Информация: ее виды и свойства. Меры информации
Информация имеет следующие свойства:
· атрибутивные - это те свойства, без которых информация не существует;
· прагматические - свойства, которые характеризуют степень полезности информации для пользователя, потребителя и практики;
· динамические - свойства, которые характеризуют изменение информации во времени.
Атрибутивные свойства информации.
· Неотрывность информации от физического носителя и языковая природа информации.
Важнейшими атрибутивными свойствами информации являются свойства неотрывности информации от физического носителя и языковая природа информации. Одно из важнейших направлений информатики как науки является изучение особенностей различных носителей и языков информации, разработка новых, более совершенных и современных. Необходимо отметить, что хотя информация и неотрывна от физического носителя и имеет языковую природу она не связана жестко ни с конкретным языком, ни с конкретным носителем.
· Дискретность.
Содержащиеся в информации сведения, знания - дискретны, т.е. характеризуют отдельные фактические данные, закономерности и свойства изучаемых объектов, которые распространяются в виде различных сообщений, состоящих из линии, составного цвета, буквы, цифры, символа, знака.
· Непрерывность.
Информация имеет свойство сливаться с уже зафиксированной и накопленной ранее, тем самым способствуя поступательному развитию и накоплению. В этом находит свое подтверждение еще одно атрибутивное свойство информации - непрерывность.
Прагматические свойства информации.
· Смысл и новизна.
Прагматические свойства информации проявляются в процессе использования информации. В первую очередь к данной категории свойств отнесем наличие смысла и новизны информации, которое характеризует перемещение информации в социальных коммуникациях и выделяет ту ее часть, которая нова для потребителя.
· Полезность.
Полезной называется информация, уменьшающей неопределенность сведений об объекте. Дезинформация расценивается как отрицательные значения полезной информации. Встречается применение термина полезности информации для описания, какое влияние на внутреннее состояние человека, его настроение, самочувствие, наконец здоровье, оказывает поступающая информация. В этом смысле полезная или положительная информация - это та, которая радостно воспринимается человеком, способствует улучшению его самочувствия, а отрицательная информация угнетающе действует на психику и самочувствие человека, может привести к ухудшению здоровья, инфаркту, например.
· Ценность.
Следующим прагматическим свойством информации является ее ценность. Необходимо обратить внимание, что ценность информации различна для различных потребителей и пользователей.
· Кумулятивность.
Свойство кумулятивности характеризует накопление и хранение информации.
Динамические свойства информации.
· Рост информации.
Прежде всего необходимо отметить свойство роста информации. Движение информации в информационных коммуникациях и постоянное ее распространение и рост определяют свойство многократного распространения или повторяемости. Хотя информация и зависима от конкретного языка и конкретного носителя, она не связана жестко ни с конкретным языком ни с конкретным носителем. Благодаря этому информация может быть получена и использована несколькими потребителями. Это свойство многократной используемости и проявление свойства рассеивания информации по различным источникам.
· Старение информации.
Качество информации - совокупность свойств информации, характеризующих степень ее соответствия потребностям (целям, ценностям) пользователей (средств автоматизации, персонала и др.).
Выделяют внутреннее качество - содержательность (присущее собственно информации и сохраняющееся при ее переносе в другую систему) и внешнее (см. рис. 1.20) - защищенность (присущее информации, находящейся или используемой только в определенной системе).
Рис. 1.20. Составляющие качества информации
Содержательность информации- совокупность сведений о конкретном объекте (системе) или процессе, содержащаяся в сообщениях и воспринимаемая получателем. Содержательность отражает семантическую емкость информации в информационных массивах (массивах данных, массивах программ, сообщениях, фактах). Содержательная информация используется, как правило, для выработки и принятия управляющего воздействия.
Содержательность информации определяется такими свойствами, как значимость и кумулятивность.
Значимость информации- свойство информации сохранять ценность для потребителя с течением времени, т.е. не подвергаться моральному старению.
Составляющими значимости являются полнота (достаточность) и идентичность.
Полнота информации характеризует степень достаточности данных для принятия решения или создания новых данных на основе имеющихся. Неполный набор данных оставляет большую долю неопределенности, т.е. большое число вариантов выбора, а это потребует применения 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. И неполный, и избыточный наборы затрудняют получение информации и принятие адекватного решения.
Идентичность - свойство, заключающееся в соответствии содержательной информации состоянию объекта. Нарушение идентичности связано с техническим (по рассогласованию признаков) старением информации, при котором происходит расхождение реальных признаков объектов и тех же признаков, отображенных в информации.
Кумулятивность информации- свойство содержательной информации, заключенной в массиве небольшого объема, достаточно полно отображать действительность.
Задачу обеспечения кумулятивности информации можно решать без учета и с учетом опыта и квалификации конкретного потребителя информации, применяя соответственно формально-технические и социально-психологические приемы. К числу формально-технических приемов относится, например, агрегирование - получение сводных показателей различного уровня обобщения или выбор отдельных показателей из массивов исходных данных. Эти и другие формальные приемы направлены на построение моделей типа «многое в одном», когда действительность отображается с помощью малого числа символов. Такие модели называются гомоморфными, а соответствующее свойство - гомоморфизмом информации. Это формально-техническая составляющая кумулятивности информации.
Гомоморфизм информации - свойство содержательной информации, связанное с достаточно полным отображением действительности, представленной информационными массивами большого объема, с помощью малого числа информационных единиц (символов) на основе соответствующих моделей агрегирования.
Информационное обеспечение конкретного потребителя может осуществляться с учетом его опыта, квалификации и других свойств, а также с учетом решаемых им задач. Информация, специально отобранная для конкретного потребителя, обладает определенным свойством - избирательностью. Это социально-психологическая составляющая свойства кумулятивности.
Избирательность информации - свойство содержательной информации, заключающееся в достаточно полном отображении действительности, представленной информационными массивами большого объема, с помощью малого числа информационных единиц (символов) на основе учета квалификации, опыта и других качеств конкретного потребителя.
Защищенностьотражает внешнее качество информации, определяемое совокупностью свойств информации, обеспечиваемых системой контроля и защиты информации в конкретной информационной системе. Основными из них являются свойства, заключающиеся в способности не допускать случайного или целенаправленного искажения или разрушения, раскрытия или модификации информационных массивов, соответственно достоверность, конфиденциальность и сохранность информации. При переносе информации в другую систему (среду) эти свойства исчезают.
Достоверность информации - это свойство, характеризующее степень соответствия информации реальному объекту с необходимой точностью. При работе с неполным набором данных достоверность информации может характеризоваться вероятностью, например, можно сказать, что при бросании монеты с вероятностью 50 % выпадет герб.
Требуемый уровень достоверности информации достигается путем внедрения методов контроля и защиты информации на все) стадиях ее переработки, повышением надежности комплекса технических и программных средств информационной системы, а так же административно-организационными мерами (моральным и материальным стимулированием, направленным на снижение числа ошибок, улучшением условий труда персонала и др.).
Понятие «информация», как уже было сказано ранее, используется многими научными дисциплинами, имеет большое количество разнообразных свойств, но каждая дисциплина обращает внимание на те свойства информации, которые ей наиболее важны. В рамках нашей дисциплины рассмотрим еще несколько свойств информации: дуализм, адекватность, доступность и актуальность.
Дуализм информации характеризует ее двойственность. С одной стороны, информация объективна в силу объективности данных, с другой - субъективна, в силу субъективности применяемых методов. Иными словами, методы могут вносить в большей или меньшей степени субъективный фактор и таким образом влиять на информацию в целом. Например, два человека читают одну и ту же книгу и получают подчас весьма разную информацию, хотя прочитанный текст; т.е. данные, были одинаковы. Более объективная информация применяет методы с меньшим субъективным элементом.
Адекватность информации выражает степень соответствия создаваемого с помощью информации образа реальному объекту, процессу, явлению. Полная адекватность достигается редко, так как обычно приходится работать с не самым полным набором данных, т.е. присутствует неопределенность, затрудняющая принятие адекватного решения. Получение адекватной информации также затрудняется при недоступности адекватных методов.
Доступность информации - это возможность получения информации при необходимости. Доступность складывается из двух составляющих: из доступности данных и доступности методов. Отсутствие хотя бы одного дает неадекватную информацию.
Актуальность информации. Информация существует во времени, так как существуют во времени все информационные процессы. Информация, актуальная сегодня, может стать совершенно ненужной по истечении некоторого времени. Например, прогноз погоды на текущую неделю, будет неактуален для многих людей на следующей неделе.
Виды информации. По виду представления информация подразделяется на одномерную и многомерную.
Одномерная информация - сообщение, в котором передаваемая информация имеет вид последовательности символов, каждый из которых несет только один признак:
· электрические импульсы - компьютеры, живые существа;
· звуковые символы - речь;
· знаки алфавита - тексты.
Многомерная информация - сообщение, в котором информацию несут не один, а множество признаков символов:
· текст - значение, цвет и шрифт написания знаков алфавита;
· голос - амплитуда, тембр, значение звука.
Переработка и передача многомерной информации часто требуют преобразования многомерной информации в одномерную путем кодирования.
По способу передачи и восприятия:
· зрительная;
· слуховая;
· тактильная;
· вкусовая;
· машинно-ориентированная.
Каждый вид воспринимается только определенным устройством. Для того, чтобы информация могла быть воспринята, например, компьютером, она должна быть формализована.
По формам отображения информация бывает:
· символьная;
· текстовая;
· графическая.
Для машинно-ориентированной информации характерны следующие формы представления:
· двоичная;
· текстовая;
· графическая;
· электронные таблицы;
· базы данных.
По содержанию информация подразделяется по виду обслуживаемой человеческой деятельности:
· научная;
· производственная;
· управленческая;
· правовая и т.п.
Меры информации. Для измерения информации на синтаксическом уровне вводятся два параметра [86]: количество информации - I (энропийный подход) и объем данных (информации) - Vд (объемный подход).
Эти параметры имеют разные выражения и интерпретацию в зависимости от рассматриваемой формы адекватности. Каждой форме адекватности соответствует своя мера количества информации и объема данных (рис. 1.21).
Синтаксическая мера информации. Объем данных Vд в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения данных: в двоичной системе счисления единица измерения - бит или байт (1 байт =
8 бит). Например, сообщение в двоичной системе в виде восьмиразрядного двоичного кода 10010001 имеет объем данных Vд=8 бит.[1]
Количество информации на синтаксическом уровне связано с понятием неопределенности состояния системы (энтропии системы). Энтропия[2] системы H(a), имеющая N возможных состояний, согласно формуле Шеннона, равна:
,
где Рi - вероятность того, что система находится в i-м состоянии.
Рис. 1.21. Меры информации
Семантическая мера информация. Для измерения смыслового содержания информации, т.е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используется понятие тезаурус пользователя.
Тезаурус - это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.
В зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации S и тезаурусом пользователя Sp изменяется количество семантической информации Ic, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус. Характер такой зависимости показан на рис. 1.22.
Рис. 1.22. Зависимость количества семантической информации,
воспринимаемой потребителем, от его тезауруса Ic=f(Sp)
Рассмотрим два предельных случая, когда количество семантической информации Ic равно 0:
- при Sp = 0 пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию;
- при Sp = ¥ пользователь все знает и поступающая информация ему не нужна.
Максимальное количество семантической информации Ic потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом Sp (Sp = Sp opt), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения.
Прагматическая мера информации. Эта мера определяет полезность информации (ценность) для достижения пользователем поставленной цели.