|
Что такое информация
СОДЕРЖАНИЕ
НЕ ВЕЩЕСТВО И НЕ ЭНЕРГИЯ... 3
СХЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ 7
ЦЕННОСТЬ ИНФОРМАЦИИ 8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 9
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 11
Информация - сведения об окружающем нас
мире, о протекающих в нем процессах,
которые воспринимают живые организмы,
управляющие машины и другие
информационные системы.
НЕ ВЕЩЕСТВО И НЕ ЭНЕРГИЯ...
Слово «информация» латинское. За долгую жизнь его
значение претерпевало эволюции, то расширяя, то
предельно сужая свои границы. Вначале под словом
«информация» подразумевали: «представление»,
«понятие», затем-«сведения», «передача сообщений».
В последние годы ученые решили, что обычное
(всеми принятое) значение слова «информация» слишком
эластично, расплывчато, и дали ему такое значение:
«мера определенности в сообщении».
Теорию информации вызвали к жизни потребности
практики. Ее возникновение связывают с работой Клода
Шеннона «Математическая теория связи», изданной в
1946г. Основы теории информации опираются на
результаты, полученные многими учеными. Ко второй
половине XX века земной шар гудел от передающейся
информации, бегущей по телефонным и телеграфным
кабелям и радиоканалам. Позже появились электронные
вычислительные машины - переработчики информации. А
для того времени основной задачей теории информации
являлось, прежде всего, повышение эффективности
функционирования систем связи. Сложность при
проектировании и эксплуатации средств, систем и
каналов связи в том, что конструктору и инженеру
недостаточно решить задачу с физических и
энергетических позиций. С этих точек зрения система
может быть самой совершенной и экономичной. Но важно
еще при создании передающих систем обратить внимание
на то, какое количество информации пройдет через эту
передающую систему. Ведь информацию можно измерить
количественно, подсчитать. И поступают при подобных
вычислениях самым обычным путем: абстрагируются от
смысла сообщения, как отрешаются от конкретности в
привычных всем нам арифметических действиях (как от
сложения двух яблок и трех яблок переходят к сложению
чисел вообще: 2+3).
Ученые заявили, что они «полностью игнорировали
человеческую оценку информации». Последовательному
ряду из 100 букв, например, они приписывают
определенное значение информации, не обращая
внимания, имеет ли эта информация смысл и имеет ли, в
свою очередь, смысл практическое применение.
Количественный подход - наиболее разработанная ветвь
теории информации. В соответствии с этим определением
совокупность 100 букв - фраза из 100 букв из газеты,
пьесы Шекспира или теоремы Эйнштейна - имеет в
точности одинаковое количество информации.
Такое определение количества информации является
в высшей степени полезным и практичным. Оно в точно-
сти соответствует задаче инженера связи, который дол-
жен передать всю информацию, содержащуюся в поданной
телеграмме, вне зависимости от ценности этой информа-
ции для адресата. Канал связи бездушен. Передающей
системе важно одно: передать нужное количество инфор-
мации за определенное время. Как же вычислить количе-
ство информации в конкретном сообщении?
Оценка количества информации основывается на за-
конах теории вероятностей, точнее, определяется через
вероятности событий. Это и понятно. Сообщение имеет
ценность, несет информацию только тогда, когда мы
узнаем из него об исходе события, имеющего случайный
характер, когда оно в какой-то мере неожиданно. Ведь
сообщение об уже известном никакой информации не со-
держит. Т.е. если вам, допустим, кто-то позвонит по
телефону и скажет: «Днем бывает светло, а ночью тем-
но», то такое сообщение вас удивит лишь нелепостью
высказывания очевидного и всем известного, а не ново-
стью, которую оно содержит.
Иное дело, например, результат забега на скачках.
Кто придет первым? Исход здесь трудно предсказать.
Чем больше интересующее нас событие имеет случай-
ных исходов, тем ценнее сообщение о его результате,
тем больше информации.
Сообщение о событии, у которого только два одина-
ково возможных исхода, содержит одну единицу информа-
ции, называемую битом. Выбор единицы информации не
случаен. Он связан с наиболее распространенным двоич-
ным способом ее кодирования при передаче и обработке.
Попытаемся хотя бы в самом упрощенном виде пред-
ставить себе тот общий принцип количественной оценки
информации, который является краеугольным камнем всей
теории информации.
Мы уже знаем, что количество информации зависит
от вероятностей тех или иных исходов события. Если
событие, как говорят ученые, имеет два равновероятных
исхода, это означает, что вероятность каждого исхода
равна 1/2. Такова вероятность выпадения «орла» или
«решки» при бросании монеты. Если событие имеет три
равновероятных исхода, то вероятность каждого равна
1/3. Заметьте, сумма вероятностей всех исходов всегда
равна единице: ведь какой-нибудь из всех возможных
исходов обязательно наступит.
Событие, как вы сами понимаете, может иметь и не-
равновероятные исходы. Так, при футбольном матче меж-
ду сильной и слабой командами вероятность победы
сильной команды велика - например, 4/5. Вероятность
ничьей намного меньше, например 3/20. Вероятность же
поражения совсем мала.
Выходит, что количество информации - это мера
уменьшения неопределенности некоторой ситуации. Раз-
личные количества информации передаются по каналам
связи, и количество проходящей через канал информации
не может быть больше его пропускной способности. А ее
определяют по тому, какое количество информации про-
ходит здесь за единицу времени.
Один из героев романа Жюля Верна «Таинственный
остров», журналист Гедеон Спиллет, передавал по теле-
фону главу из Библии, чтобы его конкуренты не могли
воспользоваться телефонной связью. В этом случае ка-
нал был загружен полностью, а количество информации
было равно нулю, ибо абоненту передавались известные
для него сведения. Значит, канал работал вхолостую,
пропустив строго определенное количество импульсов,
ничем их не нагрузив.
А между тем, чем больше информации несет каждый
из определенного числа импульсов, тем полнее исполь-
зуется пропускная способность канала. Поэтому нужно
разумно кодировать информацию, найти экономный, ску-
пой язык для передачи сообщений.
Информацию «просеивают» самым тщательным обра-
зом. В телеграфе часто встречающиеся буквы, сочетания
букв, даже целые фразы изображают более коротким на-
бором нулей и единиц, а те, что встречаются реже,-
более длинным. В случае, когда уменьшают длину кодо-
вого слова для часто встречающихся символов и увели-
чивают для редко встречающихся, говорят об эффектив-
ном кодировании информации.
Но на практике довольно часто случается, что код,
возникший в результате самого тщательного «просеива-
ния», код удобный и экономный, может исказить сооб-
щение из-за помех, которые всегда, к сожалению, бы-
вают в каналах связи: искажения звука в телефоне, ат-
мосферные помехи в радио, искажение или затемнение
изображения в телевидении, ошибки при передаче в те-
леграфе. Эти помехи, или, как их называют специали-
сты, шумы, обрушиваются на информацию. А от этого бы-
вают самые невероятные и, естественно, неприятные не-
ожиданности.
Поэтому для повышения надежности в передаче и
обработке информации приходится вводить лишние сим-
волы - своеобразную защиту от искажений. Они - эти
лишние символы - не несут действительного содержания
в сообщении, они избыточны. С точки зрения теории ин-
формации все то, что делает язык красочным, гибким,
богатым оттенками, многоплановым, многозначным, -
избыточность. Как избыточно с таких позиций письмо
Татьяны к Онегину! Сколько в нем информационных изли-
шеств для краткого и всем понятного сообщения « Я вас
люблю»! И как информационно точны рисованные обозна-
чения, понятные всем и каждому, кто входит сегодня в
метро, где вместо слов и фраз объявлений висят лако-
ничные символьные знаки, указывающие: «Вход», «Вы-
ход».
В этой связи полезно вспомнить анекдот, расска-
занный в свое время знаменитым американским ученым
Бенджаменом Франклином, о шляпочнике, пригласившем
своих друзей для обсуждения проекта вывески.
Предполагалось нарисовать на вывеске шляпу и на-
писать: «Джон Томпсон, шляпочник, делает и продает
шляпы за наличные деньги».
Один из друзей заметил, что слова «за наличные
деньги» являются излишними - такое напоминание будет
оскорбительным для покупателя. Другой нашел также
лишним слово «продает», так как само собой понятно,
что шляпочник продает шляпы, а не раздает их даром.
Третьему показалось, что слова «шляпочник» и «делает
шляпы» представляют собой ненужную тавтологию, и по-
следние слова были выкинуты. Четвертый предложил вы-
кинуть и слово «шляпочник» - нарисованная шляпа ясно
говорит, кто такой Джон Томпсон. Наконец, пятый уве-
рял, что для покупателя совершенно безразлично, бу-
дет ли шляпочник называться Джоном Томпсоном или ина-
че, и предложил обойтись без этого указания.
Таким образом, в конце концов на вывеске не оста-
лось ничего, кроме шляпы.
Конечно, если бы люди пользовались только такого
рода кодами, без избыточности в сообщениях, то все
«информационные формы» - книги, доклады, статьи - бы-
ли бы предельно краткими. Но проиграли бы в доходчи-
вости и красоте.
СХЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Всякое событие, всякое явление служит источником
информации.
Всякое событие, всякое явление может быть выраже-
но по-разному, разным способом, разным алфавитом.
Чтобы информацию более точно и экономно передать по
каналам связи, ее надо соответственно закодировать.
Информация не может существовать без материально-
го носителя, без передачи энергии. Закодированное со-
общение приобретает вид сигналов-носителей информа-
ции. Они-то и идут по каналу. Выйдя на приемник, сиг-
налы должны обрести вновь общепонятный вид.
С этой целью сигналы пробегают декодирующее уст-
ройство, приобретая форму, удобную для абонента.
Система связи сработала, цель достигнута. Когда гово-
рят о каналах связи, о системах связи, чаще всего для
примера берут телеграф. Но каналы связи - понятие
очень широкое, включающее множество всяких систем,
самых разных.
Чтобы ясен был многоликий характер понятия «канал
связи», достаточно привести несколько примеров.
При телефонной передаче источник сообщения - го-
ворящий. Кодирующее устройство, изменяющее звуки
слов в электрические импульсы, - это микрофон. Канал,
по которому передается информация - телефонный про-
вод. Та часть трубки, которую мы подносим к уху, вы-
полняет роль декодирующего устройства. Здесь электри-
ческие сигналы снова преобразуются в звуки. И нако-
нец, информация поступает в «принимающее устройст-
во»-ухо человека на другом конце провода. А вот ка-
налсвязи совершенно другой природы - живой нерв.
Здесь все сообщения передаются нервным импульсом. Но
в технических каналах связи направление передачи ин-
формации может меняться, а по нервной системе пере-
дача идет в одном направлении.
Еще один пример - вычислительная машина. И здесь
те же характерные черты. Отдельные системы вычисли-
тельной машины передают одна другой информацию с по-
мощью сигналов. Ведь вычислительная машина-
автоматическое устройство для обработки информации,
как станок - устройство для обработки металла. Маши-
на не создает из «ничего» информацию, она преобразует
только то, что в нее введено.
канал
Общая схема передачи информации.
ЦЕННОСТЬ ИНФОРМАЦИИ
Мы уже знаем, что количественный метод - одно из
направлений в теории информации - наиболее распро-
страненный и наиболее разработанный. Существуют и
другие методы. Они, в противоположность количествен-
ному, стараются ухватить смысл информации, ее цен-
ность, ее качество.
Количество информации в двух сообщениях может
быть совершенно одинаковым, а смысл совершенно раз-
ным. Два слова, например «Мир» и «Рим», содержат оди-
наковое количество информации, состоят из одних и тех
же букв, но смысл слов различен.
В повседневной жизни мы, как правило, оцениваем
полученные сведения со смысловой стороны: новые све-
дения воспринимаем не как определенное количество ин-
формации, а как новое содержание. Можно ли вычислить
смысл информации, подсчитать его в сообщении? Да,
это пробует делать семантическая теория информации.
Вот еще один пример и еще одно направление (прагмати-
ческое - деловое) в этой науке.
Пассажиры едут в автобусе. Водитель объявляет
остановку. Кое-кто выходит, остальные не обращают
внимания на слова водителя - переданную им информа-
цию. Почему? Потому что информация здесь имеет разную
ценность для получателей, в роли которых в этом при-
мере выступают пассажиры. Вышел тот, для кого инфор-
мация была ценна. Значит, ценность можно определить
как свойство информации, влияющей на поведение ее
получателя.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В теории информации в наше время разрабатывают
много систем, методов, подходов, идей. Однако ученые
считают, что к современным направлениям в теории ин-
формации добавятся новые, появятся новые идеи. В ка-
честве доказательства правильности своих предположе-
ний они приводят «живой», развивающийся характер нау-
ки, указывают на то, что теория информации удивитель-
но быстро и прочно внедряется в самые различные об-
ласти человеческого знания. Теория информации проник-
ла в физику, химию, биологию, медицину, философию,
лингвистику, педагогику, экономику, логику, техниче-
ские науки, эстетику. По признанию самих специали-
стов, учение об информации, возникшее в силу потреб-
ностей теории связи и кибернетики, перешагнуло их
рамки. И теперь, пожалуй, мы вправе говорить об ин-
формации как научном понятии, дающем в руки исследо-
вателей теоретико - информационный метод, с помощью
которого можно проникнуть во многие науки о живой и
неживой природе, об обществе, что позволит не только
взглянуть на все проблемы с новой стороны, но и уви-
деть еще неувиденное. Вот почему термин «информация»
получил в наше время широкое распространение, став
частью таких понятий, как информационная система, ин-
формационная культура, даже информационная этика.
Многие научные дисциплины используют теорию ин-
формации, чтобы подчеркнуть новое направление в ста-
рых науках. Так возникли, например, информационная
география, информационная экономика, информационное
право.
Но чрезвычайно большое значение приобрел термин
«информация» в связи с развитием новейшей компьютер-
ной техники, автоматизацией умственного труда, разви-
тием новых средств связи и обработки информации и
особенно с возникновением информатики.
Одной из важнейших задач теории информации явля-
ется изучение природы и свойств информации, создание
методов ее обработки, в частности преобразования са-
мой различной современной информации в программы для
ЭВМ, с помощью которых происходит автоматизация умст-
венной работы-своеобразное усиление интеллекта, а
значит, развитие интеллектуальных ресурсов общества.
Список использованной литературы
1. Пекелис В. Кибернетика от А до Я. М.,1990.
2. Дмитриев В. Прикладная теория информации. М.,
1989.
1
3
| |
