Предисловие
Настоящая книга предназначена для слушателей РАГС всех специальностей, изучающих курс информатики. В отличие от большинства имеющихся учебников и учебных пособий ее содержание ограничено только теоретическими основами, изложенными систематично и в сжатой форме. Лицам, желающим углубить свои знания в других разделах информатики, можно рекомендовать книги, приведенные в списке литературы.
Информатика в настоящее время является фундаментальной областью научного знания, изучающей информацию и информационные взаимодействия в технике, природе и обществе. Поэтому при рассмотрении ее теоретических основ внимание должно быть уделено не только техническим и технологическим, но и социальным аспектам. В связи с этим выбрана следующая последовательность изложения материала.
Во введении обсуждается понятие "информатизации общества" как ведущей тенденции его современного развития, раскрывается роль информатики как ее научного фундамента, описывается процесс формирования данной предметной области.
Первый параграф посвящен обсуждению базовых понятий информации и данных. Виды информации, ее качественные свойства и количественные характеристики рассматриваются во втором параграфе. В третьем параграфе раскрывается понятие информационного процесса и приводится их классификация. Четвертый и пятый параграфы содержат обсуждение информационных технологий и информационных систем как основных разновидностей системной организации реализации информационных процессов. Особенности кодирования и алгоритмической обработки информации рассматриваются в шестом и седьмом параграфах. Восьмой параграф раскрывает содержание информационных революций, выделяемых в истории развития цивилизации. Структура и тенденции развития информационной сферы общества обсуждаются в девятом параграфе. Книга снабжена глоссарием и списком сокращений. Основные термины, часть из которых помещена в глоссарий, выделены курсивом.
Автор выражает признательность научному сотруднику Политехнического музея (г. Москва) М.Э. Смолевицкой за консультации при написании восьмого параграфа. Автор также благодарен рецензенту канд. тех. наук, доценту В.П. Бородько за подробное обсуждение материалов книги, позволившее улучшить изложение.
Введение
В качестве основного содержания и доминирующей тенденции развития общества на рубеже третьего тысячелетия многие ученые и специалисты-практики выделяют переход к новому типу его социальной организации - открытому информационному обществу.
Информационное общество построено на использовании информации, имеет ряд отличительных особенностей, отражающих различные аспекты его построения и жизнедеятельности, и характеризующих информационное общество с различных точек зрения на него: экономический, социальный, политический, культурный, технологический.
С экономической точки зрения в информационном обществе информация становится ключевым фактором в экономике в качестве ресурса, товара, услуги, источника добавленной стоимости и занятости. Производство и потребление информации переходят из вспомогательного в важнейший и наиболее широко распространенный вид деятельности. Большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и распространением информации. Информационное общество становится основной, развитой формой постиндустриального общества, в котором оказание услуг, в первую очередь информационных, и производство информационных продуктов преобладают над всеми другими видами социально-экономической активности людей. Таким образом, информационное общество рассматривается как третий вид (этап развития) общества, следующий за доиндустриальным и индустриальным обществом.
Социальный аспект заключается в изменении системы ценностей и уклада жизни, формировании и утверждении "информационного сознания", обеспечении широкого доступа к информации, выступающей в качестве важнейшего стимулятора изменения качества жизни.
В политическом плане создание эффективной системы обеспечения прав граждан и социальных институтов на свободное получение и использование информации, характерной для информационного общества, является важнейшим условием для демократического развития общества, создает предпосылки для широкого общественного диалога и достижения согласия различных слоев населения при решении возникающих в жизни общества проблем.
Отличительными признаками информационного общества в культурном аспекте являются признание культурной ценности информации, возрастание значимости информационных ценностей по сравнению с материальными, доступность необходимой информации для всех членов общества, высокий уровень образования.
Необходимым для построения, эффективного функционирования и развития информационного общества является технологический фактор. Постоянное совершенствование информационных и телекоммуникационных технологий приведет к созданию глобальной информационной инфраструктуры, состоящей из трансграничных информационно-коммуникационных сетей и распределенных в них информационных ресурсов. Массовое применение персональных компьютеров и других абонентских устройств, подключенных к этим сетям, обеспечит всех членов общества средствами доступа к информационным ресурсам, а также возможностями практически мгновенной коммуникации друг с другом. Прикладные технологии обеспечат широкое распространение электронной торговли, надомной трудовой деятельности, дистанционного обучения, консультирования, других видов и форм деятельности с использованием информационно-коммуникационных сетей. Таким образом, информационные технологии и техника становятся базовыми для различных сфер деятельности общества, а информационная среда наряду с социальной и экологической - новой средой обитания человека.
Путь к информационному обществу ведет через начавшуюся в 70-х годах прошлого столетия информатизацию, которая в последние годы приобрела глобальный характер, охватив не только все развитые государства, но и многие развивающиеся страны. Информатизация - это организационный социально-экономический и научно-технический процесс, в основе которого лежит создание, развитие и массовое применение информационных средств и технологий во всех сферах деятельности в целях кардинального улучшения условий труда и качества жизни населения, значительного повышения эффективности всех видов производства. В ходе информатизации должны быть сформированы информационные ресурсы, призванные создать оптимальные условия для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений.
Информатизация общества является процессом, охватывающим все стороны общественной жизни, она предусматривает систематическую реорганизацию и совершенствование любой социально значимой деятельности, повышение ее эффективности на основе применения современных информационных и коммуникационных систем и технологий. По сравнению с компьютеризацией, осуществляемой в сфере производительных сил, информатизация - более глубокий и широкий процесс, надстраивающийся над ней. В качестве объекта информатизации можно рассматривать все глобальное общество, отдельные регионы и государства, отрасли человеческой деятельности, отдельные организации и предприятия.
Научным фундаментом информатизации является информатика - комплексное научное направление, имеющее междисциплинарный характер и изучающее общие свойства информации и информационных процессов, а также методы и способы рациональной организации этих процессов с использованием средств вычислительной техники и связи в различных сферах человеческой деятельности (социальной, технической, природной).
Говоря об информатике как науке, необходимо иметь в виду, что существует и более широкое понимание этого термина. Информатику рассматривают как сферу (область) деятельности, связанную с получением, обработкой, хранением, распространением и использованием информации, а также как отрасль народного хозяйства (информационная индустрия), занимающуюся производством средств компьютерной техники и связи, программных продуктов, разработкой и внедрением информационно-коммуникационных технологий и систем, созданием и сопровождением информационных ресурсов, оказанием информационных услуг.
Формирование информатики как отдельной науки связано с появлением и широким распространением вычислительных машин, ставших основным средством рациональной организации информационных процессов. Термин информатика (фр. - informatique) предложен в 60-х годах прошлого века Французской Академией для обозначения науки об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных системах. В англоязычных и латиноамериканских странах чаще используется другой термин - computer science ("компьютерная наука").
В нашей стране информатика изначально понималась как научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности процессов научной коммуникации. В центре ее внимания находились документальные информационные системы библиотечного типа и деятельность по сбору, переработке, хранению и распространению научно-технической информации. Вычислительные машины и процессы обработки информации с их помощью изучались в рамках вычислительной техники или, в более широком контексте, кибернетики. В конце 70-х годов ХХ века академик В.М. Глушков предложил использовать понятие "информатика для обозначения новой области науки, связанной с разработкой, созданием, оценкой, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины и оборудование, материальное обеспечение, организационные и людские аспекты, а также комплекс их промышленного, коммерческого, административного и социального воздействия. Этот подход получил свое законченное выражение в 1983 году, когда было организовано отделение информатики, вычислительной техники и автоматизации Академии наук СССР. Информатика определялась как "комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики".
Вопрос о содержании предмета информатики как науки и, следовательно, о содержании соответствующей этой науке учебной дисциплине все еще является дискуссионным. В отечественной литературе нашли отражение точки зрения нескольких научных школ, по-разному понимающих предмет информатики. Разнообразие точек зрения можно объяснить следующими причинами.
1. Одним из основных понятий информатики является информация - абстрактное понятие, которое можно рассматривать на различных уровнях исследования: от философского до прикладного. Существуют различные определения информации, отражающие не только различные уровни научного исследования, но и различные стороны и свойства информации и информационных процессов.
2. Информационная сфера как сфера общечеловеческой деятельности, связанная с получением, переработкой, распространением и использованием информации, охватывает широкий круг проблем и задач, многие из которых рассматриваются другими науками. Комплексный междисциплинарный характер информатики обуславливает принципиальную невозможность однозначного определения предмета информатики из-за значительной степени его пересечения с предметами других наук. Действительно информатика тесно связана, например, с такими науками как логика, лингвистика, психология, кибернетика, системный анализ.
3. Бурное развитие вычислительной техники, всепоглощающее расширение областей ее применения, возрастающее влияние информационных технологий на различные стороны общественной жизни - все эти стремительно развивавшиеся в течение последних 50 лет процессы обуславливали неоднократную смену интереса научно-технической общественности в области информатики, выдвигая на передний план в качестве основного содержания ту или иную ее часть (например, теорию информации, информологию, компьютерную семантику). В информатике как науке происходила и происходит внутренняя дифференциация, также вызванная этими процессами. Характерно, что выделяются не только относительно узкие по своему содержанию дисциплины (например, теория баз данных), но и дисциплины, имеющие богатый потенциал развития, претендующие на статус одного из уровней или основных разделов информатики (информационные технологии, социальная информатика).
4. Информатика является одной из фундаментальных областей научного знания, изучающей информацию и информационные взаимодействия в технике, природе и обществе. Вследствие этого трудно определить ее место в общепринятом разделении наук на технические, естественные и социальные (общественные). Информатика зародилась и в настоящее время большей частью воспринимается как техническая наука. В учебных планах профессиональной подготовки специалистов с высшим образованием информатика отнесена к группе естественнонаучных дисциплин. В связи с переходом к информационному обществу все большее значение приобретают социальные аспекты информатики. Однако в учебниках и учебных пособиях основное внимание уделяется ее техническим и технологическим аспектам, (иногда вплоть до вопросов проектирования информационных систем). Таким образом, имеет место искажение структуры предметной области информатики как учебной дисциплины по сравнению с ее научной проблематикой.
Отметим, что в некоторых учебниках встречается деление информатики на теоретическую и прикладную информатику или выделение теоретической и практической (освоение работы в конкретных программных средствах) частей. Положение усугубляется тем, что авторы различных учебников по-разному понимают содержание как теоретической, так и прикладной информатики.
В национальном докладе России на II международном конгрессе ЮНЕСКО, состоявшемся в Москве в 1996 году, была предложена более развернутая, но не менее дискуссионная структура предметной области информатики, основанная на выделении пяти крупных разделов.
1. Фундаментальные основы информатики.
2. Теоретическая информатика.
3. Технические и программные средства информатики.
4. Информационные технологии.
5. Социальная информатика.
Отметим, что независимо от того или иного разделения предметной области информатики в соответствующей учебной дисциплине целесообразно рассмотреть следующие вопросы:
- основные понятия информатики;
- роль, свойства, виды информации, информационных взаимодействий и процессов в технике, природе и обществе;
- принципы построения, общие свойства и классификацию информационных технологий и систем;
- социальное воздействие информационных технологий, проблемы информатизации и формирования информационного общества;
- теоретические основы построения и функционирования основных классов современных технических и программных средств реализации информационных технологий и систем;
- основы алгоритмизации и программирования.
В предлагаемой вашему вниманию книге, посвященной теоретическим основам информатики, отражены, хотя и в различной степени, первые четыре вопроса.
Глава 1. Теоретические основы информатики
Информация и данные
Термин "информация" происходит от латинского слова informatio, означающего разъяснение, изложение, осведомление. Понятие "информация" является одним из основных понятий информатики. Общепризнана сложность проблемы определения этого понятия, которая в настоящее время все еще далека от своего разрешения. Если проанализировать определения информации, приводимые в различных толковых словарях, монографиях, учебниках и учебных пособиях по информатике, то можно прийти к выводу о весьма широком диапазоне подходов к определению содержания понятия "информация" и других связанных с ним основных понятий информатики. Такое разнообразие подходов объясняется многими причинами. Рассмотрим основные из них.
1. Термин "информация" используется не только в науке, но и в других сферах человеческой жизнедеятельности.
Под информацией в быту понимают интересующие нас сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-либо, которые передаются, воспринимаются и интерпретируются человеком непосредственно или с помощью специальных средств. В журналистике под информацией понимают сведения, обладающие новизной. В юриспруденции информация как объект правоотношений должна быть конкретизирована, определенным образом организована, связана с возможными ситуациями и отношениями для возможности осуществить по ее поводу действия, регулируемые нормами права. Поэтому в различных нормативных правовых актах понятие "информация" употребляется в различных видах. Федеральный закон "Об информации, информатизации и защите информации"[1] определяет информацию как "сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления". В Федеральном законе "Об участии в международном информационном обмене"[2] определяется, что "массовая информация - предназначенные для неограниченного круга лиц печатные, аудиосообщения, аудиовизуальные и иные сообщения и материалы". Наиболее общим является философское понимание информации как результата отражения различных сторон и элементов окружающего нас мира. Заметим, что широкое распространение слова "информация" произошло относительно недавно. В Большой Советской Энциклопедии оно появилось лишь 50 лет назад, во втором издании, где ему отводилось всего несколько строк, в которых информация рассматривалось как особый вид газетного жанра, то есть одно из понятий журналистики.
2. В различных науках, использующих понятие "информация", можно выделить три подхода к феномену информации.
Атрибутивный подход полагает информацию всеобщим свойством материи, проявляющимся в ее взаимодействии; неотъемлемым вечно существующим атрибутом всех систем объективной реальности, организующим началом в живой и неживой природе. Такой подход близок к философскому пониманию информации и нашел свое развитие в физике, системологии. Функциональный подход предполагает, что информация и информационные процессы возникают лишь на определенной стадии развития форм движения материи, тем самым этот подход отрицает существование информации в неживой природе. Согласно данному подходу, информация через информационные процессы реализует функцию управления (самоуправления) в биологических, социальных и социотехнических (человеко-машинных) системах. Информация рассматривается как основное отличие живого от неживого. Такой подход к информации характерен для биологии, кибернетики. Антропоцентристский подход ограничивает сферу применимости понятия "информация" социальными и социотехническими системами. Информация определяется как содержание (смысл) сигнала или сообщения полученного системой из внешнего мира. Информация как содержание воспринятого сигнала изучается в лингвистике, психологии, социологии. Информацию, понимаемую таким образом, часто называют семантической информацией.
3. Информатика является комплексным научным направлением, имеющим междисциплинарный характер.
Попытки сформировать понятие, обобщающее понятия "информация", используемые в различных научных дисциплинах, наталкиваются на препятствие, состоящее в том, что в каждой из этих дисциплин они включены в различные системы понятий. Понятия этих систем при таком обобщении должны быть согласованы, непротиворечивы, а это осложняется использованием в разных системах понятий одних и тех же терминов в различных смыслах. К числу таких терминов могут быть отнесены "данные", "знания". Поскольку в каждом конкретном случае рассматривается не весь комплекс дисциплин, соотнесенных с информатикой, и, более того, не весь круг вопросов, входящих в рассматриваемые дисциплины, то в определении фиксируются лишь некоторые, наиболее важные в данном контексте аспекты информации. Вследствие этого определения "информации", а также других тесно связанных с ним понятий, таких как "данные", "знания", приводимые в разных монографиях, учебниках и учебных пособиях, не соответствуют, а иногда и противоречат друг другу.
4. С логической точки зрения любая теория должна содержать базовые неопределяемые понятия, содержание которых может лишь быть пояснено (интерпретировано) на примерах или выявлено в форме отношений с содержанием других понятий путем их сопоставления.
Наиболее последовательно эта точка зрения проявляется при построении аксиоматических теорий, нашедших широкое распространение лишь в математике. В таких теориях вводятся базовые понятия, а основные соотношения между ними, поясняющие их содержание, формулируются в виде аксиом (постулатов). Например, в геометрии вводятся базовые понятия "точка", "прямая", "плоскость" и др., которые не выражаются через более простые понятия, а их свойства задаются набором аксиом. Ряд авторов предлагает считать понятие "информация" базовым, неопределяемым понятием информатики, содержание которого раскрывается путем указания ее свойств и соотношения с другими базовыми понятиями информатики, например, сообщением.
Мы будем рассматривать понятие "информация" как базовое, основное содержание которого поясняется определением, приведенным в Федеральном законе "Об информации, информатизации и защите информации": информация - сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления. Это определение раскрывается ниже рассмотрением свойств информации и ее соотношения с другими базовыми понятиями.
Учитывая, что информатика изучает общие свойства информации с целью рациональной организации информационных процессов с использованием средств вычислительной техники и связи в различных сферах человеческой деятельности, будем считать, что понятие информации связывает объект, являющийся первоисточником информации, и субъекта, заинтересованного в информации об этом объекте для достижения определенных целей осуществляемой им деятельности. Для уточнения содержания понятия "информация" выделим некоторую общую схему, лежащую в основе различных вариантов его определения.
Все физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изменения, сопровождающегося обменом энергии и переходом ее из одной формы в другую. Все виды энергетического обмена сопровождаются появлением сигналов, несущих в себе сведения о некотором реальном объекте, явлении или процессе, который назовем информационным объектом. Сигналы могут воздействовать на другие физические объекты, вызывая определенные изменения их свойств. Эти измененные свойства объекта также содержат в себе сведения об отражаемом информационном объекте и представляют тем самым результат его отражения. Такие изменения можно наблюдать, а при необходимости измерять разными способами. При этом образуются новые сигналы, воздействующие уже на какой-то другой объект. После окончания воздействия сигнала на объект его измененные свойства могут либо зафиксироваться и сохраняться неизменными достаточно длительное время, либо вернуться к исходному или какому-то другому состоянию, то есть не фиксироваться. Явление зафиксированного изменения свойств физического объекта (объекта-регистратора) под воздействием сигнала, несущего сведения об информационном объекте, называется регистрацией сигнала. Зарегистрированные сигналы называются данными (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Регистрация сигнала
Организацию наблюдения, измерения, фиксации сигналов осуществляет человек, непосредственно или с помощью созданных им технических устройств. Очевидно, что делает он это с определенной целью: использовать зарегистрированные сведения об информационном объекте для решения стоящих перед ним или кем-то другим задач. Для того чтобы человек мог использовать данные в любое удобное для него время и там, где это необходимо, он должен уметь осуществлять их распространение. Процессы регистрации и распространения данных позволяют разделить получение и использование сведений об информациионном объекте во времени, в пространстве, а также по исполнителям (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Регистрация сигналов, распространение и использование данных
Распространение данных во времени осуществляется путем их хранения на специальных материальных объектах-регистраторах - носителях данных. Размещение данных на носителе с целью их хранения называется записью данных на носитель. Самым распространенным носителем данных в настоящее время является, по-видимому, бумага. Данные на бумаге регистрируются путем изменения оптических характеристик ее поверхности, воспринимаемого глазом человека или считывающего опто-электронного устройства, входящего в состав сканера или факса. Данные, предназначенные для использования в компьютерах, могут храниться на специальных носителях, использующих для регистрации изменение магнитных (дискеты, винчестеры) или оптических (CD-ROM) свойств своей поверхности. Распространение данных в пространстве основано на их передаче в виде сигналов (сообщений) по каналу связи.
Форма, в которой представлены данные, должна быть удобна для их передачи, хранения и использования. Сигналы, с помощью которых передаются сведения о некотором реальном объекте, явлении или процессе, представляют собой изменяющиеся во времени физические характеристики. Различают механические, электрические, оптические (световые), звуковые и другие сигналы. На логическом уровне сигналы и данные разделяют на непрерывные (аналоговые) и дискретные. Аналоговые сигналы представляет собой непрерывно изменяющиеся физические величины, они могут быть описаны с помощью непрерывных функций непрерывного аргумента. Человек в своей естественной жизни в основном воспринимает непрерывные сигналы (звук, свет). Речь человека - непрерывный звуковой сигнал, поэтому на незнакомом языке она воспринимается слитно. Аналоговые сигналы более удобны для передачи; они широко используются не только в природе, но и в технике: телефонной связи, телевидении, радиовещании.
Сигнал называется дискретным, если представляющая его физическая величина может принимать лишь конечное число значений. Поскольку каждому возможному значению дискретного сигнала можно сопоставить некоторое число, то такие сигналы часто называют цифровыми. Цифровые сигналы проще хранить и легче обрабатывать. Большинство технических устройств работает либо с аналоговыми, либо с дискретными сигналами. Поэтому часто возникает необходимость их преобразования из одного вида в другой. В последнее время все более широкое распространение находят бытовые и профессиональные устройства (музыкальная аппаратура, фотоаппараты, видеокамеры, телевизоры и др.), в которых звук и изображение хранятся в цифровой форме, допускающей их обработку и воспроизведение. Поскольку звук и речь являются аналоговыми сигналами, возникает необходимость их преобразования в дискретный цифровой вид. Процесс такого преобразования называется дискретизацией. С другой стороны, для обеспечения передачи по телефонной линии цифровых данных из ЭВМ, нужно их преобразовать в аналоговые сигналы, которые могут быть переданы по этой линии связи. Процесс такого преобразования называется модуляцией. Процесс восстановления цифровых данных из модулированного сигнала называется демодуляцией.
Информационные объекты не обязательно являются физическими. Они могут относиться и к социальной сфере. В этом случае введенные понятия сигнала, объекта-регистратора, регистрации и данных сохраняются. Специфику составляют лишь виды сигналов и способы их регистрации. Сигналы, которыми обмениваются люди, называются сообщениями; чаще всего они представлены в языковой форме. Наш повседневный язык - знаковая система. Основной формой представления данных при их регистрации (записи) людьми также являются знаки. В лингвистике выделяют следующие свойства знаков (рис. 1.3). У каждого знака имеются обозначающее, которое доступно восприятию с помощью органов чувств, и обозначаемое, являющееся частью мира мыслей. Условная связь между обозначающим и обозначаемым обеспечивает возможность интерпретации данных, выраженных с помощью языка. Любой знак должен рассматриваться не изолированно, а в соотнесенности с другими знаками.
Рис. 1.3. Знак в лингвистике
Слово также представляет собой знак, то есть единство обозначающего и обозначаемого. Обозначающим является звучание слова, последовательность звуков или представляющих их при записи букв слова. Значение слова - обозначаемое им понятие или образ, то есть форма мысли. Звучание слова и его значение связаны друг с другом условно. Знаками могут быть не только слова, но и предложения и целые тексты, а также тембр, интонация голоса.
Не все знаки устной речи возможно передать в письменной. Изобретение письменности вызвало одну из информационных революций, существенно изменивших направление и ускоривших темпы развития цивилизации (#M12293 0 976040453 77 84 3712783747 2505570100 3712783747 4153149157 4258667455 4см. п. 1.8#S). Наиболее развитой является алфавитная система письменности. В этой системе каждое слово в соответствии с правилами грамматики представляется упорядоченным набором элементарных знаков - символов алфавита (букв). Из слов по правилам синтаксиса образуются предложения. Для построения предложений используются и специальные символы - знаки препинания. Наряду с естественными языками используются и формальные (системы счисления, языки программирования и др.). Формальные языки характеризуются жестко зафиксированным алфавитом, строгими правилами грамматики и синтаксиса. Некоторые символы этих языков могут применяться и в естественном языке, расширяя набор его символов, например, это знаки арифметических операций: "+", "-", "=".
Естественный язык с его алфавитом является универсальной знаковой системой по отношению ко всем остальным знаковым системам. Любой знак любой системы может быть выражен средствами естественного языка. С другой стороны часто возникает необходимость записать данные на некотором искусственном формальном языке, например, с помощью азбуки Морзе. Процесс представления данных в виде соответствующей им последовательности символов некоторого языка в соответствии с правилами грамматики и синтаксиса этого языка называется кодированием. Полученная в результате форма представления данных называется кодом. Отметим, что зачастую и аналоговые сигналы регистрируются человеком в виде кода, как правило, цифрового.
При осуществлении каким-либо лицом своей деятельности у него возникает информационная потребность - потребность в информации, необходимой для эффективного выполнения определенной работы. Использование этой информации осуществляется человеком как информационным субъектом непосредственно или с помощью средств вычислительной техники.
Наиболее часто применяемые в информатике отличительные признаки информации связаны с различными аспектами (группами свойств) использования данных информационным субъектом, среди которых можно выделить три основных.
Первый из них связан с фактическим или предполагаемым использованием информации. С этой точки зрения информация - это данные, используемые информационным субъектом или полезные ему для решения стоящей перед ним задачи, достижения поставленной цели. Данные, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся, иногда называются потенциальной информацией; данные превращаются в информацию при появлении возможности их использовать.
Вторая группа свойств относится к информационному субъекту. Информация - это содержание, присваиваемое информационным субъектом данным, результат интерпретации им данных. Правило интерпретации устанавливает в определенном контексте соответствие между данными и получаемой из них субъектом информацией. Одну и ту же информацию можно получить из различных данных. Одни и те же данные могут быть по-разному интерпретированы (поняты) различными субъектами. Некоторые данные, например, текст на незнакомом иностранном языке, субъект не может интерпретировать, так как не обладает соответствующим правилом интерпретации. Исключение возможности (существенное затруднение) извлечения информации из данных посторонними лицами путем усложнения правила интерпретации для лиц, не владеющих специальным "ключом", лежит в основе идеи шифрования. Со второй группой свойств можно связать определение информации как снятой неопределенности знаний информационного субъекта, то есть не любого содержания данных, а лишь представляющего для него новизну.
Свойства третьей группы уточняют предыдущее определение информации, фиксируя необходимость процессов, предшествующих использованию данных. Информация - это сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования, полученные в результате взаимодействия данных и методов их обработки, адекватных решаемой задаче.
Различные свойства, отличающие информацию от данных, показаны на рис. 1.4.
Рис. 1.4. Информация и данные
Кратко, но неполно, связь между информацией и данными можно охарактеризовать следующим образом.
Информация - это полезное содержание данных.
Данные - это удобная форма представления информации.
Более развернутая характеристика этой связи может быть дана путем выделения трех аспектов информации: прагматического, семантического и синтаксического (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Аспекты информации
Прагматический аспект отражает соответствие информации цели, для достижения которой ее предполагает использовать информационный субъект. Определение информации как полезного содержания данных отражает в первую очередь именно прагматический аспект. С этой точки зрения анализируются потребительские свойства информации. Однако, если ограничиться лишь этим аспектом, то будет утеряна связь между информацией и данными, а также сужены возможности эффективного использования данных.
Семантический аспект определяет степень соответствия информационного объекта и его образа, содержащегося в информации (данных), то есть характеризует смысловое содержание информации. В семантическом аспекте в информации выделяются различные информац