Подходы к оценке количества информации

Введение

 

 

    Существование современного общества немыслимо без его основного ресурса – информации. Информация - это отражение внешнего мира с помощью знаков или сигналов. Информационная ценность сообщения заключается в новых сведениях, которые в нем содержатся (в уменьшении незнания). С позиции материалистической философии информация есть отражение реального мира с помощью сведений (сообщений). В широком смысле информация - это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами.

    Информация  на сегодняшний день, пожалуй,  самое дорогое и ценное приобретение  человечества. Она позволяет обществу  жить и развиваться. Поэтому  сейчас она ценится на вес  золота, и тот, кто ею владеет, владеет всем миром.

    Понимая информацию  как один из основных стратегических  ресурсов, без которого невозможна  деловая, управленческая, вообще  любая социально значимая деятельность, необходимо уметь оценивать ее  как с качественной, так и с  количественной стороны. На этом пути существуют большие проблемы из-за нематериальной природы этого ресурса и субъективности восприятия конкретной информации различными индивидуумами человеческого общества. С этой точки зрения классификация подходов к оценке количества информации является важнейшим средством создания систем хранения и поиска информации, без которых сегодня невозможно эффективное функционирование информационного обеспечения управления.

    Целью настоящей  работы является рассмотрение  видов информации, областей применения и подходов к ее количественной оценке. Для этого нужно рассмотреть следующие задачи и вопросы. Первой задачей является изучение общих понятий по данной теме.  Рассмотрение конкретных способов оценки количества информации – вторая задача.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   1 Информация. Виды информации

 

   Термин информация происходит от латинского слова informatio, что означает «сведения, разъяснения, изложение».

    Информация - это настолько общее и глубокое  понятие, что его нельзя объяснить  одной фразой. В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских ситуациях.

    В  обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют, например сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т. п. «Информировать» в этом смысле означает «сообщить нечто, неизвестное раньше».

    Информация  — сведения об объектах и  явлениях окружающей среды, их  параметрах, свойствах и состоянии,  которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

    Одно  и то же информационное сообщение  (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертеж, радиопередача и т. п.) может содержать разное количество информации для разных людей в зависимости от их накопленных знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему. Так, сообщение, составленное на японском языке, не несет никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.

    Информация  может существовать в виде:

    а) текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

    б) световых или звуковых сигналов;

    в) радиоволн;

    г) электрических и нервных импульсов;

    д) магнитных записей;

    е) жестов и мимики;

    ё) запахов и вкусовых ощущений;

    ж) хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т. д.

    Информация по своему характеру может быть:

    а) статической (постоянной) или динамической (переменной);

    б) первичной (входной), производной (промежуточной) или выходной;

    в) осведомляющей или управляющей;

    г) объективной или субъективной.

    По назначению информация делится на массовую и специальную.

    Логическая информация, адекватно отображающая объективные закономерности природы, общества и мышления, получила название научной информации. Ее делят по областям получения или использования на следующие виды:

    а) общественно-политическую;

    б) социально-экономическую;

  в) научно-техническую;

   г) химико-биологическую;

   д) физиологическую и т.п.

   Информация обладает следующими свойствами:

    а) достоверность; 

    б) полнота;

    в) точность;

    г) ценность;

    д) своевременность;

    е) понятность; 

    ё) доступность;

    ж) краткость и т. д.

   Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, т. е. перестает отражать истинное положение дел.

   Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

   Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.

   Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека.

    Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка.

   Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной. Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.

   Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по-разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.

   Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, всевозможных инструкциях.

    Информация - очень емкое понятие, в которое вмещается весь мир: все разнообразие вещей и явлений, вся история, все тома научных исследований, творения поэтов и прозаиков. И все это отражается в двух формах - непрерывной и дискретной. Обратимся к их сущности. 
    Объекты и явления характеризуются значениями физических величин. Например, массой тела, его температурой, расстоянием между двумя точками, длиной пути (пройденного движущимся телом), яркостью света и т.д. Природа некоторых величин такова, что величина может принимать принципиально любые значения в каком-то диапазоне. Эти значения могут быть сколь угодно близки друг к другу, исчезающе малоразличимы, но все-таки, хотя бы в принципе, различаться, а количество значений, которое может принимать такая величина, бесконечно велико. 
Такие величины называются непрерывными величинами, а информация, которую они несут в себе, непрерывной информацией. 
Слово “непрерывность” отчетливо выделяет основное свойство таких величин - отсутствие разрывов, промежутков между значениями, которые может принимать величина. Масса тела - непрерывная величина, принимающая любые значения от 0 до бесконечности. То же самое можно сказать о многих других физических величинах - расстоянии между точками, площади фигур, напряжении электрического тока. 
    Кроме непрерывных существуют иные величины, например, количество людей в комнате, количество электронов в атоме и т.д. Такого рода величины могут принимать только целые значения, например, 0, 1, 2, ..., и не могут иметь дробных значений. Величины, принимающие не всевозможные, а лишь вполне определенные значения, называют дискретными. Для дискретной величины характерно, что все ее значения можно пронумеровать целыми числами 0,1,2,...      Примеры дискретных величин: геометрические фигуры (треугольник, квадрат, окружность); буквы алфавита; цвета радуги. 
    Традиционно информация об объектах и явлениях окружающего мира представляется в форме слов и их последовательностей.Основной элемент в этой форме - слово. Слово - имя объекта, действия, свойства и т.п., с помощью которого выделяется именуемое понятие в устной речи или в письменной форме.

    Слова строятся  из букв определенного алфавита (например, А, Б, ... , Я). Кроме букв  используются специальные символы  - знаки препинания, математические  символы +, -, знак интеграла, знак суммы и т.п. Все разнообразие используемых символов образует алфавит, на основе которого строятся самые разные объекты:

    а) из цифр - числа;

    б) из букв - собственно слова;

    в) из цифр, букв и математических символов - формулы и т.д.

    И все эти  объекты несут в себе информацию :

    а) числа  - информацию о значениях;

    б) слова  - информацию об именах и свойствах  объектов;

    в) формулы  - информацию о зависимостях между  величинами и т.д.

    Эта информация (и это очевидно) имеет дискретную природу и представляется в виде последовательности символов. О такой информации говорят как об особом виде дискретной информации и называют этот вид символьной информацией.

    Наличие разных  систем письменности, в том числе  таких, как иероглифическое письмо, доказывает, что одна и та же информация может быть представлена на основе самых разных наборов символов и самых разных правил использования символов при построении слов, фраз, текстов.

Из этого утверждения  можно сделать следующий вывод:

    Разные алфавиты  обладают одинаковой “изобразительной  возможностью”, т.е. с помощью  одного алфавита можно представить  всю информацию, которую удалось  представить на основе другого  алфавита. Можно, например, ограничиться  алфавитом из десяти цифр - 0, 1, ..., 9 и с использованием только этих символов записать текст любой книги или партитуру музыкального произведения. При этом сужение алфавита до десяти символов не привело бы к каким-либо потерям информации. Более того, можно использовать алфавит только из двух символов, например, символов 0 и 1. И его “изобразительная возможность” будет такой же.

    Итак, символьная информация  может представляться с использованием  самых различных алфавитов (наборов  символов) без искажения содержания  и смысла информации: при необходимости можно изменять форму представления информации - вместо общепринятого алфавита использовать какой-либо другой, искусственный алфавит, например, двухбуквенный.

    Форма представления  информации, отличная от естественной, общепринятой, называется кодом. Коды широко используются в нашей жизни: почтовые индексы, телеграфный код Морзе и др. Широко применяются коды и в ЭВМ и в аппаратуре передачи данных. Так, например, широко известно понятие “программирование в кодах”.

    Кроме рассмотренных существуют и другие формы представления дискретной информации. Например, чертежи и схемы содержат в себе графическую информацию.

    Информация, наряду  с материей и энергией является  первичным понятием нашего мира  и поэтому в строгом смысле  не может быть определена.

    Вместе с тем, слово  информация является одним из  тех терминов, которые достаточно  часто встречаются не только  в научных трудах специального  характера, но и во множестве  обиходных ситуаций и являются  интуитивно понятными каждому  человеку.

    Знаки или первичные  сигналы, организованные в последовательности, несут информацию не потому, что  они повторяют объекты реального  времени, а по общественной  договоренности об однозначной  связи знаков и объектов.  Например: предметы и слова для их обозначения.

    Кроме того, первичные  сигналы могут быть порождены  естественными законами реального  мира.  Например: напряжение на  выходе термопары под действием  температуры. 

    Информация, основанная  на однозначной связи знаков  или сигналов с объектами реального мира, называется семантической или смысловой.

    Информация, заключенная  в характере (порядке и взаимосвязи)  следования знаков сообщений  называется синтаксической.

    Также, в общей науке  о знаках (семиотики), кроме перечисленных,  выделяют сигматический и прагматический аспекты информации:

    а) в первом случае  изучается вопрос о выборе  знаков для обозначения объектов  реального мира;

    б) во втором случае  о ценности информации для  достижения поставленных целей.

    Наибольший практический интерес представляют смысловой, семантический и прагматический аспекты. Однако до сих пор не определены объективные количественные критерии меры ценности и полезности информации.

    Синтаксическая  мера информации имеет практическую  ценность потому, что интересующая в конечном итоге получателя семантическая информация заключена в заданной последовательности знаков или первичных сигналов. Чем больше знаков передается в определенный интервал времени, тем в среднем больше передается и смысловой информации.

    Информация  передается и хранится в виде  сообщений.

    Под сообщением  понимают совокупность знаков  или первичных сигналов содержащих  информацию. Иначе говоря, сообщение  - это информация, представленная  в какой-либо форме.