Сущностные основы информатики (стр. 5 )

В системах связи достоверность передачи трактуется как пересылка информации без ее искажения, а достоверность передаваемых данных (информации) измеряется отношением количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков или вероятностью ошибок.

Устойчивость – свойство, отражающее способность информации реагировать на изменения исходных условий, <данных> без нарушения достоверности.

Понятно, что, во-первых, каждое из перечисленных свойств информации лишь тогда практически полезно, когда имеется количественная мера для его измерения, во-вторых, многие из перечисленных свойств – не только и не столько свойства информации, сколько характеристики информационных систем и технологий разного назначения, в-третьих, перечень свойств не полный – в него не включены, например, экономические показатели, интенсивность (скважность) и др.

Пользовательские показатели качества информации сведены в рис. 1.1.14, а концепции сущности информации – в табл. 1.2 (см. файлы приложения).

Особенности информации как предмета исследования и применения

Завершая рассмотрение термина “информация”, отметим следующее.

1.  До настоящего времени информация как объект реального мира не нашла должного внимания ученых естественнонаучного направления и государственных деятелей, как это имело место, например, с атомной физикой, голографией, биоинженерией. Однако вложение денег и усилий в это направление может привести к открытиям, превышающим все, что было сделано до сих пор как для знаний о строении Вселенной, так для практических целей.

2.  Информация, по-видимому, станет важнейшим, если не первостепенным, фактором развития человечества в ближайшей перспективе, а информационная безопасность (опасность) – ахиллесовой пятой человечества. Средства обработки информации и “усиления интеллекта” станут для человека тем же, чем для него стали автомобили, механизмы как “усилители силы”, энергетика – как “усилитель энергии” и т. д.

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

КАЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ

ПОЛЕЗНОСТЬ · пригодность к практическому использованию

ЦЕННОСТЬ · максимальная польза при применении

СЕКРЕТНОСТЬ, ЗАЩИЩЕННОСТЬ · уровень несанкционированного использования

РЕПРЕЗЕНТАТИВНОСТЬ · представительность, адекватность исследуе- мым свойствам объекта

СОДЕРЖАТЕЛЬНОСТЬ · семантическая eмкость

ДОСТАТОЧНОСТЬ · минимальное, но достаточное количество сведений

ДОСТУПНОСТЬ · возможность восприятия пользователем

АКТУАЛЬНОСТЬ · способность сохранять семантическую ценность

СВОЕВРЕМЕННОСТЬ · поступление, наличие в нужный момент

ТОЧНОСТЬ · степень близости значения (модели, образа) реальности (объекту)

ДОСТОВЕРНОСТЬ (ИСТИННОСТЬ, ВЕРНОСТЬ) · отражение реальных объектов с необходимой адекватностью (достоверность), точностью (истинность) или идентичностью (верность)

УСТОЙЧИВОСТЬ · степень реакции на изменение условий

Рис. 1.1.18. К пояснению общенаучных методов исследования.

Рис. 1.1.14. Некоторые показатели качества информации

(прагматический подход)

3.  Информация имеет существенное отличие от других объектов Вселенной. Приведем некоторые ее свойства, оставив другие до рассмотрения информационных ресурсов:

-  она легко коммутируется;

-  способна умножаться в процессе коммуникаций (например, при обмене идеями, знаниями, изобретениями);

не подвержена “временнóму” старению (внехрональна по Вейнику?),
ее старение есть результат появления новой информации, которая отрицает, дополняет или уточняет данную, т. е. ее старят не внутренние,
а внешние причины;

-  инвариантна к носителю, к знаковой и прочей форме ее представления (внеметрична, по Вейнику?);

-  может по-разному воздействовать на разные объекты того же вида в тех же условиях и даже на один и тот же объект, но в разных условиях.

Вопросы для самообразования

1. Перечислите и кратко охарактеризуйте различные группы концепций строения Вселенной с точки зрения места и роли в них информации.

2. Что понимается под физической энтропией (энтропией Больцмана)? Какой единицей она измеряется?

3. Что понимается под вероятностной (статистической, по Шеннону) энтропией? В каких единицах она измеряется?

4. Перечислите и охарактеризуйте все известные Вам меры количества информации?

5. Что изображено на рис. 1.1.5? К какой группе концепций понимания сущности информации он относится?

6. В чем принципиальное отличие физико-информационной и вещественно-поведенческой концепций строения Вселенной от физико-материалисти-ческой и физико-синергетической? Какая из них кажется Вам наиболее верной с точки зрения места и роли информации во Вселенной? Обоснуйте Ваш ответ.

7. Почему в настоящее время в информатике господствуют представления о месте и роли информации во Вселенной, относящиеся к прагматической концепции? В чем суть этой концепции? Укажите возможные позитивные и негативные последствия от длительного практического использования человечеством именно этого подхода?

8. Охарактеризуйте графики на рис. 1.1.13.

9. Изложите существо прагматических показателей информации. Приведите примеры, подтверждающие Ваш ответ.

10. Перечислите и охарактеризуйте особенности информации как объекта Вселенной.

11. Дайте определение терминов “материя”, “лес”. Можно ли их напрямую, а не через их составляющие, познать, “пощупать”? А может быть, и термин “информация” относится к категории подобных терминов, получаемых агрегированием?

1.1.5 Рабочие определения терминов «информатика», «система», «информационные ресурсы», «технологии», «процессы»

С учетом изложенного введем “рабочие”, т. е. используемые до их специального, детального рассмотрения, определения терминов “информатика”, “эксперимент”, “наблюдение”, “сигнал”, “данные”, “знания”, “информация” (рис. 1.1.15, см. также [4, 5]) и прокомментируем некоторые из них.

С точки зрения исследователя, экспериментатора, сигнал – это материальный носитель информации. Он представляет собой физические поля, вещества, процессы, значения (отсчеты) и параметры (характеристики) которых содержат информацию об исследуемом объекте. Иными словами, под действительностью, определяемой термином “сигнал”, в этом случае мы будем понимать внутриобъектный (т. е. находящийся в самом исследуемом объекте) носитель (в смысле прародитель, источник, поставщик) требуемой исследователю информации об объекте как промежуточное естественное средство, осуществляющее перенос информации от ее прародителя (места зарождения) к окружающему миру, средство преобразования “протоинформации” (“пер-вичной” информации об объекте, находящейся в нем самом) к форме, доступной окружающему миру, в том числе субъекту – исследователю объекта.

НАБЛЮДЕНИЕ	·	метод исследования, основанный на целевом пассивном однократном восприятии объекта в реальных условиях (пассивный опыт)
ЭКСПЕРИМЕНТ	·	научно поставленный в учитываемых и/или регулируемых естественных или искусственных условиях активный опыт с исследуемым объектом, допускающий многократное повторение
СИГНАЛ	·	1)  в теории эксперимента – “внутриобъектный” физический носитель информации, недоступный непосредственному восприятию субъектом; 2)  в теории связи и управления – средство хранения и пере- дачи информации в пространстве и во времени
ДАННЫЕ	·	доступная для восприятия субъектом “внеобъектная” совокупность (набор) символов, записей, изображений, хранящаяся на материальных носителях (хранителях!) информации и рассматриваемая как носитель (источник!) информации об объекте безотносительно к ее содержательному смыслу, т. е. в отрыве от содержащейся в ней информации

Рис. 1.1.15. Исходные термины в теории эксперимента

ЗНАНИЯ	·	проверенные практикой результаты познания действительности, полезные сведения (гипотезы, идеи, теории, выводы, понятия, законы, закономерности, концепции): знания-1 – объекты (операнды) сбора, обработки, анализа – носители информации; знания-2 – сама информация, сведения о действительности, об объекте
<ДАННЫЕ>	·	сигналы Ú данные Ú знания-1
ПРОТОЗНАНИЯ	·	часть информации, которая может быть преобразована в знания-2 об объекте исследования согласно цели исследования
ИНФОРМАЦИЯ	· ·	1) совокупность содержательных сведений, имеющихся в <данных> об исследуемом объекте 2) знания-2 Ú протознания Ú информационный мусор
СБОР <ДАННЫХ>	·	действия с <данными>, направленные на их съем, восприятие, получение, передачу, накопление, не приводящие (по своему назначению) к изменению имеющейся в них информации, их смыслового содержания, семантики
ОБРАБОТКА <ДАННЫХ>	·	действия с <данными>, направленные на преобразование содержащейся в них и интересующей исследователя информации в компактный, удобный для хранения, передачи и анализа вид и приводящие к априори ожидаемому изменению семантики, ценности, секретности, избыточности, эстетического содержания и других особенностей информации, находящейся в них. Обработка не добавляет информации
АНАЛИЗ <ДАННЫХ>	·	действия с <данными>, направленные на извлечение из них содержащейся информации об исследуемом объекте, получение по имеющимся <данным>, новых <данных>, включающих в себя извлеченную из первых информацию об объекте, и на интерпретацию получаемой информации
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА <ДАННЫХ>	·	истолкование, разъяснение смысла, значения результатов, их “перевод” на язык, в термины, образы, доступные, понятные пользователю

Рис. 1.1.15. Продолжение

ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА <ДАННЫХ>	·	использование результатов пользователем для решения его теоретических и практических задач
МОДЕЛЬ (объекта-оригинала)	·	вспомогательный объект-образ, отражающий наиболее существенные для исследования закономерности, суть, свойства, особенности строения и функционирования объекта-оригинала
МОДЕЛИРОВАНИЕ (объекта-оригинала)	·	метод исследования, основанный на замене исследуемого объекта-оригинала его моделью и работе с ней (вместо объекта)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС	·	последовательность направленных на получение задан- ного результата (продукта) физических и мысленных дей- ствий (технологических операций), основанных на исполь- зовании каких-либо естественных процессов (физических, химических, биологических и др.) и человеческой деятель- ности или заменяющих его автоматов
ИЗМЕРЕНИЕ (количественное, численное, метроло- гическое)	·	опытное нахождение значения физической величины с помощью специальных средств путем сравнения изме- ряемой величины с некоторой мерой, значение которой принято за единицу измерения; действия, связанные с на- хождением числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерения
ИЗМЕРЕНИЕ (обоб- щенное понятие, ал- горитмическое, сим- вольное)	·	алгоритмическая операция, в результате выполнения ко- торой наблюдаемому состоянию (материального) объекта (процесса, явления) ставится в соответствие определенное обозначение: число, номер или символ; действие по сопо- ставлению определенному состоянию наблюдаемого (ис- следуемого) объекта (явления, процесса) символа (числа, номера) из выбранной для регистрации этого состояния измерительной шкалы
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ШКАЛА	·	множество обозначений (чисел, номеров, символов), используемых для регистрации состояния наблюдаемого объекта
СИЛА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ШКАЛЫ	·	допустимое количество операций (действий) над дан- ными, выраженными в этой шкале

Рис. 1.1.15. Окончание