Види і властивості інформації

1. Носії інформації. Знаки і сигнали

Поширення інформації завжди пов'язане з матеріальним носієм, тобто середовищем для її запису, зберігання, передачі.

Носієм інформації може бути:

• будь-який матеріальний предмет (папір, камінь, дерево, стіл, класна дошка, зоряна пил, сміття на підлозі);

• хвилі різної природи: акустична (звук), електромагнітна (світло, радіохвиля), гравітаційна (тиск, тяжіння);

• речовина в різних станах (рідкий розчин - інформацією може бути, зокрема, концентрація молекул; газ - інформацією в цьому випадку можуть бути його температура і тиск).

Для зберігання інформації, яка буде оброблятися за допомогою комп'ютера, використовуються спеціальні машинні носії інформації: електронні схеми, перфокарти (використовувалися раніше), магнітні стрічки, магнітні диски, оптичні компакт-диски і т.п.

Людина завжди прагнула доступним йому способом зафіксувати відомості про те, що найбільше його хвилювало. Наші дуже давні предки залишили нам інформацію про себе у вигляді наскельних розписів у печерах, де вони мешкали. Звідси і сталося ідеографічне лист, в основу якого покладено ідеограми - письмові знаки (умовне зображення або малюнок), що відповідають не окремим звукам, а словами або словосполученнями.

Пізніше інформація про хвилюючі людей події наносилася на поверхні штучних, як правило, монументальних споруд, які донесли її до наших днів (гробниці, стели, ритуальні споруди). Проте монументальні споруди не були транспортабельні. Щоб отримати необхідну інформацію, яка там зберігалася, люди були змушені здійснювати подорожі до цих споруд.

Основним способом передачі інформації у наведених прикладах є спеціальні знаки.

Світло маяка, колір світлофора, звук шкільного дзвінка можуть нести певну інформацію для людини. Дуже часто не вимовлені слова, а інтонація, з якою вони були сказані, несуть для вас важливу інформацію про настрої вашого співрозмовника. Зміна кольору листя кімнатної квітки, їх пониклий вид сигналізують про необхідність подбати про полив і підгодівлі рослини.

Сигнали азбуки Морзе служать засобом спілкування моряків і можуть повідомити про особливості та небезпеки плавання.

Основним способом передачі інформації в цих прикладах виступають сигнали.

Отже, інформація передається за допомогою знаків і сигналів, саме вони є основними формами передачі інформації в соціотехнічних системах.

Один і той же знак, один і той самий сигнал може нести для сприймає його людини різне значення чи зміст. Наповнення знаків і сигналів сенсом перетворює їх у символи. Символ - це знак або сигнал, наповнений змістом.

Червоний сигнал світлофора є для нас символом заборони руху по дорозі.

Набори знаків «Караул!», «Help!» Чи «... - - - ...» служать в якості символів прохання про допомогу. Знак «Р» може сприйматися і як російська буква «ер», і як англійська літера [pi], і як позначення хімічного елемента фосфору, і як знак автомобільної стоянки.

Зауважимо, що ми бачимо знаки тільки завдяки нашій здатності інтерпретувати відбитий від поверхні предмета світло, тобто завдяки сприйняттю світлових сигналів. Саме слово «сигнал» має спільний корінь з англійським sign, що можна перекласти як знак, позначення.

В інформатиці сигнал - Є форма передачі інформації. Передача сигналів - це деякий фізичний процес, що має інформаційне значення.

Сигнали, що передаються в електричній формі (електромагнітні хвилі), мають безліч переваг:

1) не вимагають рухомих механічних пристроїв, повільних і схильних до поломок;

2) швидкість передачі електричних сигналів наближається до максимально можливої ​​швидкості - швидкості світла;

3) електричні сигнали легко обробляти, порівнювати і перетворювати за допомогою електронних пристроїв, що відрізняються надзвичайно високим швидкодією.

Сигнали можуть бути безперервними (аналоговими) або дискретними.

Аналоговий сигнал - сигнал, безперервно змінюється по амплітуді і в часі (температура повітря, сила струму, напруга, швидкість руху).

Аналогові сигнали використовують, наприклад, у телефонному зв'язку, радіомовлення, телебачення.

Сигнал називається дискретним, якщо він може приймати лише кінцеве число значень (дискретний - не безперервний).

Сигнали, які мають текстову, символічну інформацію, - дискретно.

Приклад

У реальному житті ми найчастіше сприймаємо безперервні сигнали. Навіть промову людини по суті являє собою безперервний сигнал. У цьому легко переконатися, якщо згадати, що мова на незнайомій мові сприймається разом, у ній важко виділити окремі слова. Але дискретні сигнали обробляти легше. Завдяки склалася з дитинства звичкою, ми виділяємо в сигналах, безперервно надходять до нас із зовнішнього світу, окремі елементи: особи та хмари, слова і музичні фрази. Цей процес називається дискретизацією безперервного сигналу.

Сигнал, що несе інформацію, може приймати два різних значення (у його найпростішій формі), але не менш. Не буває інформаційного сигналу, що приймає тільки одне значення.

На сторожовій вежі вогонь означає «небезпеку», вогню немає - «все спокійно». Якщо вогнище на вежі палять постійно або не запалюють зовсім, то немає ніякої можливості дізнатися, наприклад, коли ж вторгся ворог, тобто отримати інформацію.

Дискретні сигнали часто називають цифровими. Так вони називаються тому, що окремі значення сигналу ми можемо «перерахувати», тобто кожному значенню сигналу можна поставити у відповідність число.

На малюнку зображена температурна крива, накреслені термометром-самописцем. Розглядаючи графік, можна зробити висновок про те, що діапазон зміни температури за добу - від +12 ° С до +24 ° С. Чи можна цю інформацію, отриману в безперервній (аналогової) формі представити у вигляді окремих значень, тобто в дискретної формі?

Занесемо значення температури в кінці кожної години в таблицю. Тим самим ми перетворимо аналоговий сигнал у цифровий:

Легко помітити, що таблиця дає неточну картину процесу: наприклад, з графіка видно, що найвища температура була досягнута між 14 і 15 годинами, але в таблиці це не знайшло відображення.

Ясно, що подання аналогового сигналу в дискретний формі можна поліпшити, якщо занести в таблицю значення температури, що спостерігаються кожні півгодини або кожні 10 хвилин.

Апаратура систем обробки інформації в техніці та управлінні в залежності від того, які сигнали вона обробляє, ділиться на аналогову та дискретну. До аналогової техніки ставляться зазвичай різні регулятори, вимірювальні прилади і т.п.

Обчислювальна техніка також може працювати як з аналоговими, так і з дискретними (цифровими) сигналами. Відповідно, існують аналогові обчислювальні машини (АВМ) і цифрові обчислювальні машини (ЦОМ), причому останні отримали значно більшого поширення.

Представлення безперервної графічної, звукової інформації в пам'яті цифрового комп'ютера засноване на тому, що аналогові сигнали завжди можуть бути перетворені до дискретного (числовому) виду.

Дискретизація - Це перетворення безперервних зображень і звуку в набір дискретних значень у формі кодів.

Звук діскретізіруется подібно до того, як це зроблено в останньому прикладі. Графічні зображення діскретізіруются відповідно до матричним принципом. Якщо ви коли-небудь визначали за допомогою палетки площа довільної геометричної фігури, ви маєте уявлення про цей принцип. На малюнок як би наноситься сітка і проглядається клітина за клітиною цієї сітки. Якщо зображення в клітці немає, то їй у відповідність ставиться, наприклад, 0, якщо зображення в клітці є - ставиться 1. Лінія, зображена на рис. 1., При такому способі дискретизації представляється у вигляді такої послідовності нулів та одиниць: 0011111110000 0010000001110 0100000000010 і т.д.

Малюнок, що демонструє суть матричного принципу дискретизації зображень

Інформація в матеріальному світі

Ми живемо в матеріальному світі. Все, що нас оточує і з чим ми стикаємося щодня, належить або до фізичних тіл, або до фізичних полів. З курсу фізики ми знаємо, що стану абсолютного спокою не існує і фізичні об'єкти знаходяться в стані безперервного руху і зміни, що супроводжується обміном енергією і її переходом з однієї форми в іншу.

Всі види енергообміну супроводжуються появою сигналів (1 біт), тобто, всі сигнали мають у своїй основі матеріальну енергетичну природу. При взаємодії сигналів з ​​фізичними тілами в останніх виникають певні зміни властивостей - це явище називається реєстрацією сигналів. Такі зміни можна спостерігати, вимірювати або фіксувати іншими способами - при цьому виникають і реєструються нові сигнали, тобто, утворюються дані.

Дані - це зареєстровані сигнали.

0 - логічне немає, а 1 - логічне так.

2. Види інформації

Для чого в науці при вивченні будь-яких об'єктів часто прагнуть розподілити ці об'єкти по групах відповідно з певними ознаками? Іншими словами, з якою метою розробляється класифікація досліджуваних об'єктів? Є деякі загальні властивості інформації та загальні закономірності роботи з нею. Але робота з текстом оповідання відрізняється від роботи над партитурою музичного твору, а проведення розрахунку за формулами має мало спільного зі створенням мультфільму. Тобто існують особливості протікання інформаційних процесів для інформації різних видів. Знання того, до якого виду належить інформація, допоможе вибрати найбільш прийнятні засоби та методи для роботи з нею.

Які види інформації можна виділити? Які ознаки можна вибрати в якості підстав розподілу?

Оскільки в найбільшою мірою інформацію ми пов'язуємо з сприйняттям та усвідомленням вступників сигналів людиною, то її можна розділити по тому, яким чином інформація сприймається людьми.

У людини п'ять органів чуття:

• зір, за допомогою якого люди розрізняють кольори, сприймають зорові образи; інформація - візуальна;

• слух, за допомогою якого сприймається звукова інформація - мова, музика, звукові сигнали, шум; інформація - аудиальная;

• нюх, за допомогою якого люди отримують інформацію про запахи навколишнього світу; інформація - нюхова;

• смак - За допомогою смакових рецепторів язика можна отримати інформацію про те, який предмет - гіркий, кислий, солодкий, солоний; інформація - смакова;

• дотик - Кінчики пальців (і весь шкірний покрив) дають людині інформацію про температуру предмета - гарячий він або холодний, про якість його поверхні - гладкий або шорсткий; інформація - тактильна.

Слід зазначити, що органи чуття людини отримали назву аналізаторів, оскільки саме через ці органи сигнали зовнішнього світу надходять у головний мозок для аналізу і осмислення.

Близько 80-90% інформації людина отримує за допомогою органів зору (візуально), приблизно 8-15% - за допомогою органів слуху (аудіал'но) і тільки 1-5% - за допомогою інших органів почуттів (нюху, смаку, дотику).

А ось, наприклад, лисиці, собаки і багато інших тварин основну частину інформації отримують за допомогою носа. У них добре розвинений нюх. Для летючих мишей головна інформація - звукова, вони сприймають її своїми великими, чуйними вухами.

Коли ми вивчаємо не окремої людини, а групи людей - соціальні системи, навряд чи має сенс поділяти інформацію, яка циркулює в такого роду системах, за способом її сприйняття окремою людиною. У цьому випадку доцільно розглядати інші підстави класифікації. Наприклад, можна розподілити інформацію на види за ступенем значущості для суспільства, окремих груп людей, окремих індивідуумів.

Інформація може бути:

• особистою: це знання, досвід, інтуїція, уміння, плани, прогнози, емоції, почуття, спадкова пам'ять конкретної людини;

• спеціальної, значимої для певної групи людей; це такі види інформації, як:

• наукова;

• виробнича;

• технічна;

• управлінська;

• суспільної, значимої для більшості членів суспільства; це такі види інформації, як:

• суспільно-політична (те, що ми отримуємо в основному із засобів масової інформації);

• науково-популярна (науково осмислений досвід усього людства, історичні, культурні та національні традиції та ін);

• буденна (який ми обмінюємося в процесі повсякденного спілкування);

• естетична (образотворче мистецтво, музика, театр та ін.)

Але виділені види інформації навряд чи будуть корисні, коли мова йде про технічні або соціотехнічних системах. У цьому випадку інтерес може представляти поділ на види залежно від форми подання інформації.

Спілкування між людьми (та й будь-яка комунікація в загальному випадку) не мислиться без того, щоб передана інформація була якось виражена, зафіксована за допомогою знаків або сигналів, оформлена відповідно до правил, зрозумілими всім суб'єктам спілкування.

Розглянемо деякі види інформації в залежності від форми її подання.

Текстова інформація: текст в підручнику, твір у зошиті, репліка актора у виставі, прогноз погоди, переданий по радіо.

Зауважимо, що в усному спілкуванні (особиста бесіда, розмова по телефону, радіопостановка вистави) інформація може бути представлена ​​переважно у словесній, текстовій формі.

Числова інформація: таблиця множення, арифметичний приклад, рахунок в хокейному матчі, час прибуття поїзда, статистичні дані про населення країни та ін

У «чистому» вигляді числова інформація зустрічається рідко, хіба що на контрольних з математики. Найчастіше використовується комбінована форма подання інформації.

Ви отримали телеграму: «Зустрічайте дванадцяту. Потяг прибуває о восьмій вечора ». У даному тексті «дванадцята» і «вісім» ми розуміємо як числа, хоча вони і виражені словами.

Графічна інформація: малюнки, схеми, креслення, фотографії.

Така форма представлення інформації найбільш наочна і доступна для сприйняття і усвідомлення, так як відразу передає необхідний образ, а словесна і числова вимагає уявного відтворення образу. У той же час графічна форма подання часто не дає вичерпних роз'яснень про переданих даних. Тому найбільш ефективне поєднання тексту, чисел і графічних зображень.

При вирішенні задач з геометрії ми одночасно використовуємо креслення (графіка), пояснювальний текст (текст), чисельні розрахунки (числа та операції над ними).

Звукова інформація: мова, музика, звукові сигнали.

Даний вид інформації також важливий у процесі комунікації. Звукові сигнали привертають нашу увагу (дзвінок на перерву, виття сирени), пробуджують почуття (музичні твори), створюють певний настрій (тембр голосу співрозмовника).

Певне уявлення про різноманітність підходів до виділення видів інформації може дати визначення інформації, наведене в енциклопедичному словнику, де говориться, що інформація - це загальнонаукове поняття, що включає обмін відомостями між людьми, людиною і автоматом, автоматом і автоматом, обмін сигналами у тваринному і рослинному світі ; передачу ознак від клітини до клітини, від організму до організму.

У наведеному визначенні виділені чотири види інформації з різних способів (суб'єктам) обміну:

• соціальна (Людина - людина);

• технічна (Людина - автомат, автомат - автомат);

• біологічна (Інформація в тваринному і рослинному світі);

• генетична (Передача ознак від клітини до клітини, від організму до організму).

Існують і інші варіанти класифікації інформації за видами:

• за сферою застосування інформації (економічна, географічна, соціологічна і пр.);

• за характером джерел інформації (первинна, вторинна, узагальнююча тощо);

• за характером носія інформації (інформація, «зашифрована» у молекулах ДНК або в довжинах світлових хвиль; інформація на паперовому або магнітному носії та ін.)

Конкретний дослідник вибирає для себе ту або іншу класифікацію в залежності від стоїть перед ним проблеми, від тих взаємозв'язків, які він вивчає.

Хіміки, фізики, біологи використовують класифікацію за характером носія інформації. У теорії інформації перш за все розглядаються джерела інформації. У соціології найбільш цікавим є сфера застосування та суспільне значення інформації.

Коли мова йде про комп'ютер, то найбільш часто виділяються види інформації в залежності від форми її подання.

Комп'ютер допомагає людині, зберігати, передавати, перетворювати інформацію текстового, числового, звукового, графічного та комбінованого виду.

В даний час мультимедійна (Многосредовая, комбінована) форма представлення інформації стає основною в обчислювальній техніці. Кольорова графіка поєднується в цих системах зі звуком і текстом, з рухомими відеозображенням і тривимірними образами.

3. Властивості інформації

Інформація нам потрібна для того, щоб орієнтуватися в навколишньому середовищі і приймати правильні рішення. Але чи будь-яка інформація допомагає нам у цьому? Знання властивостей інформації може допомогти людині оцінити в кожному конкретному випадку, наскільки рішення, прийняті на основі наявної інформації, можуть бути вірними.

Властивості інформації можна розглядати і як її якісні ознаки.

1. Інформація - це відображення зовнішнього світу, а він існує незалежно від нашої свідомості і бажання. Тому в якості важливого властивості інформації можна виділити її об'єктивність.

Інформація об'єктивна, якщо вона не залежить від чийогось думки, судження.

Повідомлення «На вулиці тепло» несе суб'єктивну інформацію, а повідомлення «На вулиці 22 ° С» - об'єктивну (якщо термометр справний).

Об'єктивну інформацію можна отримати за допомогою справних датчиків, вимірювальних приладів. Але, відбиваючись у свідомості конкретної людини, інформація перестає бути об'єктивною, стає суб'єктивною, тому що перетворюється (в більшій або меншій мірі) в залежності від думки, судження, досвіду, знання, пристрастей конкретного суб'єкта.

2. Інформація достовірна, якщо вона відображає істинне положення справ.

Об'єктивна інформація завжди достовірна, але достовірна інформація може бути як об'єктивною, так і суб'єктивною. Лише достовірна інформація допомагає прийняти нам правильне рішення. Недостовірної інформація може бути з наступних причин:

• навмисне спотворення (дезінформація);

• спотворення в результаті дії перешкод («зіпсований телефон»);

• у випадку, коли значення реального факту применшується або перебільшується (чутки, «рибальські історії», реклама, політичні дебати).

3. Щоб вирішити поставлену задачу, краще мати повну інформацію.

Інформація повна, якщо її достатньо для розуміння і прийняття рішення.

Мрія історика - мати повну інформацію про минулі епохи. Але історична інформація ніколи не буває повною, і повнота інформації зменшується у міру віддаленості від нас історичної епохи. Навіть події, що відбувалися на наших очах, не повністю документуються, багато чого забувається, а спогади піддаються перекручуванню.

Неповна інформація може призвести до помилкового висновку або рішенню. Не дарма російське прислів'я говорить: «недоучений гірше неписьменного».

Надлишок інформації може бути так само шкідливий при ухваленні рішення, як і її недолік, оскільки для аналізу та обробки додаткової інформації потрібен час. А час для людини - один з найбільш дефіцитних і дорогих «ресурсів» його життя, не кажучи вже про екстремальних ситуаціях, »коли від швидкості прийняття рішення може залежати дуже багато чого. Зауважимо, що найповніша, найдостовірніша інформація не може бути новою.

4. Актуальність (своєчасність) інформації - важливість, істотність її для сьогодення. Тільки вчасно отримана інформація може принести необхідну користь.

Неактуальною інформація може бути з трьох причин, коли вона є:

• застарілої (торішня газета);

• передчасної (прогноз погоди на літо, даний у січні);

• незначимой, непотрібної (наприклад, повідомлення в російській пресі про те, що в Італії знижені ціни на проїзд у транспорті на 5%).

5. Інформація може бути корисною або непотрібної (цінність інформації).

Але, так як чіткої межі між цими поняттями немає, то слід говорити про ступінь корисності стосовно до потреб конкретних людей. Корисність інформації оцінюється за тим завданням, які ми можемо вирішити за її допомогою. Оцінка корисності інформації завжди суб'єктивна. Те, що корисно для однієї людини, може бути абсолютно марно для іншого.

Візьмемо до уваги, що невеликий відсоток «некорисної» інформації в книгах навіть корисний для читача, так як він дозволяє відпочити при читанні неінформативних ділянок тексту.

З точки зору техніки властивість корисності розглядати безглуздо, оскільки завдання машині ставить людина.

6. Оскільки у багатьох підходах до визначення поняття «інформація» підкреслюється, що інформація сприймається, виходить кимось, то важливою властивістю інформації є її зрозумілість. Навіть сама актуальна і достовірна інформація буде для вас марною, якщо вона виражена на чужою мовою, то Тобто вам незрозуміла.

Будь-яку інформацію можна характеризувати з точки зору її об'єктивності, достовірності, повноти, актуальності, корисності і зрозумілості.

Соціальна інформація має ще й додатковими властивостями.

Ø Соціальна інформація має семантичний (смисловий) характер.

Як правило, зміст, сенс інформації для людини важливіше, ніж форма її подання.

Ø Соціальна інформація має мовну природу (крім деяких видів естетичної інформації, наприклад, образотворчого мистецтва).

Одне і те ж зміст може бути виражено на різних природних (розмовних) або спеціальних мовах.

Багато алгоритми, що зустрічаються в професійній діяльності економістів, технологів і т.п., можуть бути представлені у словесній формі, записані на мові математики - у вигляді математичних формул, або на мові блок-схем.

Ø З плином часу кількість інформації зростає, інформація накопичується, відбувається її систематизація, оцінка та узагальнення. Це властивість назвали зростанням і кумулірованіем інформації (кумуляція - від латинського cumulatio - збільшення, скупчення).

Ø Властивість старіння інформації полягає у зменшенні її цінності з плином часу. Старить інформацію не сам час, а поява нової інформації, яка уточнює, доповнює або відкидає повністю або частково більше ранню інформацію.

Науково-технічна інформація старіє швидше, естетична (твори мистецтва) - повільніше.

Ø Логічність, компактність, зручна форма представлення інформації полегшує розуміння й засвоєння інформації.

Грамотне, доказове виступ, коли оратор логічно переходить від одного питання (факту, припущення) до іншого, сприймається краще, ніж сумбурна мова.

Використання схем нерідко краще прояснює принцип роботи технічного пристрою, ніж багатосторінкові опису.

Ø При сприйнятті і розумінні текстів людиною важливою властивістю інформації виявляється її визначеність (Однозначність).

«І скрикнув раптово ужалений князь!» Раптово скрикнув або раптово ужалений? «Сергію зустрів Світлану на галявині з квітами». З квітами був Сергій або з квітами була Світу? А, може бути, квіти росли на галявині?

Багатозначність слів, фраз, жестів нерідко ускладнюють спілкування, призводять до непорозумінь і конфліктів. Зауважимо, що в художніх творах багатозначність, «гра слів» часто використовується як літературний прийом, що підвищує інтерес читачів, будять їхню уяву, дозволяє подивитися на описувану ситуацію з різних точок зору.

Висновок

Інформація завжди пов'язана з матеріальним носієм.

Носій інформації - середовище для запису, зберігання і передачі інформації.

Носієм інформації може бути:

• будь-який матеріальний предмет;

• хвилі різної природи;

• речовина в різних станах.

Знак і сигнал - форма передачі інформації. Передача сигналу - фізичний процес, що має інформаційне значення.

Символ - Це знак або сигнал, наповнений змістом.

Сигнал може бути безперервним (аналоговим) або дискретним.

Аналоговий сигнал - сигнал, безперервно змінюється по амплітуді і в часі.

Сигнал називається дискретним, якщо він може приймати лише кінцеве число значень.

Аналоговий сигнал може бути представлений в дискретному вигляді, наприклад, у вигляді послідовності чисел.

Процес подання будь-якої величини у вигляді послідовного ряду її окремих (дискретних) значень називають дискретизацією.

Сигнал не може приймати менше двох різних значень.

Сигнали, що передаються в електричній формі (Носій - електромагнітні хвилі), мають безліч переваг:

1) вони не вимагають рухомих механічних пристроїв, повільних і схильних до поломок;

2) швидкість передачі електричних сигналів наближається до максимально можливої ​​швидкості - швидкості світла;

3) електричні сигнали легко обробляти, порівнювати і перетворювати за допомогою електронних пристроїв, що відрізняються надзвичайно високим швидкодією.