WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 12 |

Информация относится к основным понятиям кибернетики. До настоящего времени нет единого общепризнанного качественного (содержательного) определения этого понятия. Это объясняется тем, что информация, как и все в природе, обладает множеством разнообразных свойств. Каждая из областей знания изучает информацию на основе относительного подхода к ней как систему, выделяя в ней самое главное и существенное с позиции данной науки и решаемых ею задач.

Информацию понимают как отражение в сознании людей предметов и явлений материального мира. Отражение может переходить в информацию. Информация же производна от отражения и без отражения существовать не может. Она по своей природе объективна.

Информацию в настоящее время исследуют в трех основных направлениях, называемых синтактика, семантика и прагматика. Каждое из направлений раскрывает отдельные стороны и свойства информации.

Основными характеристиками информации являются количество, качество и потоки информации.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Синтактика на наиболее абстрактном уровне изучает формальные свойства сообщений, не учитывая их значения, содержание и ценности для потребителя. На синтактическом подходе основана статистическая теория информации, которая позволяет дать количественную оценку информации, Формулы для определения количества информации могут быть получены из определения информационной емкости системы.

Информационная емкость - это предельное число сообщений, которое может хранить или передать система. Информационную емкость как и количество информации, принято измерять логарифмической мерой. Она обладает рядом преимуществ, облегчающих математические расчеты. Информационная емкость системы Hc = log2 N, (5.1) где N - максимально возможное число сообщений в множестве.

Если для передачи сообщения используется алфавит из т символов, а разрядность (число позиций) в сообщении равно п, то максимально возможное число сообщений N составит (5.2) N = mn где т - общее число символов алфавита, на котором передается сообщение (число возможных исходов события): п - разрядность, число позиций в сообщении. Тогда информационная емкость системы (формула Хартли) Hc = log2 N = log2 mn = nlog2 m Каждый из символов алфавита от может появляться в любой позиции сообщения п с разной вероятностью.

При равной вероятности появления каждого из символов принятого алфавита от в любой из позиций п данного сообщения информационная емкость Нс совпадает с количеством информации I в сообщении, т.е.

имеет место равенство 1 = Нс.

Рассмотрим пример. Пусть необходимо определить информационную емкость одного листа документа, в котором может быть заполнено 30 строк по 50 символов в строке. Используемый для передачи информации алфавит включает 32 символа русского алфавита, 26 - латинского, 12 знаков препинания, 10 цифр и 5 арифметических знаков.

Решение. Разрядность документа п = 30- 50 = 1500 символов.

Общее число символов алфавита m = 85. Информационная емкость документа по формуле 5.3 составит PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Hc = n log2 m = 30 -50log2 85 = 1500 - 6,5 = 9750 бит.

.

Следовательно, при равновероятном появлении любого из символов принятого алфавита в любой из 1500 позиций документа количество информации, содержащейся в нем, составит 9750 бит.

На практике вероятность появления разных символов алфавита в сообщениях, в частности в управленческой документации, неодинакова.

Буквы, цифры и служебные знаки используются с разной частотой. При неравновероятном появлении символов алфавита количество информации в сообщении определяется по формуле m I = -n pi log2 pi (5.4) i=где pi - вероятность появления i-то символа данного алфавита в сообщении (1іpiі0).

Нетрудно убедиться в связи формул (5.3) и (5.4). При равновероятном появлении символов алфавита в сообщении, т.е. при p1 = p=... pi... = pm =, формула (5.4) переходит в формулу (5.3). Минус m в формуле (5.4) не означает, что информация выражается отрицательной величиной. Вероятность pi находится в пределах 1і pi і0 Логарифм такого числа (дроби) всегда величина отрицательная. Поэтому величина результата, количество информации I будет положительной. Формула (5.4) позволяет определить количество информации в сообщении при неравновероятном появлении символов алфавита m в любой из позиций сообщения. Если учесть, что разрядность сообщения составит п позиций, то для определения количества информации в одной из п позиций, можно получить m Н = = pi log2 pi.

(5.5) n i=Эта формула используется для определения количества информации, которое содержится в сообщении о результатах того или иного единичного события. Формула была предложена основоположником теории информации К.Шенноном.

В основе изложенного способа-измерения количества информации лежат понятия вероятности и неопределенности исхода события.

Событием называют фиксируемую наблюдателем количественную или PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com качественную определенность состояний системы. Преобразования, происходящие в систем»., смена состояний системы - это события, в которых необходимо получить информацию для управления тем или иным процессом.

В процессе управления производством постоянно возникает неопределенность в состоянии дел в управляемом объекте - предприятии, цехе, участке. Необходимо постоянно знать, как выполняется производственная программа, как обстоят дела с обеспечением предприятия сырьем и материалами, как реализуется готовая продукция и т.п. Чтобы знать, как поступить в данной конкретной хозяйственной ситуации, какое принять решение, чтобы устранить неопределенность, необходима информация. Информация это все то, что устраняет неопределенность.

Некоторое событие, имеющее конечное число возможных исходов, характеризуется неопределенностью. Если есть несколько вариантов исхода события, то неизвестно, какой из них реализуется. Неопределенность зависит от числа возможных исходов m и вероятности каждого из них pi (формула (5.5)), Мерой неопределенности является энтропия. Чем выше неопределенность в системе, тем больше ее энтропия. И, наоборот, чем достовернее знания о поведении системы, чем она упорядоченнее, тем меньше ее энтропия. Энтропия характеризует уровень организованности системы. Чем неорганизованнее система, тем больше ее энтропия.

Если система стремится к беспорядку, то ее энтропия возрастает.

Нарастанию беспорядка противостоят процессы управления, направленные на устранение или уменьшение неопределенности поведения системы, на уменьшение ее энтропии.

Мера количества информации трактуется как мера, устранения или уменьшения неопределенности при свершении какого-либо события. Чем неопределеннее исход того или иного события, тем больше количества информации несет сообщение о его результатах. Энтропия является мерой неопределенности исхода события, информация снимает эту неопределенность.

Проиллюстрируем эти положения некоторыми примерами. При двух равновероятных исходах события, т.е. при т = 2; p1= р2 = 0,5; p1+p= 1, количество информации в сообщении равно I = - pi log2 pi = -(0,5log2 0,5 + 0,5log2 0,5) =1 бит Количество информации, содержащееся в сообщении о событии с PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com двумя равновероятными исходами, принимается за единицу количества информации, которая носит название бит или двоичная единица (binari digit). При трех возможных исходных событиях количество информации зависит от их вероятности. Так, если по данным статистического учета известно, что вероятность выпуска продукции первого сорта составит p1=0,24, второго сорта р2=0,6, третьего сорта р3=0,16, то количество информации о фактическом выпуске продукции по сортам составит I = -(0,24log2 0,24 + 0,60log2 0,60 + 0,16log2 0,16) = 0,97 бит,, если бы вероятности каждого из трех исходов были равны между собой, т.е. p1=р2=р3=0,33, то неопределенность в выпуске продукции по сортам достигла бы своего предела, а количество информации в сообщении о результатах выпуска по сортам было бы максимальным и равнялось 1,бит. При увеличении числа т равновероятных исходов количество информации в сообщении о результатах исхода события будет возрастать.

Нетрудно убедиться, что чем больше вероятность определенного исхода события, тем меньше количество информации несет сообщение о его результатах. При одновероятном исходе события, если исход конкретного события заранее предрешен и однозначен, т.е. если его вероятность pi=l, то сообщение о результатах данного события никакой информации не несет. При pi=l I = - log21 = 0 (5.6) Последний пример подтверждает положение о том, что информация есть сообщение, устраняющее или уменьшающее неопределенность, т.е. такое сообщение, которое несет в себе что-либо новое, ранее неизвестное о том или ином событии или факте. Чем менее вероятно событие, чем оно неожиданнее, тем больше информации о нем содержится в сообщении.

Если сообщение не полностью снимает первоначальную неопределенность, то количество информации в данном сообщении будет равно разности энтропий после и до получения сообщения. Уменьшение энтропии означает, что получена полезная информация. Если неопределенность исхода события до его свершения измеряется величиной log2 p1, а после него log2 p2, то количество информации в сообщении равно, или I = H2 - HPDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com pI = log2 p2 - log2 p1 = log(5.7) pДля выражения степени информированности принимающего сообщения используется зависимость Hc - HI1 = (5.8) Hc pi = где Hc - максимальная энтропия при m При получении каждого нового сообщения неопределенность уменьшается, одновременно сокращается энтропия и увеличивается информированность получателя (управляющего лица) вплоть до последнего сообщения, полностью устраняющего неопределенность в поведении системы.

Изложенный метод определения количества информации основан на статистической вероятности, наиболее абстрактном уровне изучения информации. Статистический подход связан с фактом неожиданности сообщений, с изучением их формальных свойств. При этом подходе нет ответа на вопрос о том, нужна, полезна ли получаемая информация для каких-либо целей, в какой степени она может быть использована.

Другой подход связан с изучением семантических свойств информации. Предметом семантики являются смысловое содержание информации и ее новизна для конкретного потребителя. Это более конкретный уровень исследования информации по сравнению с синтактикой. На практике информацией считают не просто новые, но и понятные и полезные сообщения, сообщение является формой передачи знания. Чтобы воспринять и усвоить сообщение, его получатель сам должен обладать определенным запасом знаний. Обычно этот запас представляют в виде тезауруса. Под тезаурусом понимают запас сведений, знаний, которыми обладает некоторая система.

Концепция оценки семантических свойств информации связана с изменением, приращением тезауруса потребителя информации. Здесь акцент делается на новизну сообщений. Если какое-либо сообщение уже известно потребителю, содержится в его памяти, т.е. не связано с приращением его знаний, его тезауруса, то такое сообщение не содержит смысPDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com лового содержания для данного потребителя. Смысловое содержание несет только та информация, которая приводит к приращению тезауруса потребителя, т.е. дает ему новые знания об исследуемом предмете.

Наиболее конкретно исследует информацию прагматика. Изучение прагматических свойств информации связано с определением ценности, полезности данных для конкретного потребителя информации и для решения конкретной задачи управления. Все сообщения, если их рассматривать прежде всего с позиции ценности для решения поставленной задачи, делятся на информацию и данные. Получая те или иные сведения, работники управления отбирают из них те, которые необходимы для решения поставленной задачи. Информацией в этом случае называют лишь ту часть данных, которые необходимы для решения конкретной задачи конкретным исследователем. Все остальные данные, не имеющие ценности для решаемой задачи, рассматривают как прагматический шум. Основа прагматики - извлечение из множества сведений полезной и ценной информации для решения конкретной задачи. Полученные сведения могут не содержать информации для решения определенной задачи. С этой точки зрения они не представляют ценности для данной задачи. Те же сведения могут содержать информацию для другой задачи управления.

Исходя из трех основных направлений исследования информации синтактики, семантики и прагматики, - все получаемые в процессе управления сведения, данные пропускают, образно говоря, через трехслойный фильтр: физический канал связи - орган управления, способность которого перерабатывать информацию ограничена пропускной способностью его как канала связи; семантический фильтр -тезаурус, в котором достигается понимание данных и оценивается их новизна, и прагматический фильтр для оценки полезности и ценности данных. Прагматический подход, таким образом, основан на изучении широкого круга свойств информации, что делают его наиболее значимым для практики управления.

Таким образом, под информацией понимают всякие сообщения, сведения, данные, обладающие новизной и имеющие ценность для решения конкретной задачи. В этом смысле информация относительна: лишь те данные содержат информацию, которые уменьшают неопределенность исхода интересующего нас события или, иначе говоря, лишь вновь получаемые сведения. Новизна сведений, как и их ценность, определяется потребителем.

Потребительские свойства данных, пригодность их для решения задач управления характеризуются показателями качества, такими как доступность восприятия, содержательность, достоверность, PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com актуальность, своевременность.

Мерой доступности восприятия считают время, затрачиваемое на восприятие сообщения, или скорость восприятия, которая измеряется количеством единиц информации, воспринимаемых потребителем в единицу времени. Как показывают исследования, скорость восприятия сообщений зависит от их информативности, неожиданности и содержательности. Неожиданные сообщения воспринимаются труднее, с меньшей скоростью, на их восприятие требуется больше времени.

Средняя скорость восприятия информации человеком оценивается в 25 бит/с. Однако она меняется под воздействием ряда факторов. В первую очередь она зависит от интенсивности потока информации. Если интенсивность потока информации превышает пропускную способность воспринимающего субъекта, то скорость восприятия падает. Падает она также в случае малого содержания информации в поступающих данных.

Отсюда следует, что имеется некоторый интервал значений интенсивности потока информации, в котором скорость восприятия достигнет максимума.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 12 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.