал – средство перенесения информации в пространстве и во времени. В качестве носителя сигнала могут выступать звук, свет, электрический ток, магнитное поле и др.

Обмен информацией (передача и прием информации) – это процесс, в ходе которого источник информации ее передает, а получатель – принимает. Обмен информации производится с помощью сигналов, являющихся ее материальным носителем. Источниками информации могут быть любые объекты реального мира, обладающие определенными свойствами и способностями. Принятую информацию получатель может использовать неоднократно. С этой целью он должен зафиксировать ее на материальном носителе (магнитном, фото, кино и др.).

Передача информации осуществляется различными способами: с помощью курьера, пересылка по почте, доставка транспортными средствами, дистанционная передача по каналам связи. Передача по каналам связи существенно сокращает время передачи данных. В современных условиях большое распространение получила распределенная обработка информации, при этом сети передачи данных превращаются в информационно-вычислительные сети (ИВС). ИВС – наиболее динамичная и эффективная отрасль автоматизированной технологии процессов ввода, передачи, обработки и выдачи информации.

Процесс формирования исходного, несистематизированного массива информации называется накоплением информации. Среди записанных сигналов могут быть такие, которые отражают ценную или часто используемую информацию. Часть информации в данный момент времени особой ценности может не представлять, хотя, возможно, потребуется в дальнейшем.

Хранение информации – это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки.

Обработка информации – это упорядоченный процесс ее преобразования в соответствии с алгоритмом решения задачи.

Последовательность решения задач задается, исходя из их информационной взаимосвязи, когда результаты решения одной задачи используются как исходные данные для решения другой. Процесс решения определяется принятым вычислительным алгоритмом.

Информационная техника представляет собой материальную основу информационной технологии, с помощью которой осуществляется сбор, хранение, передача и обработка информации. До середины XIX века, когда доминирующими были процессы сбора и накопления информации, основу информационной техники составляли перо, чернильница и бумага. Коммуникация (связь) осуществлялась путем направления пакетов (депеш). На смену «ручной» информационной технике в конце XIX века пришла «механическая» (пишущая машинка, телефон, телеграф и др.), что послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации.

Таким образом, информационные процессы всегда играли важную роль в науке, технике и жизни общества. Сбор информации – эго деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте. Обмен информацией (передача и прием информации) – это процесс, в ходе которого источник информации её передает, а получатель – принимает. Хранение информации – это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки. Обработка информации – это процесс её преобразования в соответствии с алгоритмом.

В заключение следует отметить, что информационные технологии и выступили новым средством превращения знаний в информационный ресурс (ИР) общества, его новым движущим фактором, стали средством его эффективного использования. Информационный ресурс стал основным ресурсом человечества, главной ценностью современной цивилизации.

В современных развитых информационных системах машинная обработка информации предполагает последовательно - параллельное во времени решение вычислительных задач при определенной организации вычислительного процесса. Вычислительная задача формируется источником вычислительных задач (ИВЗ), по мере необходимости решения обращается с запросами в вычислительную систему.