Понятие Информации. Этапы жизни информации. Понятие информационных систем и информационных технологий

Лекция 1. Понятие Информации. Этапы жизни  информации. Понятие информационных систем и информационных технологий

Понятие “Информация” достаточно широко используется в обычной жизни  современного человека, поэтому каждый имеет интуитивное представление, что это такое. Но когда наука  начинает применять общеизвестные  понятия, она уточняет их, приспосабливая к своим целям, ограничивает использование  термина строгими рамками его  применения в конкретной научной  области.

Понятие информация является одним из основных в современной  науке и поэтому не может быть строго определено через более простые  понятия. Можно лишь, обращаясь к  различным аспектам этого понятия, пояснять, иллюстрировать его смысл.

Сложность явления информации, его многоплановость, широта сферы  применения и быстрое развитие отражается в постоянном появлении новых  толкований понятий информатики  и информации.

Запишем несколько из множества  существующих определений:

- Информация есть все сведения, являющееся объектом хранения, передачи и преобразования

- Информация - содержание сообщения или сигнала; сведения, рассматриваемые в процессе их передачи или восприятия, позволяющие расширить знания об интересующем объекте

- Информация – это то, что снимает неопределенность

- Информация — это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств.

- ………..

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может  содержать разное количество информации для разных людей — в зависимости  от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и  интереса к нему.

Таким образом, нформация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем.

В случаях, когда говорят  об автоматизированной работе с информацией  посредством каких-либо технических  устройств, обычно в первую очередь  интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение  содержит.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией  понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов  и звуков и т.п.), несущую смысловую  нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём  сообщения.

Информационное сообщение  связано с источником сообщения, получателем сообщения и каналом  связи.

 

Свойства информации

Информация имеет следующие  свойства:

- атрибутивные;

- прагматические;

- динамические.

 

Атрибутивные - это те свойства, без которых информация не существует. Прагматические свойства характеризуют  степень полезности информации для  пользователя, потребителя и практики. Динамические свойства характеризуют  изменение информации во времени.

Атрибутивные  свойства информации

-Неотрывность 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.

 

Прагматические  свойства информации

достоверность;

полнота;

ценность;

своевременность;  понятность;

доступность;

краткость;

и др.

Динамические  свойства информации

 

Динамические свойства информации, как следует из самого названия, характеризуют динамику развития информации во времени. О них мы поговорим подробнее чуть позже, рассматривая этапы жизни информации

Количество информации

Разнообразие необходимо при передаче информации. Если ячейка памяти способна находиться только в одном (исходном) состоянии и не способна изменять свое состояние под внешним воздействием, это значит, что она не способна воспринимать и запоминать информацию. Информационная емкость такой ячейки равна 0. Минимальное разнообразие обеспечивается наличием двух состояний. Если ячейка памяти способна, в зависимости от внешнего воздействия, принимать одно из двух состояний, которые условно обозначаются обычно как «0» и «1», она обладает минимальной информационной ёмкостью. Информационная ёмкость одной ячейки памяти, способной находиться в двух различных состояниях, принята за единицу измерения количества информации - 1 бит. В одном бите можно зафиксировать лишь два состояния.

 В двух битах уже  четыре состояния.

 В трех – 8.

 В четырех битах  – 32.Легко заметить, что количество  состояний (N) системы определяется  формулой N = 2^k, где k – это количество бит. Так 2⁸ = 256.

Т.е используя 8 бит, мы можем  зафиксировать 256 различных состояний

В компьютерной технике 8 бит  называются байтом. Почему именно восемь бит в байте? Ну, отчасти из-за того, что 256 состояний достаточно, чтобы  закодировать алфавит того или иного  языка мира. Т.е. на каждую букву отводится 1 байт, который может быть в соответствующем  букве состоянии.

N = 2^h

Такой формулой можно представить, сколько вопросов (бит информации) потребуется, чтобы определить одно из возможных значений. N – это  количество значений, а H – количество бит.

Формула Хартли: h = log₂N. Количество информации (h), необходимой для определения конкретного элемента, есть логарифм по основанию 2 общего количества элементов

Эта формула определяет количество необходимой информации для выявления определенного элемента множества при условии, что все элементы равновероятны. Однако может быть так, что какие-то элементы более вероятны (чаще встречаются), а какие-то меньше.

В случае, когда вероятность  элементов не одинакова, для определения  количества информации, достаточной  для выявления элемента, используют формулу Шеннона. Ее можно получить из формулы Хартли.

 

h = logN (формула Хартли)

1/N – вероятность каждого  исхода, если все они равновероятны.

-1/N * log1/N – вклад в h (общую неопределенность, количество информации) одного исхода.

 

При неравновероятных исходах пусть вклад каждого обозначается буквой P с индексным номером: 1, 2, 3, 4 …. N.

 

Получаем формулу:

H = -P1log₂P1 – P2log₂P2 – P3log₂P3 – … – PNlog₂PN

 

Этапы жизни информации

-создание (появление) новой информации

- копирование – размножение  информации

- передача от источника  к потребителю

- перевод с одного языка  на другой 

- перенос на другой  носитель

 

- старение (физическое –  носителя, моральное – ценностное)

Информационные  технологии

Определение информационной технологии

Технология при переводе с греческого означает искусство, мастерство, умение, а это не что иное, как процессы. Под процессом следует понимать определенную совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализоваться с помощью совокупности различных средств и методов.

Под технологией материального  производства понимают процесс, определяемый совокупностью средств и методов  обработки, изготовления, изменения  состояния, свойств, формы сырья  или материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние  материи в целях получения  материального продукта (рис).

 Рис. Информационная технология как аналог технологии переработки материальных ресурсов

 

 Информация является  одним из ценнейших ресурсов  общества наряду с такими традиционными  материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые  и др., а значит, процесс ее переработки  по аналогии с процессами переработки  материальных ресурсов можно  воспринимать как технологию. Тогда справедливо следующее определение:

Информационная  технология - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Цель  информационной технологии - производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Известно, что, применяя разные технологии к одному и тому же материальному  ресурсу, можно получить разные изделия, продукты. То же самое будет справедливо  и для технологии переработки  информации.

Реализация технологического процесса материального производства осуществляется с помощью различных  технических средств, к которым  относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п.

 

По аналогии и для информационной технологии должно быть нечто подобное. Такими техническими средствами производства информации будет являться аппаратное, программное и математическое обеспечение  этого процесса. С их помощью производится переработка первичной информации в информацию нового качества.

Универсальным техническим  средством обработки любой информации является компьютер, который играет роль усилителя интеллектуальных возможностей человека и общества в целом, а коммуникационные средства, использующие компьютеры, служат для связи и передачи информации. Под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии.

Основные черты современных  ИТ:

-компьютерная обработка  информации;

-хранение больших объёмов  информации на машинных носителях; 

-передача информации  на любые расстояния в кротчайшие  сроки.

Информационная технология тесно связана с информационными  системами, которые являются для  нее основной средой.

 

Информационная  система

Информационная система  является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические  и программные средства связи  и т.д. Основная цель информационной системы - организация хранения и  передачи информации. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной  на нее информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы.

Информационная  система - по законодательству РФ - организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.

Информационные системы  предназначена для хранения, обработки, поиска, распространения, передачи и предоставления информации.

Экономическая информационная система (ЭИС) представляет собой систему, функционирование которой во времени заключается в сборе, хранении, обработке и распространении информации о деятельности какого-то экономического объекта реального мира. Информационная система создается для конкретного экономического объекта и должна в определенной мере копировать взаимосвязи элементов объекта.

Информационные  системы в экономике:

-отличаются цикличностью обработки, связанной с особенностями ведения учета. Учетная информация подвергается одинаковой обработке за одни и те же временные периоды при изменении содержания и числового наполнения;

-отличаются сложностью расчетов (средним количеством арифметических, логических и прочих действий, приходящихся на одну форму показателя).

Понятия, характеризующие  экономические информационные системы:

- интегрируемость — обеспечивает взаимодействие системы с вновь подключаемыми компонентами или подсистемами;

- масштабируемость — характеризует возможность расширения системных ресурсов и производительной мощности;

- управляемость — характеризует возможность гибкого управления системой;

- адаптивность — характеризует возможность системы приспосабливаться к условиям конкретной предметной области;

- используемость — обеспечивает возможность реализации заложенных в систему функций;

- обоснованность — позволяет получать обоснованные результаты в ходе выполнения прикладных программ;

- реактивность — характеризует способность системы реагировать на внутренние и внешние воздействия;

- безопасность — характеризует возможность предотвращения разрушения системы в результате несанкционированного доступа, и др