Термин «информация» происходит от латинского слова «informatio», что означает «сведения, разъяснения, изложение». С рационалистических позиций информация есть отражение реального мира с помощью сообщений. Сообщение – это форма представления каких-либо сведений в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т. п. В широком смысле информация – это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами. Несмотря на привычность этого термина, строгого и общенринятого определения его не существует. В рамках информатики как науки термин «информация» является первичным и, следовательно. неопределимым понятиемподобно понятиям «точка» в математике. «тело» в мехенике. «поле» в физике. Несмотря на то, что этому понятию невозможно дать строгое определение, имеется возможность описать его через проявляемые свойства.
В материальном мире все физические объекты, окружающие нас, являются либо теоами, либо полями. Физические объекты, взаимодействуя друг с другом, порождают сигналы различных типов. В общем случае любой сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс. Такой процесс может содержать различные характеристики, называемые параметрами сигнала. Если параметр сиграла принимает ряд последовательных значений и их конечное число, то сигнал назвается дискретным. Если параметр сигнала – непрерывная во времени функция, то сигнал называется непрерывным.
В свою очередь, сигналы согут порождать в в физических телах изменение свойств. Это явление называется регистрацией сигналов. З арегистрированные сигналы называются данными. Существует большое количество физических методов регистрации сигналов. Это могут быть механические воздействия. перемещения. Изменение формы или магнитных, электрических, оптических параметров, химического состава, кристаллической структуры и т.д.
Данные несут информацию о событии. Но не являются самой информацией. Так как одни и те же данные могут восприниматься (интерпретироваться) в сознании разных людей совершенно по-разному. Например, текст, написанный на русском языке (т.е. данные), дает различную информацию человеку. Знающему аофавит и язык, и человеку, не знающему их.
Чтобы получить информацию, имея данные, необходимо к ним применить методы, которые преобразуют данные в понятия, воспринимаемые человеческим сознанием. Методы, в свою очередь, тоже различны. Например, человек, знающий русский язык, применяет адекватный метод, читая русский текст. Соответственно, человек, не знающий русского языка и алфавита. применяет неадекватный метод, пятаясь понять русский текст. Таким образом, информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.
Отсюда следует, что информация не является статическим объектом, она появляется и существует в момент слияния и данных, все остальное время она находится в форме данных. Момент слияния данных и методов называется информационным процессом.
К информационным процессам относятся:
Сбор данных – один из важных информационных процессов. От того, как он организован, во многом зависит своевременность и качество принимаемых решений.
В широком плане сбор данных является основой познавательной деятельности человека во всех ее проявлениях: в удовлетворении любопытства, путешествиях, научной работе, чтении и т. п. В более узком смысле сбор данных означает систематические процедуры в организованных хранилищах информации: библиотеках, справочниках, картотеках, электронных каталогах, базах данных.
Передача данных – физический процесс, посредством которого осуществляется перемещение информации в пространстве
В информационном процессе передачи информации обязательно участвуют источник информации, канал связи, и приемник информации. Между ними приняты соглашения о порядке обмена данными. Эти соглашения называются протоколами обмена. Например, в обычной беседе между двумя людьми негласно принимается соглашение не перебивать друг друга во время разговора.
Объекты: колокол, речь, костер, радио, электронная почта – обладают общим свойством
Канал связи – это совокупность технических средств, обеспечив а ющих передачу сигнала от источника к получателю.
Каналы связи являются общим звеном любой системы передачи информации. По физической природе каналы связи делятся следующим образом:
Ÿ механические – используются для передачи материальных носителей информации;
Ÿ акустические – передают звуковой сигнал;
Ÿ оптические – передают световой сигнал;
Ÿ электрические – передают электрический сигнал.
Хранение данных – это поддержание данных в форме, постоянно готовой к выдаче их потребителю. Одни и те же данные могут быть востребованы не однажды, поэтому разрабатываются способы их хранения (обычно на материальных носителях) и методы доступа к ним по запросу потребителя. Носителем данных считается любая материальная среда, служащая для их хранения или передачи. В частности, можно упомянуть: мозг человека (память), традиционные бумажные носители – от записной книжки до личного дела в отделе кадров и научных публикаций в4 журналах, кинопленку и фотографию, магнитофонные записи, видеозаписи и многие другие носители.
Обработка данных – это процесс преобразования информации от исходной ее формы до определенного результата. Средства обработки информации — это всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь компьютер — универсальная машина для обработки информации.
Операции с данными
В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций^
сбор данных – накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;
Ÿ формализация данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;
Ÿ фильтрация данных – отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должны возрастать;
Ÿ сортировка данных – упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации;
Ÿ архивация данных – организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом;
Ÿ защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;
Ÿ транспортировка данных – прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя – клиентом;
Ÿ преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Преобразование данных часто связано с изменением типа носителя, например книги можно хранить в обычной бумажной форме, но можно использовать для этого и электронную форму, и микрофотопленку. Необходимость в многократном преобразовании данных возникает также при их транспортировке, особенно если она осуществляется средствами, не предназначенными для транспортировки данного вида данных. В качестве примера можно упомянуть, что для транспортировки цифровых потоков данных по каналам телефонных сетей (которые изначально были ориентированы только на передачу аналоговых сигналов в узком диапазоне частот) необходимо преобразование цифровых данных в некое подобие звуковых сигналов, чем и занимаются специальные устройства – телефонные модемы.
Человек на протяжении всей своей жизни постоянно, ежечасно, ежеминутно сталкивается с необходимостью принимать, передавать, обрабатывать и хранить данные.
Информацию условно можно классифицировать по различным признакам – по способу кодирования, способу восприятия информации человеком, форме представления информации на материальном носителе, сфере возникновения и т. д.
По способу кодирования информацию можно разделить на аналоговую и цифровую.
По способу восприятия различают следующую информацию: визуальную (воспринимаемую посредством органов зрения), аудиальную (воспринимаемую посредством органов слуха), тактильную (воспринимаемую посредством органов осязания), обонятельную, вкусовую.
Львиную долю информации из внешней среды человек получает с помощью электромагнитных колебаний, органом приема которых являются глаза.
По форме представления информацию можно разделить на текстовую (передаваемую в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка. Благодаря взаимосвязи символов и отображению речи человека текстовая информация чрезвычайно удобна и широко используется в деятельности человека: книги, брошюры, журналы, различного рода документы, аудиозаписи кодируются в текстовой форме.), числовую (передаваемую в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия), графическую (передаваемую в виде картин, фотографий, схем, чертежей, графиков и т.п.).
По области возникновения выделяют информацию:
Ÿ элементарную (механическую), которая отражает процессы, явления неодушевленной природы;
Ÿ биологическую, которая отражает процессы животного и растительного мира;
Ÿ социальную, которая отражает процессы человеческого общества.
По форме организации информацию можно выделить таблицу, список, ряд, неупорядоченное множество.
По области применения информацию можно разделить на бытовую, научную, производственную, техническую, управленческую и пр.
Информацию по общественному назначению можно разбить на:
Ÿ личную, предназначенную для конкретного человека;
Ÿ массовую, предназначенную для любого желающего ее пользоваться (общественно-политическая, научно-популярная и т.д.);
Ÿ специальную, предназначенную для использования узким кругом лиц, занимающихся решением сложных специальных задач в области науки, техники, экономики;
Ÿ секретную – передаваемую узкому кругу лиц и по закрытым (защищенным) каналам.
Получатель информации оценивает ее в зависимости от того, для решения какой задачи она будет использована. При оценке информации различают ее синтаксический, семантический и прагматический аспекты. Информация, предназначенная для передачи, называется сообщением. Сообщение может быть представлено в виде последовательности символов некоторого алфавита. На синтаксическом уровне рассматриваются формы представления информации для её передачи и хранения безотносительно к её содержанию. Семантический аспект информации – характеристика информации с точки зрения ее смысла, содержания (смысл – содержание, сущность, суть, значение чего-нибудь).
Семантический аспект определяет возможность достижения поставленной цели с учетом полученной информации, т.е. определяет ценность информации. Полученное знание и созданные модели человек использует в своей практике для достижения поставленных целей. В этом проявляется прагматический аспект информации. Этот аспект отражает потребительские свойства информации.
Прагматический аспект рассмотрения информации связан с ценностью, полезностью использования информации при выработке потребителем решения для достижения своей цели. С этой точки зрения анализируются потребительские свойства информации. Этот аспект непосредственно связан с практическим использованием информации.
Свойства информации
Качество информации является одним из важнейших параметров для потребителя информации. Оно определяется свойствами информации.
Можно привести немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие свойства: дуализм, полнота, достоверность, адекватность, доступность и актуальность информации.
Дуализм информации характеризует ее двойственность. С одной стороны, информация объективна в силу объективности данных, с другой – субъективна в силу субъективности применяемых методов. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. Так, например, принято считать, что в результате наблюдения фотоснимка природного объекта или явления образуется более объективная информация, чем в результате наблюдения рисунка того же объекта, выполненного человеком. В ходе информационного процесса степень объективности информации всегда понижается. Это свойство учитывают, например, в правовых дисциплинах, где по-разному обрабатываются показания лиц, непосредственно наблюдавших события или получивших информацию косвенным путем (посредством умозаключений или со слов третьих лиц). В неменьшей степени объективность информации учитывают в исторических дисциплинах. Одни и те же события, зафиксированные в исторических документах разных стран и народов, выглядят совершенно по-разному.
Полнота информации определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса. Неполный набор данных оставляет большую долю неопределенности, т.е. большое число вариантов выбора, атэто поьребует применение дополнительных методов, например, экспертных оценок, бросание жребия и т.п. Избыточный набор данных затрудняет доступ к нужным данным, создает повышенный информационный шум, что также вызывает необходимость дополнительных методов, например. фильтрацию, сортировку.
Достоверность информации. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» – всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются определенным уровнем «информационного шума». Если полезный сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижается. В этом случае для передачи того же количества информации требуется использовать либо больше данных, либо более сложные методы.
Адекватность информации – это степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.
Доступность информации – мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к одинаковому результату: информация оказывается недоступной. Отсутствие адекватных методов для работы с данными во многих случаях приводит к применению неадекватных методов, в результате чего образуется неполная, неадекватная или недостоверная информация.
Другой аспект доступности информации обеспечивается за счет ее преобразования в понятную форму. Информация становится понятной, если она выражена в той форме и тем языком, который воспринимает тот, кому она предназначена. Так, например, учебник физики для 10-го класса непонятен восьмикласснику, так как в нем содержатся незнакомые термины и формулы. Учебник физики для 8-го класса содержит доступную информацию для восьмиклассника, но десятиклассник не найдет в нем ничего нового.
Актуальность информации – это степень соответствия информации текущему моменту времени. Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммерческую ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то еобходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с данными может приводить к такой задержке в получении информации, что она становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, основаны многие современные системы шифрования данных с открытым ключом. Лица, не владеющие ключом (методом) для чтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работы информация теряет актуальность и, соответственно, связанную с ней практическую ценность.
Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования для адекватного отражения свойств объекта. Непременным условием определения свойства репрезентативности информации является поступление похожей информации из разных источников.