И.Н. Бекман
ИНФОРМАЦИЯ, ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекция 2. ИНФОРМАЦИЯ
2.6 Информационные процессы
Информация – категория нематериальная, следовательно, она должна быть связана с какой материальной основой, без этого она просто не сможет существовать.
Носители информации – среда или физическое тело для передачи, хранения и воспроизведения информации. (Это электрические, световые, тепловые, звуковые, радио сигналы, магнитные и лазерные диски, печатные издания, фотографии и т.д.).
Носитель информации – материальный объект или среда, которые служат для представления или передачи информации (бумага, диск, воздух и т.п.).
Хранение информации связано с фиксацией состояния носителя (например, уже напечатанный текст на бумаге), а распространение информации – с процессом, который протекает в носителе. Но только с нестационарным процессом, т.е. характеристики которого меняются. (Стационарный процесс информацию не переносит – лампа просто горит и всё, а мигает – уже азбука Морзе). И при этом информация связывается не с существованием процесса (просто горит лампа), а именно с изменением какой-либо его характеристики.
Информация хранится, передаётся и обрабатывается в символьной (знаковой) форме. Одна и та же информация может быть представлена в различной форме:1) Знаковой письменной, состоящей из различных знаков, среди которых выделяют символьную в виде текста, чисел, символов; графическую; табличную и т.д.; 2) В виде жестов или сигналов; 3) В устной словесной форме (разговор). Представление информации осуществляется с помощью языков, как знаковых систем, которые строятся на основе определенного алфавита и имеют правила для выполнения операций над знаками.
Язык – определенная знаковая система представления информации. Существуют:
Естественные языки – разговорные языки в устной и письменной форме. В некоторых случаях разговорную речь могут заменить язык мимики и жестов, язык специальных знаков (например, дорожных);
Формальные языки – специальные языки для различных областей человеческой деятельности, которые характеризуются жестко зафиксированным алфавитом, более строгими правилами грамматики и синтаксиса. Это язык музыки (ноты), язык математики (цифры, математические знаки), системы счисления, языки программирования и т.д. В основе любого языка лежит алфавит – набор символов/знаков. Полное число символов алфавита принято называть мощностью алфавита.
Операции с информацией
| создавать | принимать | комбинировать | хранить |
| передавать | копировать | обрабатывать | искать |
| воспринимать | формализовать | делить на части | измерять |
| использовать | распространять | упрощать | разрушать |
| запоминать | преобразовывать | собирать | и т. д. |
Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами.
Информационный процесс – изменение с течением времени содержания информации или представляющего его сообщения. Он имеет следующие вилы: создание новой информации; преобразование информации; удаление информации; передача информации.
Информационные процессы – это процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации (т.е. действия, выполняемые с информацией). Т.е. это процессы, в ходе которых изменяется содержание информации или форма её представления.
Информация передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением. Основная функция приёмника данных – фильтрация, игнорирование шума и выявление нового в бесконечном потоке обычного. Обмен информацией не приводит, как правило, к уничтожению источника, обогащая приёмник дополнительным знанием.
Изменение характеристики носителя, которое используется для представления информации, называется сигналом, а значение этой характеристики, отнесенное к некоторой шкале измерений, называется параметром сигнала.
Примеры:
| Способ передачи | Процесс | Параметры сигнала |
| Звук | Звуковые волны | Высота и громкость звука |
| Изображение | Световые волны | Частота и амплитуда световых волн |
Одиночный сигнал не может содержать много информации. Нужно много сигналов.
Сообщение – последовательность сигналов.
Сообщение, таким образом, служит переносчиком информации, а информация является содержанием сообщения.
В отличие от материи и энергии информация может создаваться и исчезать.
Основные виды информационных процессов:
– создание новой информации;
– преобразование информации;
– уничтожение информации;
– передача информации.
Понятие «информация» предполагает наличие двух объектов – источника и приемника информации. Информация передается от источника к приёмнику в материально-энергетической форме в форме сигналов, распространяющихся в определенной среде.
Источник информации – субъект или объект, порождающий информацию и представляющий ее в виде сообщения.
Получатель информации – субъект или объект, принимающий сообщение и способный правильно его интерпретировать.
Замечание. Получатель информации не равен получателю сообщения («слышу речь на керунди – я получатель сообщения, но не информации»).
Итак, информация передается в форме сообщений от некоторого источника информации к получателю посредством системы связи между ними. Совокупность технических средств, используемых для передачи сообщений от источника к получателю, называется системой связи. Канал связи - совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу от передатчика к приёмнику. Состоит их кодирующего и декодирующего устройства. Кодирующее устройство предназначено для кодирования информации (преобразования исходного сообщения от источника к виду, удобному для передачи информации). Декодирующее устройство предназначено для преобразования полученного сообщения в исходное.
Для передачи информации на большие расстояния первоначально использовались кодированные световые сигналы, с изобретением электричества – передача закодированного определенным образом сигнала по проводам, позднее – с использованием радиоволн.
Информационными сообщениями могут обмениваться любые системы, состояние которых может управляться с помощью внешних данных. В качестве таких систем могут выступать не только живые существа, но и, например, компьютеры, поскольку в общем случае неважно осуществляется ли информационный обмен «по собственной воле», или же он кем-то намерено запрограммирован. Подразумевается, что для приёма управляющих данных имеются специальные рецепторы или датчики, так что те или иные, влияющие на функционирование, но непосредственно не воспринимаемые воздействия (например, сильный радиационный фон или яд, подмешанный злоумышленником в пищу), не рассматриваются в качестве информационных сообщений.
Частным случаем информационных сообщений, которыми обмениваются люди, являются мемы.
Мем – единица культурной информации. Мем – любая идея, символ, манера или образ действия, осознанно или неосознанно передаваемые от человека к человеку посредством речи, письма, видео, ритуалов, жестов и т.д.
Под информационным сообщением конечной протяженности, имеющим ценность, понимается такое, которое модифицирует некоторые особенности взаимодействия системы со средой. Здесь мы полностью отвлекаемся от физических особенностей среды и типа систем, обменивающихся сообщениями, а также от семиотики кодирования и всей «механики» передачи сообщений и реакций системы. Информационное сообщение может вызывать относительно кратковременные, обратимые изменения поведения системы; это происходит, когда сообщение сигнализирует об известной ситуации и подразумевает стандартную реакцию, запрограммированную устройством системы или имеющимися инструкциями. Такие сообщения называются оповещающими или индуцирующими информационными сообщениями. Сообщение может быть и обучающим информационным сообщением, и тогда оно вызывает необратимые, или весьма длительные модификации свойств системы. Такие модификации могут вести в дальнейшем к изменениям эволюционной траектории всей системы. Обучающее сообщение может быть одновременно и индуцирующим, однако обратное утверждение неверно.
В биологическом контексте такой подход подразумевает, что после восприятия биосистемой обучающего информационного сообщения с положительной ценностью её способности к выживанию при некоторых условиях увеличиваются, поскольку эта биосистема приобретает новые возможности в плане использования ресурсов среды, избегания опасностей, а также иногда и в плане дальнейшего развития. Понятно, что это происходит потому, что в результате восприятия обучающего сообщения, биосистема приобретает новые стереотипы поведения, которые обеспечивают адекватность реакций на сходные сообщения из того же. Ценность информационного сообщения может быть и отрицательной – сообщение при этом является вредным, – если оно, например, содержит какие-нибудь ложные сведения об окружающем мире.
Частным случаем информационных сообщений являются такие, которые изменяют специализацию системы; у технических систем их называют переключающими. Такие сообщения влекут два последствия: появление новых свойств и потерю имевшихся, например, запоминание новых способов поведения и забывание некоторых использовавшихся ранее. Каждое переключающее сообщение рассматривается как два независимых, но приходящих одновременно и вызывающих различные изменения у принимающей системы. Эти изменения могут иметь неодинаковые по длительности последствия; для того, чтобы переключающее информационное сообщение было обучающим нужно, чтобы некоторые из последствий носили долговременный характер.
Информационное сообщение одной и той же ценности может быть передано разными способами и, поэтому, может содержать разное количество шенноновской информации. И наоборот: разные сообщения, кодируемые и передаваемые одинаковым количеством битов, могут нести как ценные сведения, так и быть совершенно бессодержательными для части или же для всех получателей информации (белый шум). Тем не менее, при работе в сети Internet платят не за ценность полученной информации, а просто за количество переданных бит. Вот в наглядном виде материализованная разница между различными подходами к информации!
Заметим, что этот простой подход к определению информационной ценности, разумеется, не единственный. Часто ценность информации определяют как степень её непредсказуемости, поэтому повторение «одной и той же информации» всегда приводит к снижению её ценности. Нетрудно догадаться, откуда проистекает такой взгляд на вещи – из педагогической практики. Заметим, что повторяющиеся информационные сообщения не обязательно сразу теряют свою ценность, если они используются, например, для выработки рефлекса. Не теряют ценность и повторные сообщения, сигнализирующие о появлении одной и той же опасности.
*--*--*
Подводя итог относительно понятия ИНФОРМАЦИЯ, можно сказать, что информацию нельзя считать лишь техническим термином, это фундаментальная философская категория, которой присущи такие свойства как запоминаемость, передаваемость, преобразуемость, воспроизводимость, стираемость. Можно дать следующее определение:
Информация – специфический атрибут реального мира, представляющий собой его объективное отражение в виде совокупности сигналов и проявляющийся при взаимодействии с «приемником» информации, позволяющим выделять, регистрировать эти сигналы из окружающего мира и по тому или иному критерию их идентифицировать.
Таким образом:
– информация объективна, так как это свойства материи – отражение;
– информация проявляется в виде сигналов и лишь при взаимодействии объектов;
– одна и та же информация различными получателями может быть интерпретирована по-разному.
Информация имеет определенные функции и этапы обращения в обществе. Основными из них являются:
Познавательная, цель которой получение новой информации. Функция реализуется в основном через такие этапы обращения информации, как:
– её синтез (производство);
– представление;
– хранение (передача во времени);
– восприятие (потребление).
Коммуникативная функция общения людей, реализуемая через такие этапы обращения информации, как:
– передача (в пространстве);
– распределение.
Управленческая, цель которой формирование целесообразного поведения управляемой системы, получающей информацию. Эта функция информации неразрывно связана с познавательной и коммуникативной и реализуется через все основные этапы обращения, включая обработку.
Без информации не может существовать жизнь в любой форме и не могут функционировать созданные человеком любые информационные системы. Без неё биологические и технические системы представляют груду химических элементов. Общение, коммуникации, обмен информацией присущи всем живым существам, но в особой степени – человеку. Будучи аккумулированной и обработанной с определенных позиций, информация даёт новые сведения, приводит к новому знанию. Получение информации из окружающего мира, её анализ и генерирование составляют одну из основных функций человека, отличающую его от остального живого мира.