Інформація(від латів. informatio, роз'яснення, виклад, поінформованість) - відомості про що-небудь, незалежно від форми їх подання.

Нині немає єдиного визначення інформації як наукового терміна. З погляду різних галузей знання це поняття описується своїм специфічним набором ознак. Наприклад, поняття «інформація» є базовим у курсі інформатики, і неможливо дати його визначення через інші, більш «прості» поняття (так само, в геометрії, наприклад, неможливо виразити зміст базових понять «точка», «промінь», «площина») через простіші поняття). p align="justify"> Зміст основних, базових понять в будь-якій науці має бути пояснено на прикладах або виявлено шляхом їх зіставлення зі змістом інших понять. Що стосується поняттям «інформація» проблема визначення ще складніша, оскільки є загальнонауковим поняттям. Дане поняття використовується в різних науках (інформатиці, кібернетиці, біології, фізиці та ін.), причому у кожній науці поняття «інформація» пов'язане з різними системами понять.

Історія поняття

Слово «інформація» походить від латів. informatio, що у перекладі означає зведення, роз'яснення, ознайомлення. Поняття інформації розглядалося ще античними філософами.

До початку промислової революції визначення суті інформації залишалося прерогативою переважно філософів. У XX столітті питаннями теорії інформації почали займатися кібернетика та інформатика.

Класифікація інформації

Інформацію можна розділити на види за різними критеріями:

по способу сприйняття:

по формі подання:

по призначенню:

по значенням:

• Актуальна – інформація, цінна в даний момент часу.
• Достовірна – інформація, отримана без спотворень.
• Зрозуміла - інформація, виражена мовою, зрозумілою тому, кому вона призначена.
• Повна - інформація, достатня прийняття правильного рішення чи розуміння.
• Корисна - корисність інформації визначається суб'єктом, який отримав інформацію залежно від обсягу можливостей її використання.

по істинності:

Значення терміна у різних галузях знання

Філософія

Традиціоналізм суб'єктивного постійно домінував у ранніх філософських визначеннях інформації, як категорії, поняття, властивості матеріального світу. Інформація існує незалежно від нашої свідомості, і може відображатись у нашому сприйнятті лише як результат взаємодії: відображення, читання, отримання у вигляді сигналу, стимулу. Інформація нематеріальна, як і властивості матерії. Інформація стоїть у ряду: матерія, простір, час, системність, функція, та ін. Інформація - властивість матерії і відбиває її властивості (стан чи здатність взаємодії) і кількість (захід) шляхом взаємодії.

З матеріального погляду інформація - це порядок прямування об'єктів матеріального світу. Наприклад, порядок проходження літер на аркуші паперу за певними правилами є письмовою інформацією. Порядок проходження різнокольорових точок на аркуші паперу за певними правилами є графічною інформацією. Порядок проходження музичних нот є музичною інформацією. Порядок проходження генів у ДНК є спадковою інформацією. Порядок проходження бітів в ЕОМ є комп'ютерною інформацією і т. д. і т. п. Для здійснення інформаційного обміну потрібна наявність необхідних та достатніх умов.

Необхідні умови:

1. Наявність щонайменше двох різних об'єктів матеріального чи нематеріального світу.
2. Наявність у об'єктів загальної властивості, що дозволяє ідентифікувати об'єкти як носій інформації.
3. Наявність в об'єктів специфічної якості, що дозволяє розрізняти об'єкти друг від друга.
4. Наявність якості простору, що дозволяє визначити порядок прямування об'єктів. Наприклад, розташування письмової інформації на папері - це специфічна властивість паперу, що дозволяє розташовувати букви зліва направо та зверху донизу.

Достатня умова одна:

Наявність суб'єкта, здатного розпізнавати інформацію. Це людина і суспільство, суспільства тварин, роботів тощо.

Різні об'єкти (літери, символи, картинки, звуки, слова, речення, ноти тощо) взяті по одному разу утворюють базис інформації. Інформаційне повідомлення будується шляхом вибору з базису копій об'єктів та розташування цих об'єктів у просторі у визначеному порядку. Довжина інформаційного повідомлення визначається як кількість копій об'єктів базису та завжди виражається цілим числом. Необхідно розрізняти довжину інформаційного повідомлення, яке завжди вимірюється цілим числом, та кількість знань, що міститься в інформаційному повідомленні, яке вимірюється у невідомій одиниці виміру.

З математичної погляду інформація - це послідовність цілих чисел, які записані у вектор. Числа – це номер об'єкта у базисі інформації. Вектор називається інваріантом інформації, оскільки він залежить від фізичної природи об'єктів базису. Те саме інформаційне повідомлення може бути виражене літерами, словами, пропозиціями, файлами, картинками, нотами, піснями, відеокліпами, будь-якою комбінацією всіх раніше названих. Чим би ми не висловлювали інформацію – змінюється лише базис, а не інваріант.

В інформатиці

Предметом вивчення науки інформатика є саме дані: методи їх створення, зберігання, обробки та передачі. А сама інформація, зафіксована в даних, її змістовний зміст цікаві користувачам інформаційних систем, які є фахівцями різних наук та галузей діяльності: медика цікавить медична інформація, геолога – геологічна, підприємця – комерційна тощо (у тому числі фахівця з інформатики цікавить інформація з питань роботи з даними).

Системологія

Робота з інформацією пов'язана з перетвореннями та завжди підтверджує її матеріальну природу:

• запис - формування структури матерії та модуляції потоків шляхом взаємодії інструмента з носієм;
• зберігання - стабільність структури (квазістатика) та модуляції (квазідинаміка);
• читання (вивчення) - взаємодія зонда (інструменту, перетворювача, детектора) із субстратом чи потоком матерії.

Системологія розглядає інформацію через зв'язок з іншими основами: I = S / F, де: I - інформація; S – системність світобудови; F – функціональний зв'язок; M – матерія; v - (v підкреслене) знак великого об'єднання (системності, єдності основ); R – простір; T – Час.

У фізиці

Об'єкти матеріального світу перебувають у стані безперервної зміни, що характеризується обміном енергією об'єкта із довкіллям. Зміна стану одного об'єкта завжди призводить до зміни стану іншого об'єкта навколишнього середовища. Це незалежно від того, як, які саме стану та яких саме об'єктів змінилися, може розглядатися як передача сигналу від одного об'єкта іншому. Зміна стану об'єкта під час передачі йому сигналу називається реєстрацією сигналу.

Сигнал або послідовність сигналів утворюють повідомлення, яке може бути сприйняте одержувачем у тому чи іншому вигляді, а також у тому чи іншому обсязі. Інформація у фізиці є термін, який якісно узагальнює поняття «сигнал» та «повідомлення». Якщо сигнали та повідомлення можна обчислювати кількісно, ​​то можна сказати, що сигнали та повідомлення є одиницями вимірювання обсягу інформації.

Одне й те повідомлення (сигнал) різними системами інтерпретується по-своєму. Наприклад, послідовно довгий і два короткі звукові (а тим більше символьне кодування -..) сигналу в термінології абетки Морзе - це буква Д (або D), в термінології БІОС від фірми AWARD - несправність відеокарти.

У математиці

У математиці теорія інформації (математична теорія зв'язку) - розділ прикладної математики, що визначає поняття інформації, її властивості та встановлює граничні співвідношення для систем передачі даних. Основні розділи теорії інформації - кодування джерела (що стискає кодування) та канальне (перешкодостійке) кодування. Математика є більшою ніж науковою дисципліною. Вона створює єдину мову усієї Науки.

Предметом досліджень математики є абстрактні об'єкти: число, функція, вектор, безліч та інші. При цьому більшість із них вводиться аксиоматично (аксіома), тобто без будь-якого зв'язку з іншими поняттями і без будь-якого визначення.

Інформація не входить до предметів дослідження математики. Проте слово «інформація» вживається в математичних термінах - власна інформація та взаємна інформація, що належать до абстрактної (математичної) частини теорії інформації. Проте, у математичної теорії поняття «інформація» пов'язані з виключно абстрактними об'єктами - випадковими величинами, тоді як і сучасної теорії інформації це поняття розглядається значно ширше - як властивість матеріальних об'єктів.

Зв'язок між двома однаковими термінами безсумнівна. Саме математичний апарат випадкових чисел використав автор теорії інформації Клод Шеннон. Сам він має на увазі під терміном «інформація» щось фундаментальне (нередуковане). Теоретично Шеннона інтуїтивно вважається, що інформація має зміст. Інформація зменшує загальну невизначеність та інформаційну ентропію. Кількість інформації доступна виміру. Однак він застерігає дослідників від механічного перенесення понять з його теорії до інших галузей науки.

«Пошук шляхів застосування теорії інформації в інших сферах науки не зводиться до тривіального перенесення термінів з однієї галузі науки в іншу. Цей пошук здійснюється у тривалому процесі висування нових гіпотез та їх експериментальної перевірки.» К. Шеннон.

У юриспруденції

Правове визначення поняття «інформація» дано у федеральному законі від 27 липня 2006 року № 149-ФЗ «Про інформацію, інформаційні технології та захист інформації» (Стаття 2): «інформація - відомості (повідомлення, дані) незалежно від форми їх подання» .

Федеральний закон № 149-ФЗ визначає та закріплює права на захист інформації та інформаційну безпеку громадян та організацій в ЕОМ та в інформаційних системах, а також питання інформаційної безпеки громадян, організацій, суспільства та держави.

Теоретично управління

Теоретично управління (кібернетиці), предметом дослідження якої є основні закони управління, тобто розвитку систем управління, інформацією називаються повідомлення, одержувані системою із зовнішнього світу при адаптивному управлінні (пристосуванні, самозбереженні системи управління).

Засновник кібернетики Норберт Вінер говорив про інформацію так:

"Інформація – це не матерія і не енергія, інформація – це інформація". Але основне визначення інформації, яке він дав у кількох своїх книгах, таке: інформація - це позначення змісту, отриманого нами із зовнішнього світу в процесі адаптації нас і наших почуттів до нього.

- Н. ВінерКібернетика, або управління та зв'язок у тваринному та машині; або Кібернетика та суспільство

Ця думка Вінера дає пряме вказівку на об'єктивність інформації, тобто її існування у природі незалежно від свідомості (сприйняття) людини.

Об'єктивну інформацію сучасна кібернетика визначає як об'єктивне властивість матеріальних об'єктів і явищ породжувати різноманіття станів, які у вигляді фундаментальних взаємодій матерії передаються від одного об'єкта (процесу) іншому, і відбиваються у його структурі.

Матеріальна система в кібернетиці сприймається як безліч об'єктів, які власними силами можуть у різних станах, але стан кожного їх визначається станами інших об'єктів системи. У природі безліч станів системи є інформацією, самі стани є первинний код, або код джерела. Таким чином кожна матеріальна система є джерелом інформації.

Суб'єктивну (семантичну) інформацію кібернетика визначає як зміст чи зміст повідомлення. (Див. там же) Інформація - це характеристика об'єкта.

Дезінформація

Дезінформацією (також дезінформуванням) називається один із способів маніпулювання інформацією, як то введення будь-кого в оману шляхом надання неповної інформації або повної, але вже не потрібної інформації, або повної, але не в потрібній області, спотворення контексту, спотворення частини інформації.

Мета такого впливу завжди одна – опонент повинен вчинити так, як це необхідно маніпулятору. Вчинок об'єкта, проти якого спрямована дезінформація, може полягати у прийнятті потрібного маніпулятора рішення або відмовитися від прийняття невигідного для маніпулятора рішення. Але в будь-якому випадку кінцева мета - це дія, яка буде вжита.

Світ інформації величезний і багатогранний. Існує дуже велика кількість різних підстав видової класифікації інформації та інформаційних процесів.

Розглянемо основні загальновизнані видові класифікації інформації.

Насамперед виділення різних видів інформації відбувається у сфері виникнення.Інформацію, що виникла у неживій природі, називають елементарною, у світі тварин – біологічної, у людському суспільстві – соціальної. У природі (живий та неживий) інформацію несуть світло, тінь, колір, звуки та запахи. В результаті поєднання кольору, світла та тіні, а також звуків та запахів виникає естетична інформація. Поряд з природною естетичною інформацією як результат творчої діяльності людей виник інший її різновид – твори мистецтва(художні, музичні та ін.).

Крім естетичної інформації, у суспільстві створюється семантична інформаціяяк результат пізнання законів природи, суспільства та мислення.

Розподіл інформації на естетичну та семантичну умовно. Будь-яка інформація одночасно і естетична і семантична, тільки в одній може переважати естетична сторона, а в іншій семантична.

Інший критерій поділу на види – це за способом сприйняття інформації. У людини п'ять органів чуття:

Зір; за допомогою очей люди розрізняють кольори, сприймають зорову інформацію, до якої належать і текстова, і числова, і графічна;

Слух; вуха допомагають сприймати звукову інформацію- Мова, музику, звукові сигнали, шум;

Нюхання; за допомогою носа люди отримують інформацію про запахи навколишнього світу ( нюхова);

Смак; смакові рецептори мови дають можливість отримати інформацію про те, який предмет на смак – гіркий, кислий, солодкий, солоний. смакова);

Дотик; кінчиками пальців (або просто шкірою), навпомацки можна отримати інформацію про температуру предмета - гарячий він або холодний, про якість його поверхні - гладкий або шорсткий ( тактильна).

За формою поданняінформація поділяється на текстову, числову, графічну, звукову, комбіновану.

Текстова інформація – це, наприклад, текст у підручнику, твір у зошит тощо.

Прикладами числової інформації є таблиця множення, арифметичний приклад, рахунок у хокейному матчі.

Графічна інформація - це малюнки, схеми, креслення, фотографії. Така форма представлення інформації найдоступніша, оскільки відразу передає необхідний образ (модель), а словесна і числова вимагають уявного відтворення образу. У той же час графічна форма подання не дає вичерпних роз'яснень про інформацію, що передається. Тому найефективніше поєднання тексту, числа і графіки (наприклад, під час вирішення завдань з геометрії ми використовуємо креслення (графіка) + пояснювальний текст (текст) + числові розрахунки (числа)).

Звукова інформація - це всілякі звуки та їх поєднання, що оточують нас.

Комбінована (мультимедійна) форма подання інформації в обчислювальній техніці стає основною. Кольорова графіка поєднується в цих системах зі звуком і текстом, з відеозображенням, що рухається, і тривимірними образами.

За суспільним значеннямінформацію ділять на масову, спеціальнуі особисту. Масова інформація призначена для населення незалежно від віку, статі, роду занять. Спеціальна інформація розрахована на різні категорії спеціалістів. Особиста інформація адресується обмеженому колу осіб, пов'язаних родинними, дружніми та іншими відносинами.

Масову інформацію можна розділити на суспільно-політичну, звичайну, науково-популярну, естетичну. Спеціальну інформацію ділять на наукову, технічну, виробничу, управлінськута ін Наукова інформація виникає у сфері науки в результаті вивчення закономірностей навколишньої природи, суспільного розвитку та мислення. Технічна інформація створюється в процесі досліджень та розробок у галузі механізації та автоматизації трудової діяльності людей. Виробнича інформація виникає у сфері виробництва, збуту та використання промислової та сільськогосподарської продукції.

У свою чергу наукова інформація класифікується з областей наук ( математична, астрономічна, філософська, за громадськимі естесттехнічних – по галузях народного господарства ( машинобудування, приладобудування, верстатобудування, транспорт, будівництво, сільське господарствота ін), виробнича – залежно від характеру виробничих процесів ( конструкторська, технологічна, планово-економічна, експлуатаційна, про передовий досвідта ін).

Інформація стосовно довкілля(або до використовує її середовищі) буває трьох типів: вхідна, вихідна та внутрішня.

Вхідна інформація(По відношенню до навколишнього середовища) - інформація, яку система сприймає від навколишнього середовища.

Вихідна інформація(стосовно довкілля) – інформація, яку система видає у довкілля.

Внутрішня, внутрішньосистемна інформація(стосовно системі) – інформація, яка зберігається, переробляється, використовується лише всередині системи, тобто. що актуалізується лише підсистемами даної системи. Це дещо ідеалізоване (особливо з погляду фізики відкритих систем) поняття.

приклад. Людина сприймає, обробляє вхідну інформацію, скажімо, дані про погоду на вулиці, і формує відповідну вихідну реакцію – наскільки тепло потрібно одягтися. При цьому використовується також внутрішня інформація - генетично закладена або придбана фізіологічна інформація про подібну реакцію, наприклад про морозостійкість даної людини.

Інформація по відношенню до кінцевого результату проблемибуває:

вихідний(на початок актуалізації цієї інформації);

проміжною(від початку до завершення актуалізації інформації);

результуючої(Після завершення її актуалізації).

приклад. При вирішенні системи лінійних рівнянь алгебри інформація про методи рішення, середовищі реалізації, вхідних даних (джерела, точність і т.д.), розмірності системи та іншому є вихідною, інформація про сумісність системи рівнянь, чисельних значеннях кореня і т.д. – результуючої, інформація про поточні стани коефіцієнтів рівнянь реалізації схеми Гауса – проміжної.

Інформація через мінливість при її актуалізаціїбуває:

постійний(Не змінюється ніколи при її актуалізації);

змінної(змінюється під час актуалізації);

змішаної(Умовно-постійної або умовно-змінної).

приклад. У відомої фізичної задачі визначення дальності польоту снаряда артилерійської зброї інформація про вугіллі нахилу зброї може бути змінною, інформація про початкову швидкість вильоту снаряда - постійною, а інформація про координати мети - умовно-постійною.

Можлива також класифікація інформації та за іншими ознаками:

По стадії використання (первинна, вторинна);

По повноті (надлишкова, достатня, недостатня);

По відношенню до мети системи (синтаксична, семантична, прагматична);

По відношенню до елементів системи (статична, динамічна);

По відношенню до структури системи (структурна, відносна);

По відношенню до управління системою (керуюча, рекомендуюча, перетворююча, змішана);

доступу (відкрита або загальнодоступна, закрита або конфіденційна, змішана);

По відношенню до території (федеральна, регіональна, місцева, що відноситься до юридичної особи, що відноситься до фізичної особи, змішана);

По предметної області, характером використання (статистична, комерційна, нормативна, довідкова, наукова, навчальна, методична тощо., змішана) та інших.

Подібна інформація.

Розглядаються основні поняття інформатики – алфавіт, слово, інформація, повідомлення, вимір повідомлень та інформації, види та властивості інформації, заходи кількості інформації (за Хартлі та Шенноном), їх властивості та значення, питання пов'язані з інформаційними системами та управлінням у системі.

Концепція інформаціїє найбільш складним для розуміння і зазвичай у вступних курсах інформатики не визначається, сприймається як вихідне базове поняття, розуміється інтуїтивно, наївно. Часто це поняття ототожнюється неправильно з поняттям "повідомлення".

Концепція "інформація"має різні трактування у різних предметних областях. Наприклад, інформаціяможе розумітися як:

абстракція, абстрактна модель аналізованої системи (в математиці);

сигнали для керування, пристосування аналізованої системи (у кібернетиці);

міра хаосув системі, що розглядається (у термодинаміці);

ймовірність вибору в системі (теоретично ймовірностей);

міра розмаїття у аналізованої системі (у біології) та інших.

Розглянемо це фундаментальне поняття інформатики з урахуванням поняття "алфавіт"("Алфавітний", формальний підхід). Дамо формальне визначення алфавіту.

Алфавіт - Кінцева безліч різних знаків, символів, для яких визначено операцію конкатенації(приписування, приєднання символу до символу або ланцюжка символів); з її допомогою за певними правилами з'єднання символів і слів можна отримувати слова (ланцюжки знаків) та словосполучення (ланцюжки слів) у цьому алфавіту(над цим алфавітом).

Літерою або знаком називається будь-який елемент x алфавіту X, де
. Поняття знака нерозривно пов'язані з тим, що він позначається ( " із змістом " ), вони можуть розглядатися як пара елементів( x, y), де x– сам знак, а y- Позначається цим знаком.

приклад.Приклади алфавітів: безліч із десяти цифр, безліч із знаків російської мови, точка та тире в абетці Морзе та ін. алфавітуцифр знак 5 пов'язані з поняттям " бути у кількості п'яти елементів " .

Кінцева послідовність літер алфавітуназивається словом в алфавіту(або над алфавітом).

Довжиною | p | деякого слова pнад алфавітом Хназивається число складових його літер.

Слово(що позначається символом Ø) має нульову довжину, називається порожнім словом: |Ø| = 0.

Безліч різних слівнад алфавітом Xпозначимо через S(X) і назвемо словниковим запасом (словником) алфавіту(над алфавітом) X.

На відміну від кінцевого алфавіту, словниковий запас може бути нескінченним.

Слованад деяким заданим алфавітомі визначають так звані повідомлення.

приклад. Слованад алфавітомкирилиці - "Інформатика", "інто", "ІІІІ", "І". Слованад алфавітомдесяткових цифр та знаків арифметичних операцій - "1256", "23+78", "35-6+89". Слованад алфавітомабетки Морзе - ".", ".. -", "- - -".

У алфавітумає бути визначено порядок прямування літер(Порядок типу "попередній елемент - наступний елемент"), тобто будь-який алфавітмає впорядкований вигляд X = {x 1 , x 2 , …, x n).

Таким чином, алфавітповинен дозволяти вирішувати завдання лексикографічного (алфавітного) упорядкування, або завдання розташування слівнад цим алфавітом, відповідно до порядку, визначеного в алфавіту(тобто за символами алфавіту).

Інформація – це деяка впорядкована послідовність повідомлень, що відображають, передають і збільшують наші знання.

Інформаціяактуалізується за допомогою різної форми повідомлень- Певного виду сигналів, символів.

ІнформаціяПо відношенню до джерела або приймача буває три типи: вхідна, вихідна та внутрішня.

Інформаціяпо відношенню до кінцевого результату буває вихідна, проміжна та результуюча.

Інформаціяза її мінливістю буває постійна, змінна та змішана.

Інформаціяпо стадії її використання буває первинна та вторинна.

Інформаціяза її повнотою буває надлишкова, достатня та недостатня.

Інформаціяза доступом до неї буває відкрита та закрита.

Є й інші типи класифікації інформації.

приклад.У філософському аспекті інформаціяділиться на світоглядну, естетичну, релігійну, наукову, побутову, технічну, економічну, технологічну.

Основні властивості інформації:

• актуальність;

  адекватність;

  зрозумілість;

  достовірність;

  масовість;

  стійкість;

  цінність та ін.

Інформація- Зміст повідомлення, повідомлення- Форма інформації.

Будь-які повідомленнявимірюються в байтах, кілобайтах, мегабайтах, гігабайтах, терабайтах, петабайтахі ексабайтах, а кодуються, наприклад, на комп'ютері, за допомогою алфавітуз нулів і одиниць, записуються і реалізуються в ЕОМ бітах.

Наведемо основні співвідношення між одиницями виміру повідомлень:

1 біт (bi nary digi t- Двійкове число) = 0 або 1,

1 байт 8 бітів,

1 кілобайт (1К) = 2 13 біт,

1 мегабайт (1М) = 2 23 біт,

1 гігабайт (1Г) = 2 33 біт,

1 терабайт (1Т) = 243 біт,

1 петабайт (1П) = 253 біт,

1 ексабайт (1Е) = 2 63 біт.

приклад.Знайти невідомі х і у, якщо вірні співвідношення:

128 y(К) = 32 x ( біт);

2 x (М) = 2 y ( байт).

Вирівнюємо одиниці виміру інформації:

2 7y (K) = 2 7y+13 ( біт);

2 x (M) = 2 x+20 ( байт).

Підставляючи в рівняння та відкидаючи розмірності інформації, отримуємо:

Звідси отримуємо систему двох рівнянь алгебри:

або, вирішуючи цю систему, одержуємо остаточно, x = –76,5, у = –56,5.

Для виміру інформаціївикористовуються різні підходи та методи, наприклад, з використанням заходу інформаціїпо Р. Хартлі та К. Шеннону.

Кількість інформації- Число, адекватно характеризує різноманітність (структурованість, визначеність, вибір станів і т.д.) в системі, що оцінюється. Кількість інформації часто оцінюється в бітах, причому така оцінка може виражатися й у частках бітів(так мова йде не про вимірювання чи кодування повідомлень).

міра інформації– критерій оцінки кількості інформації. Зазвичай вона задана деякою невід'ємною функцією, визначеною на безлічі подій і аддитивною, тобто міра кінцевого об'єднання подій (множин) дорівнює сумі заходів кожної події.

Розглянемо різноманітні заходи інформації.

Візьмемо міру Р. Хартлі. Нехай відомі Nстанів системи S (Nдослідів із різними, рівноможливими, послідовними станами системи). Якщо кожен стан системи закодувати двійковими кодами, то довжину коду dнеобхідно вибрати так, щоб число всіх різних комбінацій було б не менше, ніж N:

Логарифмуючи цю нерівність, можна записати:

Найменше рішення цієї нерівності чи міра розмаїття безлічі станів системи задається формулою Р. Хартлі:

(біт).

приклад.Щоб визначити стан системи із чотирьох можливих станів, тобто отримати деяку інформаціюпро систему, необхідно поставити 2 питання. Перше питання, наприклад: "Номер стану більше 2?". Дізнавшись відповідь ("так", "ні"), ми збільшуємо сумарну інформаціюпро систему на 1 біт (I= log 2 2). Далі потрібне ще одне уточнююче питання, наприклад, при відповіді "так": "Стан – номер 3?". Отже, кількість інформаціїодно 2 бітам (I= log 2 4). Якщо система має nрізних станів, то максимальна кількість інформаціїодно I= log 2 n.

Якщо у множині X = {x 1 , x 2 , ..., x n) шукати довільний елемент, то для його знаходження (за Хартлі) необхідно мати не менш як log a n(одиниць) інформації.

Зменшення Нговорить про зменшення різноманітності станів Nсистеми.

Збільшення Нговорить про збільшення різноманітності станів Nсистеми.

Мера Хартлі підходить лише ідеальних, абстрактних систем, оскільки у реальних системах стану системи однаково здійсненні (не рівноймовірні).

Для таких систем використовують більш відповідний захід К. Шеннона. Міра Шеннона оцінює інформаціюабстрактно від її сенсу:

,

де n- Число станів системи; р i – ймовірність (відносна частота) переходу системи до i-е стан, а сума всіх p i має дорівнювати 1.

Якщо всі стани системи, що розглядається, рівноможливі, рівноймовірні, тобто р i = 1/ n, то з формули Шеннонаможна отримати (як окремий випадок) формулу Хартлі:

I= log 2 n .

приклад.Якщо положення точки в системі з 10 клітин відомо, наприклад, якщо точка знаходиться в другій клітині, тобто

р i = 0, i = 1, 3, 4, …, 10, р 2 = 1 ,

то тоді отримуємо кількість інформації, що дорівнює нулю I= log 2 1 = 0.

Позначимо величину:
. Тоді з формули К. Шеннонаслід, що кількість інформації Iможна розуміти як середньоарифметичну величину f i , тобто величину f i можна інтерпретувати як інформаційний зміст символу алфавітуз індексом iта величиною p i ймовірність появи цього символу в будь-якому повідомленні (слові), що передає інформацію.

У термодинаміці відомий так званий коефіцієнт Больцмана K = 1.38 × 10 -16 (ерг/град) та вираз ( формула Больцмана) для ентропії або заходи хаосуу термодинамічній системі:

.

Порівнюючи вирази для Iі S, можна зробити висновок, що величину Iможна розуміти як ентропію через брак інформаціїу системі (про систему).

Основне функціональне співвідношення між ентропією та інформацієюмає вигляд:

З цієї формули випливають важливі висновки:

збільшення міри Шеннона свідчить про зменшення ентропії (збільшення порядку) системи;

Зменшення міри Шеннона свідчить про збільшення ентропії (збільшення безладдя) системи.

Позитивна сторона формули Шеннона– її абстрактність від сенсу інформації. Крім того, на відміну від формули Хартлі, вона враховує відмінність станів, що робить її придатною для практичних обчислень. Основний негативний бік формули Шеннона- Вона не розпізнає різні стани системи з однаковою ймовірністю.

Методи отримання інформаціїможна розбити на три великі групи.

Емпіричні методи чи методи отримання емпіричних даних.

Теоретичні методи чи методи побудови різних теорій.

Емпірико-теоретичні методи (змішані) або методи побудови теорій на основі отриманих емпіричних даних про об'єкт, процес, явище.

Охарактеризуємо коротко емпіричні методи.

Спостереження- Збір первинної інформаціїпро об'єкт, процес, явище.

Порівняння- Виявлення та співвідношення загального та різного.

Вимірювання- Пошук за допомогою вимірювальних приладів емпіричних фактів.

Експеримент- Перетворення, розгляд об'єкта, процесу, явища з метою виявлення якихось нових властивостей.

Крім класичних форм реалізації, останнім часом використовуються опитування, інтерв'ю, тестування та інші.

Охарактеризуємо коротко емпірико-теоретичні методи.

Абстрагування- Виділення найбільш важливих для дослідження властивостей, сторін досліджуваного об'єкта, процесу, явища та ігнорування несуттєвих і другорядних.

Аналіз- Роз'єднання цілого на частини з метою виявлення їх зв'язків.

Декомпозиція- Роз'єднання цілого на частини зі збереженням їх зв'язків із оточенням.

Синтез– з'єднання елементів у ціле з метою виявлення їх взаємозв'язків.

Композиція- з'єднання частин цілого із збереженням їх взаємозв'язків із оточенням.

Індукція- Отримання знання про ціле за знаннями про частини.

Дедукція- Отримання знання про частини за знаннями про ціле.

Евристики, використання евристичних процедур– отримання знання про ціле за знаннями про частини та за спостереженнями, досвідом, інтуїцією, передбаченням.

Моделювання (просте моделювання), використання приладів – отримання знання про цілому або його частини за допомогою моделі або приладів.

Історичний метод- Пошук знань з використанням передісторії, що реально існувала або мислимою.

Логічний метод– пошук знань шляхом відтворення частин, зв'язків чи елементів у мисленні.

Макетування- Отримання інформаціїза макетом, подання частин у спрощеному, але цілісному вигляді.

Актуалізація- Отримання інформаціїза допомогою переведення цілого або його частин (а отже, і цілого) із статичного стану в динамічний стан.

Візуалізація- Отримання інформаціїза допомогою наочного чи візуального уявлення станів об'єкта, процесу, явища.

Крім зазначених класичних форм реалізації теоретико-емпіричних методів часто використовуються і моніторинг (система спостережень та аналізу станів), ділові ігри та ситуації, експертні оцінки (експертне оцінювання), імітація (наслідування) та інші форми.

Охарактеризуємо коротко теоретичні методи.

Сходження від абстрактного до конкретного– отримання знань про ціле або про його частини на основі знань про абстрактні прояви у свідомості, у мисленні.

Ідеалізація– отримання знань про ціле або його частини шляхом подання у мисленні цілого чи частин, що не існують насправді.

Формалізація– отримання знань про ціле або його частини за допомогою мов штучного походження (формальний опис, уявлення).

Аксіоматизація– отримання знань про цілому чи його частинах з допомогою деяких аксіом (не доведених у цій теорії тверджень) і правил отримання їх (і з раніше отриманих тверджень) нових вірних тверджень.

Віртуалізація- отримання знань про ціле або його частини за допомогою штучного середовища, ситуації.

приклад.Для побудови моделі планування та управління виробництвом у рамках країни, регіону чи великої галузі потрібно вирішити такі проблеми:

визначити структурні зв'язки, рівні управління та прийняття рішень, ресурси; при цьому частіше використовуються методи спостереження, порівняння, вимірювання, експерименту, аналізу та синтезу, дедукції та індукції, евристичний, історичний та логічний методи, макетування та ін;

визначити гіпотези, цілі, можливі проблеми планування; найбільш використовувані методи - спостереження, порівняння, експеримент, абстрагування, аналіз, синтез, дедукція, індукція, евристичний, історичний, логічний та ін;

конструювання емпіричних моделей; найбільш використовувані методи - абстрагування, аналіз, синтез, індукція, дедукція, формалізація, ідеалізація та ін;

пошук вирішення проблеми планування та прорахунок різних варіантів, директив планування, пошук оптимального рішення; використовувані частіше методи - вимір, порівняння, експеримент, аналіз, синтез, індукція, дедукція, актуалізація, макетування, візуалізація, віртуалізація та ін.

Суть завдання керування системою- Відділення цінної інформаціївід "шумов" (некорисного, іноді навіть шкідливого для системи обурення інформації) та виділення інформаціїщо дозволяє цій системі існувати та розвиватися.

Інформаційна система - Це система, в якій елементи, структура, мета, ресурси розглядаються на інформаційному рівні (хоча, природно, є й інші рівні розгляду).

Інформаційне середовище – це середовище (система та її оточення) із взаємодіючих інформаційних систем, включаючи та інформацію, що актуалізується в цих системах.

Встановлення відносин та зв'язків, опис їх формальними засобами, мовами, розробка відповідних описів моделей, методів, алгоритмів, створення та актуалізація технологій, що підтримують ці моделі та методи, та становить основне завдання інформатики як науки, освітньої галузі, сфери людської діяльності.

Інформатику можна визначити як науку, що вивчає постійні сутності (інваріанти) інформаційних процесів, які протікають у різних предметних галузях, у суспільстві, у пізнанні, у природі.

Інформація(від латів. informatio, роз'яснення, виклад, поінформованість) - відомості про щось, незалежно від форми їх подання.

Слово «інформація» походить від латів. informatio, що у перекладі означає зведення, роз'яснення, ознайомлення. Поняття інформації розглядалося ще античними філософами. До початку промислової революції визначення суті інформації залишалося прерогативою переважно філософів. У XX столітті питаннями теорії інформації почали займатися кібернетика та інформатика.

Сучасне наукове уявлення про інформацію дуже точно сформулював Норберт Вінер, батько кібернетики. Інформація - це позначення змісту, отриманого із зовнішнього світу у процесі нашого пристосування до нього та пристосування до нього наших почуттів.

Клод Шеннон, американський вчений, який заклав основи теорії інформації - науки, що вивчає процеси, пов'язані з передачею, прийомом, перетворенням та зберіганням інформації, - розглядає інформацію як зняту невизначеність наших знань про щось.

ГОСТ Р 50922-96: Інформація - відомості про осіб, предмети, факти, події, явища та процеси незалежно від форми їх подання.

ФЗ РФ від 27 липня 2006 р. N 149-ФЗ: інформація - відомості (повідомлення, дані) незалежно від форми їх подання;

Не формулюючи зараз чіткого визначення інформації, спробуємо розкрити її сутність, описавши ті властивості інформації, до усвідомлення та використання яких людство у своєму розвитку підійшло.

Поняття інформації є найскладнішим розуміння і зазвичай у вступних курсах інформатики не визначається, приймається як вихідне базове поняття, розуміється інтуїтивно. Часто це поняття ототожнюється неправильно з поняттям "повідомлення".

Поняття "інформація" має різні трактування у різних предметних галузях. Наприклад, інформація може розумітися як:

абстракція, абстрактна модель аналізованої системи (в математиці);

Сигнали для управління, пристосування системи, що розглядається (в кібернетиці);

міра хаосу в системі (в термодинаміці);

Ймовірність вибору в системі (теоретично ймовірностей);

міра різноманітності в аналізованої системі (у біології) та інших.

Інформація – це деяка впорядкована послідовність повідомлень, що відображають, передають та збільшують наші знання.

Інформація актуалізується за допомогою різноманітних форм повідомлень – певного виду сигналів, символів.

Інформація стосовно джерела або приймача буває трьох типів: вхідна, вихідна та внутрішня.

Інформація стосовно кінцевого результату буває вихідна, проміжна і результуюча.

Інформація щодо її мінливості буває постійна, змінна та змішана.

Інформація щодо стадії її використання буває первинна та вторинна.

Інформація щодо її повноти буває надмірна, достатня та недостатня.

Інформація щодо доступу до неї буває відкрита та закрита.

Є інші типи класифікації інформації.

приклад. У філософському аспекті інформація поділяється на світоглядну, естетичну, релігійну, наукову, побутову, технічну, економічну, технологічну.

Основні властивості інформації:

Повнота;

Актуальність;

Адекватність;

Зрозумілість;

Достовірність;

Масовість;

Стійкість;

Цінність та ін.

Інформація – зміст повідомлення, повідомлення – форма інформації.

Інформація(Information) - це дані, що супроводжуються смисловим навантаженням.

При цьому, очевидно, те, що для однихє даними, для іншихцілком можливо інформацією. Але завжди можна точно сказати, що потрібно зробити для того, щоб ті чи інші дані стали інформативними для найбільшої аудиторії: їх потрібно забезпечити змістовим змістом. Чим повнішим буде цей зміст, тим більш інформативною буде відповідне повідомлення.

Вхідна інформація- та, яку система сприймає від довкілля. Така інформація називається вхідний інформацією (стосовно системі).

Вихідна інформація(по відношенню до навколишнього середовища) - та, яку система видає у навколишнє середовище.

Внутрішня, внутрішньосистемна інформація(по відношенню до даної системи) - та, що зберігається, переробляється, використовується лише всередині системи, актуалізується лише підсистемами системи.

Інформація щодо кінцевого результату проблеми буває:

• вихідна (на стадії початку використання актуалізації цієї інформації);
• проміжна (на стадії від початку до завершення актуалізації інформації);
• результуюча (після використання цієї інформації, завершення її актуалізації).

Інформація (за її мінливістю під час актуалізації) буває:

• постійна (не змінена ніколи за її актуалізації);
• змінна (змінна під час актуалізації);
• змішана – умовно-постійна (або умовно-змінна).
• Можлива також класифікація інформації та за іншими ознаками:
• по стадії використання (первинна, вторинна);
• по повноті (надлишкова, достатня, недостатня);
• стосовно мети системи (синтаксична, семантична, прагматична);
• стосовно елементів системи (статична, динамічна);
• стосовно структури системи (структурна, відносна);
• по відношенню до управління системою (керуюча, рекомендуюча, перетворююча);
• стосовно території (федеральна, регіональна, місцева, що відноситься до юридичної особи, що відноситься до фізичної особи);
• за доступністю (відкрита або загальнодоступна, закрита чи конфіденційна);
• по предметній галузі, характером використання (статистична, комерційна, нормативна, довідкова, наукова, навчальна, методична і т.д., змішана) та інші.

Інформація існує у вигляді документів, креслень, малюнків, текстів, звукових та світлових сигналів, електричних та нервових імпульсів тощо.

Основні властивості інформації (та повідомлень):

• повнота (містить все необхідне розуміння інформації);
• актуальність (необхідність) та значимість (відомостей);
• ясність (виразність повідомлень мовою інтерпретатора);
• адекватність, точність, коректність інтерпретації, прийому та передачі;
• інтерпретованість та зрозумілість інтерпретатору інформації;
• достовірність (що відображається повідомленням);
• вибірковість;
• адресність;
• конфіденційність;
• інформативність і значимість (повідомлень, що відображаються);
• масовість (застосовність до всіх проявів);
• кодованість та економічність (кодування, актуалізації повідомлень);
• стисливість та компактність;
• захищеність та завадостійкість;
• доступність (інтерпретатору, приймачеві);
• цінність (передбачає достатній рівень споживача).

Приклад інформації: 812 рублів, 930 рублів, 944 рублі. Більш інформативне повідомлення: 812 рублів, 930 рублів, 944 рублі - ціни на бальзам після гоління. Ще більш інформативне: 812 рублів, 930 рублів, 944 рублі - ціни на бальзам після гоління "Dune", 100 мл. у Москві.

Інформація- це деяка послідовність відомостей, знань, які актуалізуються (одержуються, передаються, перетворюються, стискаються, реєструються) за допомогою деяких символів символьного, образного, жестового, звукового, сенсомоторного типу.

Інформація - це дані, що розглядаються з урахуванням деякої їхньої семантичної сутності.

У результаті ми маємо таку просту формулу:

інформація = дані + сенс

Методи отримання та використання інформації можна розділити на три групи, що іноді розмежовуються лише умовно:

1. емпіричні методи чи методи отримання емпіричної інформації (емпіричних даних);
2. теоретичні методи чи методи отримання теоретичної інформації (побудови теорій);
3. емпірико-теоретичні методи (змішані, напівемпіричні) чи методи отримання емпірико-теоретичної інформації.

Охарактеризуємо коротко емпіричні методи:

1. Спостереження - збирання первинної інформації або емпіричних тверджень про систему (у системі).
2. Порівняння - встановлення загального та різного в досліджуваній системі чи системах.
3. Вимір - пошук, формулювання емпіричних фактів.
4. Експеримент - цілеспрямоване перетворення досліджуваної системи (систем) виявлення її (їх) властивостей.

Окрім класичних форм їх реалізації, останнім часом використовуються й такі форми як опитування, інтерв'ю, тестування та інші. Охарактеризуємо коротко емпірико-теоретичні методи.

1. Абстрагування - встановлення загальних властивостей та сторін об'єкта (або об'єктів), заміщення об'єкта чи системи її моделлю. Абстракція в математиці розуміється у двох сенсах: а) абстракція, абстрагування - метод дослідження деяких явищ, об'єктів, що дозволяє як виділити основні, найважливіші для дослідження властивості, сторони досліджуваного об'єкта або явища, так і ігнорувати несуттєві та другорядні; б) абстракція - опис, уявлення об'єкта (яви), одержуване з допомогою методу абстрагування; особливо важливо в інформатиці таке поняття як абстракція потенційної здійсненності, яке дозволяє нам досліджувати конструктивно об'єкти, системи з потенційною здійсненністю (тобто вони могли б бути здійсненні, якби не було обмежень щодо ресурсів); використовуються і абстракція актуальної нескінченності (існування нескінченних, неконструктивних множин, систем і процесів), а також абстракція ототожнення (можливості ототожнення будь-яких двох однакових літер, символів будь-якого алфавіту, об'єктів, незалежно від місця їх появи в словах, конструкціях, хоча їх інформація це може бути різна).
2. Аналіз - роз'єднання системи на підсистеми для виявлення їх взаємозв'язків.
3. Декомпозиція - роз'єднання системи на підсистеми із збереженням їхніх взаємозв'язків із оточенням.
4. Синтез – з'єднання підсистем у систему з метою виявлення їх взаємозв'язків.
5. Композиція - з'єднання підсистем у систему із збереженням їх взаємозв'язків із оточенням.
6. Індукція - отримання знання про систему знання про підсистеми; індуктивне мислення: розпізнавання ефективних рішень, ситуацій і потім проблем, які може вирішувати.
7. Дедукція - отримання знання про підсистеми знання про систему; дедуктивне мислення: визначення проблеми і потім пошук ситуації, що його вирішує.
8. Евристики, використання евристичних процедур - отримання знання про систему за знаннями про підсистеми системи та спостереження, досвід.
9. Моделювання (просте моделювання) та/або використання приладів - отримання знання про об'єкт за допомогою моделі та/або приладів; моделювання ґрунтується на можливості виділяти, описувати та вивчати найбільш важливі фактори та ігнорувати при формальному розгляді другорядні.
10. Історичний метод - пошук знань про систему шляхом використання її передісторії, що реально існувала або ж мислимою, можливою (віртуальною).
11. Логічний метод – метод пошуку знань про систему шляхом відтворення її деяких підсистем, зв'язків чи елементів у мисленні, у свідомості.
12. Макетування - отримання інформації з макету об'єкта чи системи, тобто. за допомогою подання структурних, функціональних, організаційних та технологічних підсистем у спрощеному вигляді, що зберігає інформацію, яка необхідна для розуміння взаємодій та зв'язків цих підсистем.
13. Актуалізація - отримання з допомогою активізації, ініціалізації сенсу, тобто. переведенням зі статичного (неактуального) стану в динамічний (актуальний) стан; при цьому всі необхідні зв'язки та відносини (відкритої) системи із зовнішнім середовищем повинні бути враховані (саме вони актуалізують систему).
14. Візуалізація – отримання інформації за допомогою наочного чи візуального подання станів актуалізованої системи; візуалізація передбачає можливість виконання у системі операції типу "пересунути", "повернути", "укрупнити", "зменшити", "видалити", "додати" і т.д. (як щодо окремих елементів, і до підсистем системи). Це спосіб візуального сприйняття інформації.

Крім зазначених класичних форм реалізації теоретико-емпіричних методів, останнім часом часто використовуються і такі форми як моніторинг (система спостережень та аналізу станів системи), ділові ігри та ситуації, експертні оцінки (експертне оцінювання), імітація (наслідування), верифікація (порівняння з досвідом та висновок про навчання) та інші форми.

Охарактеризуємо коротко теоретичні методи.

1. Сходження від абстрактного до конкретного – отримання знань про систему на основі знань про її абстрактні прояви у свідомості, у мисленні.
2. Ідеалізація - отримання знань про систему або її підсистеми шляхом уявного конструювання, подання в мисленні систем та/або підсистем, що не існують насправді.
3. Формалізація - отримання знань про систему з допомогою знаків чи формул, тобто. мов штучного походження, наприклад, мови математики (або математичний, формальний опис, уявлення).
4. Аксіоматизація - отримання знань про систему або процес за допомогою деяких спеціально для цього сформульованих аксіом і правил виведення з цієї системи аксіом.
5. Віртуалізація - отримання знань про систему створенням особливого середовища, обстановки, ситуації (в яку міститься досліджувана система та/або її досліджуваний суб'єкт), яку реально, без цього середовища, неможливо реалізувати та отримати відповідні знання.