Что такое информация

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и другие, а значит, процесс ее переработки по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как технологию .

Государственный стандарт ГОСТ 34.003-90 – Автоматизированные системы. Термины и определения. Вводит следующие определения.

Данные - любые сведения, зафиксированные на каком-либо носителе.

Информация – данные, обработанные и представленные в форме, удобной для восприятия человеком. Информация отражает смысл, который присвоен данным. Информация рассматривается как приращение наших знаний об окружающем нас мире на основе имеющихся данных. Информация неотделима от процесса информирования пользователя. Именно полезность информации отличает ее от данных. Данные преобразуются в информацию только в момент использования и осознания их значения: активные используемые сведения – информация; пассивные, законсервированные сведения – данные.

В быту информация – это любые воспринимаемые человеком сведения об окружающем мире; в технике информация – это любые сообщения, передаваемые с помощью сигналов или символов; в теории информации, согласно К. Шеннону, информация – это сведения, уменьшающие неопределѐнность (энтропию); в кибернетике, по мнению Н. Винера, информация – это сведения, используемые системой в целях самосохранения и развития в условиях среды; в семантике информация – это сообщение, несущее новый смысл. Важнейшими методологическими принципами информатики является изучение объектов и явлений окружающего мира с точки зрения процессов сбора обработки и выдачи информации о них, а также определенного сходства этих процессов при их реализации в искусственных и естественных (в том числе в биологических и социальных) системах. Как и всякий объект, информация обладает свойствами. Характерной отличительной особенностью информации от других объектов природы и общества, является дуализм: на свойства информации влияют как свойства исходных данных, составляющих ее содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информацию.

С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие общие качественные свойства информации. Объективность информации. Объективный – существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация – это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения.

Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п. Актуальность информации – важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна. Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью. Использование терминов  – больше информации и  – меньше информации‖ предполагает возможность её измерения или хотя бы количественного соотнесения. С течением времени количество информации растет, информация накапливается, происходит ее систематизация, оценка и обобщение. Это свойство назвали ростом и кумулированием информации. (лат. cumulatio – увеличение, скопление). Старение информации заключается в уменьшении ее ценности с течением времени. Старит информацию не само время, а появление новой информации, которая уточняет, дополняет или отвергает полностью или частично более раннюю.

Соотношение понятий "данные", "информация" и "знания"

Понятие "данные" не тождественно понятию "информация". Данные (калька от англ. data) — это представление фактов и идей в формализованном виде, пригодном для передачи и обработки в некотором информационном процессе.

Станут ли данные информацией, зависит от того, известен ли метод преобразования данных в известные понятия. То есть, чтобы извлечь из данных информацию необходимо подобрать соответствующий форме данных адекватный метод получения информации. Данные, составляющие информацию, имеют свойства, однозначно определяющие адекватный метод получения этой информации. Причем необходимо учитывать тот факт, что информация не является статичным объектом – она динамически меняется и существует только в момент взаимодействия данных и методов. Информация существует только в момент протекания информационного процесса. Все остальное время она содержится в виде данных. По своей природе данные являются объективными, так как это результат регистрации объективно существующих сигналах, вызванных изменениями в материальных телах или полях. Методы являются субъективными. В основе искусственных методов лежат алгоритмы (упорядоченные последовательности команд), составленные и подготовленные людьми (субъектами).

Переходя к рассмотрению подходов к определению понятия "знания" можно выделить следующие трактовки. Знания – форма существования и систематизации результатов познавательной деятельности человека. В книге Б. Г. Тамма «Применение знании в автоматизированных системах проектирования и управления» приводятся основные свойства знаний:

1. Знания могут быть представлены в форме данных. В частности, в виде текста на некотором формальном языке, в виде сети, задающей связи разного рода между элементами знаний. Из этого свойства следует, что знание есть некоторая более высокая степень организации данных, которая допускает специальную интерпретацию.

2. Знания обладают способностью управлять информационными процессами (вычислениями). Точнее, в системе, в которой применяются знания, протекание процессов определяется знаниями и почти не зависит от устройства системы.

3. Знания могут содержать процедурную часть — программы. Но применение этих программ управляется знаниями, в частности, связывание параметров и запуск программ могут происходить автоматически внутри системы, использующей знания, без ведома того, кто запустил процесс, использующий знания.

4. Знания делятся на отдельные фрагменты — описания объектов, процессов, ситуаций, явлений. Такие фрагменты (модули знаний) называются фреймами. Фреймы могут быть связаны друг с другом родовидовыми отношениями, могут быть и узлами семантических сетей.

5. При работе со знаниями важна прагматическая сторона — знания всегда используются для чего-то, в частности, для решения задач, какую бы сложную структуру они ни имели.

Можно констатировать тот факт, что знание – это информация, но не всякая информация – знание. Информация выступает как знания, отчужденные от его носителей и обобществленные для всеобщего пользования. Другими словами, информация – это превращенная форма знаний, обеспечивающая их распространение и социальное функционирование. Получая информацию, пользователь превращает ее путем интеллектуального усвоения в свои личностные знания. Здесь мы имеем дело с так называемыми информационно-когнитивными процессами, связанными с представлением личностных знаний в виде информации и воссозданием этих знаний на основе информации.

Таким образом, можно сделать вывод, что фиксируемые воспринимаемые факты окружающего мира представляют собой данные. При использовании данных в процессе решения конкретных задач – появляется информация. Результаты решения задач, истинная, проверенная информация (сведения), обобщенная в виде законов, теорий, совокупностей взглядов и представлений представляет собой знания.

1. 2 Информация как ресурс

Информация как объект представляет собой данные, записанные на каком-либо носителе, и воспринятые с целью содержательной интерпретации потребителем. В этом качестве она может рассматриваться как ресурс.

Под ресурсами обычно понимают материальные средства. Однако информация также является важнейшим ресурсом любой деятельности, а развитие информационной инфраструктуры определяет развитие технологий и цивилизации в целом [].

Среди специфических особенностей, присущих информации как ресурсу, отметим следующие:

· практически не убывающая потенциальная эффективность (сравним – потенциальная эффективность сырья уменьшается по мере его использования, в случае возобновляемых ресурсов их потенциальная эффективность может восстанавливаться через некоторое время, потенциальная эффективность искусственных технических систем также имеет предел – срок службы),

· тиражируемость и многократность использования (труд, затрачиваемый на размножение информации незначителен и, им можно пренебречь при оценке эффективности использования информации),

· коммулятивность (т. е. усиление при накоплении),

· зависимость фактической реализуемости и эффективности от степени использования информации (в отличие от к. п. д. оборудования или коэффициента использования сырья), информация существует только когда есть источник, канал передачи и приемник - потребитель, желающий и способный воспринять информацию.

Информационная сфера предприятия (организации) должна включать весь спектр различных видов информации, отображающей состояние и функционирование предприятия (организации), а именно:

· с точки зрения взаимодействия с окружающей средой - входящая и исходящая;

· в зависимости от сроков хранения постоянная, условно-постоянная и переменная (регулярно обновляемая);

· по характеру обработки - машинная и внемашинная;

· по уровням управления - цеховая, производственная, заводская, корпоративная и т.д.;

· по характеру деятельности - бухгалтерская, учетно-отчетная, плановая, конструкторская, технологическая, диспетчерская,

· по логической организации - фактографическая, документальная, геоинформационная и другие.

Информационный процесс – процесс работы с информацией. Наиболее распространенные виды информационных процессов - сбор, передача, обработка, систематизация, хранение, защита, поиск, представление.

 1.3 Информационные ресурсы

Бурное развитие информационных процессов и систем потребовало законодательного обеспечения этой области человеческой деятельности. В частности, был принят ряд законов, регламентирующих эту деятельность. Объектом информационных процессов является информационный ресурс. В Законе РФ 1993 года "Об информации, информатизации и защите информации" информационные ресурсы определены как отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах, предназначенные и самостоятельно оформленные для распространения среди неограниченного круга лиц, либо служащий основой для предоставления информационных услуг.

В более широком смысле под информационным ресурсом (ИР) понимаются «знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальных носителях в виде документов, баз данных и знаний, алгоритмов, компьютерных программ, а также произведений искусства, литературы и науки» []. Информационные ресурсы страны, региона, организации рассматриваются как стратегические ресурсы, аналогичные по значимости запасам сырья, энергии и т. п.

Информационные ресурсы служат основой для создания информационных продуктов и оказания информационных услуг. Под информационным продуктом понимается совокупность данных, сформированных производителем для распространения в вещественной или невещественной форме с помощью информационных услуг. Перечень услуг определяется объемом, качеством и сферой применения информационных ресурсов.

Приведенное определение отражает ключевые признаки, которыми должна обладать информационная сущность для того, чтобы быть представленной в общедоступном каталоге ИР. Во-первых, ИР – это продукт, предназначенный для распространения среди неопределенного круга лиц, для которых он представляет интерес, т. е. имеет потребительскую ценность. Второй ключевой признак ИР – оформление, обеспечивающее возможность самостоятельного распространения.

Решение большинства задач систематизации ИР связано с использованием метаданных. Под метаданными понимается информация, характеризующая какую-либо другую информацию. Система метаданных выступает в качестве центрального звена любой информационной системы. Метаданные могут быть как частью ИР, так и храниться отдельно от него.

В связи с большой ролью информационных ресурсов в жизни современного общества и необходимостью создания различных информационных систем возникла необходимость классификации ИР. Существовавшие ранее системы классификации ИР, например, принятые в информационно-библиотечной деятельности, оказываются недостаточными в современных условиях.

Новый этап создания систем классификации информационных объектов начался в 1990-е годы и был вызван широким распространением Интернета. Одно из наиболее революционных воздействий Интернета на различные информационные отрасли заключалось в необходимости интеграции моделей и унификации подходов различных отраслей информационной индустрии. В результате возникла необходимость в создании единого языка, позволяющего описать многообразные типы информационных объектов, для создания возможности использования соответствующих программных приложений. Таким языком оказалась спецификация MIME (Multipurpose Internet Mail Extention), разработанная первоначально для электронной почты, но получившая распространение позже при возникновении web - технологий.

Дальнейшее развитие классификация типов информационных объектов получила в рамках Дублинского ядра метаданных (Dublin Core Metadata Element Set – DCMI) [30]. DCMI представляет собой инвариантную к предметной области композицию наиболее общих полей описания ИР, введенную для обеспечения глобальной интероперабельности приложений, работающих с метаданными (т.е. способности приложений обмениваться информацией друг с другом и совместно использовать информацию, которой они обмениваются). Всего в рамках этой системы выделено девять типов ИР. Ниже приводится перечень типов с определениями, принятыми разработчиками.

· Коллекция. Множество, содержащее элементы. Ресурс описывается как группа, части ресурса могут быть описаны отдельно, к ним осуществлен отдельный доступ.

· Данные. Информация представлена в определенной структуре (например, списки, таблицы, базы данных), обеспечивающей возможность прямой машинной обработки.

· Событие. Непродолжительное, ограниченное во времени явление. Метаданные для события могут определять цель, место, длительность, субъектов события и связи с другими событиями и ресурсами. Примером являются выставки, конференции, семинары, презентации, представления, дискуссия и др.

· Изображение. Ресурс, первично предназначенный служить для визуального представления, отличного от текста. К данному типу относятся изображения и фотографии физических объектов, рисунки, чертежи, мультипликация, фильмы, диаграммы, карты, музыкальная нотация.

· Интерактивный объект. Объект данного типа требует взаимодействия с пользователем для того, чтобы быть понятым, исполненным или реализованным. Примеры: интерактивные формы на web-страницах, апплеты, обучающие средства, чаты, виртуальная реальность.

· Сервис. Система, которая выполняет одну или более функцию для конечного пользователя. Примеры: службы фотокопирования, банковский сервис, служба аутентификации, межбиблиотечный абонемент, web -сервер.

· Программные средства. Компьютерная программа в исходном или компилированном коде, которая пригодна в неизменном виде для инсталляции на другой машине.

· Аудио. Ресурс, первоначально предназначенный служить для звукового представления. Например, аудиокомпакт – диск, запись речи или звуков.

· Текст. Ресурс, первоначально представляющий собой слова для чтения (книги, письма, газеты, стихи, статьи, диссертации, рукописи).

Данная классификация является, несомненно, результатом длительных дискуссий, в которых принимали участие высококвалифицированные специалисты многих стран, и потому она имеет будущее. Однако пока эта классификация выглядит довольно непривычно: трудно признать видом информационного ресурса банковское обслуживание, web-сервер или событие реального мира.

1.4 Определение количества информации

В классической теории информации под словом информация подразумеваются данные.  Известно, по крайней мере, два определения количества информации. Оба определения очень близки между собой, принципиальное различие между ними появляется лишь при попытке ввести смысловое содержание информации. Первое определение (по Шеннону) рассматривает процесс передачи и переработки информации с вероятностной точки зрения, второе (по Хартли) использует комбинаторный подход.

Исходная гипотеза при определении количества информации по Шеннону – чем больше неопределенности в принятом сообщении, тем больше информации в нем содержится. Поэтому количество информации J определяют следующим образом:

.                                                                                (1)

Здесь  – вероятность некоторого события после поступления информации в систему,

 – вероятность того же события до поступления информации в систему.

Если шумы отсутствуют, то можно считать, что вероятность данного события после поступления сообщения на вход системы  равна единице, тогда

.                                                                            (2)

Для измерения количества информации введена специальная единица измерения, которая называется бит (bit = binary digit). Количество информации J в битах равно правой части приведенных выше определений.

Примеры

При наличии двух равновероятных событий в отсутствии шумов при =1/2 количество переданной информации равно

 бит.

Если же до поступления информации вероятность оценивалась величиной =1/8, то количество переданной информации будет больше:

 бит.

Возможны и другие определения количества информации.

Рассмотрим комбинаторное определение информации, предложенное Хартли. Сообщение, как правило, набирается или составляется из символов или элементов: буквенного алфавита, цифр, слов или фраз, названий цвета, предметов и так далее. Обозначим общее число символов в алфавите через т. Например, если сообщение формируется из двух независимо и равновероятно появляющихся символов, то нетрудно видеть, что число возможных комбинаций равно . Действительно, зафиксировав один из двух символов сообщения  и комбинируя его со всеми возможными т символами алфавита, получим  различных сообщений. После этого фиксируем следующий символ алфавита и снова его комбинируем со всеми символами алфавита, получим еще т сообщений. С учетом предыдущего имеем 2т сообщений. Продолжив этот процесс до тех пор, пока не будет зафиксирован последний из т символов алфавита, получим всего mm=т² сообщений. В общем случае, если сообщение содержит п элементов (п — длина сообщения), число возможных сообщений

.

Пример. Предположим, имеется набор из трех букв А, В, С, а сообщение формируется из двух.

Согласно приведенной выше формуле, число возможных сообщений будет АА, ВА, СА, АВ, ВВ, СВ, АС, ВС, СС, т. е. N =  = 9.

Однако нетрудно видеть, что это выражение неудобно брать в качестве меры количества информации, так как, во-первых, если все множество или ансамбль возможных сообщений состоит из одного сообщения (N = 1), то информация в нем должна отсутствовать, во-вторых, если есть два независимых источника сообщений, каждый из которых имеет в своем ансамбле  и сообщений, то общее число возможных сообщений от этих двух источников

т. е. является произведением, тогда как количества информации должны складываться, и общее количество должно быть прямо пропорционально числу символов в сообщении. Поэтому за количество информации берут двоичный логарифм числа возможных сообщений

.                                                   (3)

Можно показать, что при равновероятном появлении символов формулы (1) и (3) эквивалентны.

В нашем примере n =2, m=3, количество информации J = 2log₂ 3 = 3.17 бит.