1.Информация. Информационный обмен. Основные термины и определения.

Под ИНФОРМАЦИЕЙ нужно понимать не сами предметы и процессы, а их представительные характеристики, отражение или отображение в виде чисел, формул, описаний, чертежей, символов и других абстрактных характеристик. Информация всегда проявляется в материально-энергетической форме в виде сигналов (физический процесс или явление, несущее сообщение (или информацию) о каком-либо событии, состоянии объекта наблюдений, либо передающий команды управления, указания, оповещения).

Чисто информационные процессы: сбор, передача, переработка, хранение и представление информации. Информация объединяет все сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.

Процесс «взаимодействия» между массой, энергией и информацией можно, условно, представить в виде структурной схемы

2.Фазы обращения информации.

Цикл обращения информации можно рассматривать и как цикл преобразования сигналов, несущих информацию.

Поток первичной информации об объекте образуется в фазе генерации. Восприятие информации состоит в том, что формируется образ объекта, производится его опознание и оценка. При восприятии нужно отличать по­лезную информацию от шумов, что в некоторых случаях может представлять значительные технические трудности. В результате восприятия получается сигнал в форме, удобной для передачи или обработки. В фазу восприятия может включаться операция подготовки информации, ее нормализации, квантования, кодирования, модуляции сигналов и построения моделей.

Трансляция (передача-прием) информации состоит в переносе ее на расстояние посредством сигналов различной физической природы соответст­венно по механическим, акустическим, оптическим, электрическим (элек­тромеханическим) и радиотехническим каналам. Прием информации на дру­гой стороне канала имеет характер вторичного восприятия со свойственными ему операциями «борьбы» с шумами.

Переработка информации заключается в решении задач, связанных с преобразованием информации, независимо от ее функционального назначе­ния. Промежуточным этапом обработки является хранение информации. Из­влечение информации из запоминающих устройств также имеет характер восприятия и связано с борьбой с помехами. Представление информации требуется в основном тогда, когда в цикл обращения включается человек. Оно заключается в демонстрации человеку-оператору условных изображений, содержащих качественные и количест­венные характеристики выходной информации. Для этого используются уст­ройства, способные воздействовать на органы чувств человека — сенсоры.

Из устройств обработки информация может выводиться не только опе­ратору, но и непосредственно воздействовать на органы чувств человека.

Воздействие информации заключается в том, что сигналы, несущие информацию, производят регулирующие или защитные действия, вызывая изменения в самом объекте.

Не все информационные системы замкнуты. Существуют и разомкну­тые системы, в которых информация передается от источника к приемнику или потребителю.

Активное воздействие на отбираемую от источника информацию мо­жет оказывать либо сам источник, либо потребитель. Часть систе­мы, оказывающую активное воздействие на ее работу, называют субъектом, а пассивную - объектом. параметров наблюдения X или управления Y

Как объектом, так и субъектом может быть человек (Ч) или машина (М). Возможные отношения между ними в разомкнутой информационной системе приведены на рисунке ниже.

3.Виды информации.

обобщенная величина информации - Ф

Структуру информации можно изменять, переходя от одного вида информации к другому. Если фактологическая информация обладает количественными харак­теристиками, то она называется параметрической. К чисто топологической информации можно отнести геометрические образы, различные плоские изображения и объемные объекты. Текстовые системы образуют лингвистическую информацию. Абстрактную информацию применяют в исследованиях на высоком теоретическом уровне, когда нужны отвлечения, обобщения и символизация.

Событие. Первичным и неделимым элементом информации является элементарное событие по бинарному алгоритму (да-нет). Это наличие или отсутствие какого-либо явления. Событием может быть также сведение об импульсе или паузе (напряжение) в электрической цепи, попадание или непопадание в цель, наличие или отсутствие команды управления и т. д. В геометрической символике точкой и пробелом: ● или ○. В арифметической символике - 1 или 0, в сиг­нальной символике: ↑ - высокий уровень и ↓ - низкий уровень. Величина - упорядоченное в одном измерении множество событий. Величина может быть дискретной или не­прерывной. В первом случае множество событии четно, а во втором - не­счетно. Функция X(t) есть соотношение между величиной X и переменной t. Функцию можно трактовать как двумерное поле событии (по­верхность). Комплекс. Полный комплекс информации Х(Т, N) есть соответствие между величиной X и двумя переменными (например, временем и координа­той).

4. Структурные преобразования информации.

5. Измерение информации. Геометрическая мера.

Геометрическая мера. Определение количества информации геометрическим методом сводится к измерению элементов формы (длины линии, площади или объема геометрической модели) данного информационного комплекса в количестве дискретных единиц.

Геометрической мерой определяется потенциальное, т.е. максимально возможное количество информации в заданных структурных габаритах. Это количество принято называть информационной емкостью исследуемой части информационной системы.

Предположим, что информация отражается полным комплексом XTN. Если дискретные отсчеты осуществляются по осям X, T и N соответственно через интервалы Δ_X, Δ_T и Δ_N, то непрерывные координаты раскладываются на элементы (кванты), количество которых составляет: ; ; .

Тогда количество информации в полном комплексе {X,T,N}, определяемое геометрическим методом: M = m_X ·m_T ·m_N.

6. Комбинаторная мера информации.

Количество комбинаций в комбинаторной мере вычисляется как количество комбинаций элементов. Таким образом оценке подвергается свойство потенциального структурного многообразия информационных комплексов. Сочетания из n элементов по m различаются неодинаковым составом элементов. Их возможное число (при n ≥ m) равно: .

Сочетания с повторениями также различаются составом элементов, но элементы могут в них повторяться до “m” раз. Их число: .

Перестановки h элементов различаются только их порядком. Число возможных вариантов равно:

Перестановка с повторениями элементов, когда один из элементов повторяется α раз, другой β раз, и, наконец, последний γ раз, характеризуется возможным числом вариантов.

Размещения из h элементов по m различаются и по составу элементов и по их порядку. Возможное число размещений: .

Возможное число размещений с повторениями до m раз из h элементов есть: .

При использовании комбинаторной меры количество информации Q совпадает с числом возможных соединений (связей) между элементами. Т. е. в отличие от геометрической меры при этом оценивается не только число квантов, но и их структурное многообразие.

Количество информации при том же числе элементов теперь много­кратно увеличивается.