Свойства и характеристики информационных потоков в управлении Консервативность информационной системы

В существующих системах управления в большинстве случаев устойчивая работа обеспечивается путем систе­матического создания новых, более эффективных алгорит­мов контроля и управления, которые не могли быть предусмотрены при разработке данной системы. Этими алгоритмами предусматривается использование и выдача новых информационных потоков, представляющих собой комбинацию ранее существовавших сведений или допол­нительное введение новых.

Новые информационные потоки создаются также при изменении целей и критериев функционирования системы управления, ее структуры, перераспределении функции по уровням и узлам системы, внедрении новых технических средств, а иногда даже при замене одного сотруд­ника другим в организационной структуре системы управления. Однако старые, ранее установившиеся информационные потоки часто продолжают функциони­ровать, что порождает дублирование и неполное исполь­зование части информации и снижает экономическую эффективность работы системы.

Анализ ряда систем показывает, что информационная система гораздо более консервативна, медленнее пере­страивается, чем система управления. Раз введенные фор­мы документов, каналы передачи информации отмирают с трудом, через продолжительное время после того, как в них исчезнет необходимость. Информационным системам присуще неприятное свойство — способность к накоплению, аккумулированию этих отмирающих, неиспользуемых потоков данных. Наоборот, вновь создан­ный орган управления обычно довольно долго не может наладить систему сбора необходимой информации.

Степень интеграции или, наоборот, «размножения», информации можно характеризовать коэффициентом β, который определяется следующим образом:

.

Для осведомительной информации обычно β≤1, для распорядительной β≥1.

На рис. 5 приведена графическая модель интеграции информации для задачи «Обработка результатов экзамена­ционных сессий» для разных уровней системы Министер­ства высшего и среднего специального образования СССР.

Рис.5. Модель интеграции информации

Методы обобщенного представления информации на любом из уровней системы связаны с агрегацией информа­ции, под которой понимается, как мы уже говорили, процесс обобщения и выделения данных из первичного множества параметров с целью формирования групповых обобщенных характеристик, позволяющих судить о суще­ственных признаках поведения и состояния исходного множества данных. В зависимости от свойств обобщенных характеристик и методов их формирования можно выде­лить три направления агрегации информации, а именно — функционально-логическое, аналитическое и статическое.

Первое основано на использовании функциональных и логических связей параметров между собой, а также их отношений к состоянию объекта и целевой функции управ­ления. В результате аналитической агрегации выявляются интегральные или экстремальные характеристики множества данных, связанных с ними функциональными зависимостями. Направление статистической агрегации связа­ли с формированием и представлением множества отдельных значений параметров, их статистических распределений и характеристик.

Отфильтрованная и, в случае необходимости, агрегированная информация может быть подвергнута операции сжатия. Операция сжатия или свертывания информации предполагает, что в результате некоторого преобразования какому-то сообщению ставится в соответствие более краткое. Существо всякого сжатия информации заключается в устранении избыточности, которая имеется в исходном сообщении. Изучение естественных языков методами тео­рии вероятностей показало, что все европейские языки. В том числе и русский, обладают большой избыточностью — до 50—80 %, что является естественным приспособлением языка с точки зрения его помехоустойчивости. В процессе машинной обработки информации возникает потребность в устранении избыточности естественного языка до нредейа, определяемого помехоустойчивостью сообщения в технических устройствах. Возможность уменьшения рабочего объема памяти, занимаемого под основную информацию, при помощи различных приемов сжатия информации также представляет собой значительный практический интерес.

Если символы какого-то алфавита не равновероятны, что обычно бывает в действительности, то сообщение определенной длины L будет иметь энтропию (количество информации), приходящуюся на один символ Н₁<Н_max. Это означает, что при заданной энтропии Н₁ можно было бы получить такое же количество сведений при меньшей дли­не сообщений, чем в случае равно вероятности всех этих сообщений.

Таким образом, избыточность характеризует величину, на которую удлиняются сообщения, составленные из сим­волов данного алфавита, по сравнению с минимальной длиной, потребной для передачи данной информации.

Избыточность информации определяют коэффициентом избыточности.

.

Одним из важных результатов теории информации яв­ляется теорема об устранении избыточности, которая име­ется в передаваемых сообщениях. Эта избыточность, как уже было сказано, может быть устранена кодированием, т. е. однозначным преобразованием одной исходной после­довательности символов в другую последовательность с тем же или другим алфавитом. При этом наиболее часто встречающимся сообщениям следует ставить в соответст­вие более короткие кодовые комбинации, и редко встреча­ющимся — более длинные.

Такое представление сообщений словами разной длины установилось и в естественном языке. Самыми короткими являются наиболее часто употребляемые слова — я, да, дай, пить, есть. Длинными словами представлены понятия, редко встречающиеся в обиходной речи, — электрификация, взаимопонимание, противоестественность. Более того, когда какие-либо слова или словосочетания начинают встречаться чаще, мы используем их сокращения — колхоз, райком, профорг.

Пусть некоторое сообщение состоит из п символов и имеет вероятность появления р. Если это сообщение перекодируется в новое сообщение, имеющее т символов, то коэффициент сжатия в этом случае равен т/п. Среднеста­тистическое значение этого отношения для всевозможных п-символьных сообщений равно

,

а предел называется коэффициентом сжатия при данном способе кодирования сообщений.

Способы сжатия информации можно классифицировать следующим образом.

А. По виду элемента, на котором осуществляется сжатие:

1) побуквенное сжатие;

2) пословное сжатие;

3) сжатие словосочетаний, фраз;

4) сжатие текстов.

Б. По характеру операции сжатия информации:

1) при побуквенном сжатии сообщений оптимальное неравномерное кодирование символов алфавита, укорочение допустимой для данного алфавита длины кодовой комбинации символа;

2) при пословном сжатии слов, словосочетаний и фраз — аббревиатура (условные сокращения), ус­транение некоторых символов в сообщении на естественном языке, замена данного сообщения соответствующим более коротким, вычисление идентификатора, или адреса исходного сообщения по его исходной записи или представлению;

3) при сжатии текстов более плотная упаковка ин­формации, записанной в памяти, библиографи­ческое описание, аннотирование, реферирование, индексация.

В. По характеру взаимосвязи элементов информации в процессе сжатия:

1) автономное сжатие;

2) сжатие с учетом взаимосвязи информационных элементов.