Лекція 5

Системне проектування комп’ютерних інформаційних систем

§ 5.1. Інформація у теорії зв’язку

Сучасне розуміння того, що таке інформація та яку роль вона відіграє у штучних та природних системах, склалося не відразу. Воно являє собою сукупність знання різних наук: фізики, біології, філософії, кібернетики, теорії зв’язку та інших.

Поняття інформації являється одним із основних понять сучасного природознавства. Інформація у самому загальному її розумінні являє собою міру неоднорідності розподілу матерії та енергії у просторі й часі, міру змін, котрими супроводжуються всі процеси, що протікають у світі. Зовсім не обов’язково зв’язувати з поняттям інформації вимогу її осмисленості, як це має місце у побутовому розумінні цього терміну. Інформацію несуть у собі не тільки записаними буквами листи книги, а й сонячне світло, складки гірського хребта, шум водоспаду, шелест листя тощо.

Інформаційний підхід до вивчення явищ передбачає ряд наступних абстракцій:

1. відволікання від смислової (семантичної) сторони повідомлення;

2. відволікання від проблеми істинності повідомлення;

3. відволікання від прагматичної сторони повідомлення;

4. відволікання від особливостей людини як приймача інформації;

5. відволікання від фізичної форми сигналів, що передаються.

Оперуючи з письмовою інформацією, звичайно відволікаються від характеру шрифту або матеріалу, яким відбувався запис інформації. Інформаційна сутність букв, як засіб вираження лексичної інформації, не залежить від того, чи написані вони від руки, надруковані або висічені на камені. Однак, існують випадки, наприклад, у криміналістиці, коли основну роль грають не самі букви, а й інформація про почерк та навіть склад чорнил, якими зроблений запис.

Можливість відволікатися від багатьох властивостей реальних носіїв інформації дає широкий простір для моделювання інформаційних процесів однієї природи процесами зовсім іншої фізичної природи, що мають, однак, ту ж саму інформаційну сутність. Саме на цьому шляху й виникає абстрактне розуміння інформації.

Зовсім з іншої сторони до цієї проблеми прийшла філософська теорія пізнання. Початковий зміст слова „інформація” як „знання”, „відомості”, „повідомлення”, „вісті” тобто дещо притаманне тільки людській свідомості та спілкуванню, почав розширюватися й узагальнюватися. Визнавши, що наше знання є відображенням реального світу, теорія пізнання встановила, що відображення являється загальною властивістю матерії. Наприклад, чорна типографська фарба, що міститься на білому полі сторінки у визначеному порядку, характерна намагніченість стрічки у магнітофоні, амплітудо чи частотно модульована радіохвиля, заглиблення в доріжці СД диску комп’ютера, клинописні риски на глиняних табличках древніх шумерів тощо.

Разом з тим думка – не матеріальна. Мозок людини не виділяє думку, як жовчний міхур жовч – як примітивно вважали вульгарні матеріалісти. Думку не можна виділити у пробірку, як сечу чи шлунковий сік. „Особисті властивості людини, думка, пам’ять, виховання, моральні устої неможливо представити на молекулярному рівні, звести їх до хімічних реакцій, тим більше при неперервній зміні молекул-атомів. Це дуже сиро, грубо та примітивно, але переконує на 80 – 90% про існування душі як деякої не молекулярно-атомної субстанції” (Гліб Юрієвич Максимов – вітчизняний розробник космічної техніки).

Думку не можна передати інакше як передавши її „матеріальну оболонку”, її матеріальний носій. Хоча теорія інформації відволікається від внутрішнього смислу повідомлення та від його значення для одержувача, тим не менше в якості емпіричного припущення вона визнає наявність постійного зв’язку ідеальної сторони (змісту) повідомлення та її матеріального виразу.

Фізичні властивості сигналу як матеріального носія думки – його маса, енергія, хімічний склад тощо не мають жодного відношення до змісту думки, яку хочуть передати або зафіксувати за його допомоги.

Інформація володіє якістю безмежності, що служить категоріальною характеристикою споживання. Якщо я продаю деякий предмет, наприклад, книжку, то після продажу у мене її більше нема. Якщо я продаю інформацію, вона як і раніше залишається у мене. Більш того, інформація стає тим більш цінною, чим більше людей володіють нею. Інформація „не прив’язана” до жодного з видів промисловості, до жодної із форм підприємництва. Інформація не має явно вираженої форми кінцевого використання, так саме як жоден вид кінцевого використання не вимагає специфічного виду інформації й не залежить ні від одного конкретного виду інформації.

Інформація завжди знаходиться на якомусь матеріальному носії. Книга – це не інформація, це річ, предмет. Букви у книзі – всього лише фарба. Букви перетворюються в інформацію тільки тоді, коли є хтось, хто може ці букви декодувати у смисл. Інформація виникає лише тоді, коли є сприймаючий суб’єкт.

Н. Вінер визначив інформацію наступним чином: „Інформація - це сигнал, якого чекають”. Визначеним чином організована матерія плюс ключ для її прочитання – це інформація. Інформація з’являється лише тоді, коли є об’єкт (матерія, що несе повідомлення) та суб’єкт з ключем. Ключ – це знання, як розшифровується той чи інший „надпис” (організована матерія у просторі та часі). Якщо повідомлення ніким не сприйняте, воно так і пройде по світу білим шумом.

Свідомість людини являється вищою, специфічною формою відображення, проте існують й інші форми – психічна (притаманна не тільки людині, але й тваринам), роздратованість (охоплює рослини та простіші організми) і, нарешті, сама елементарна форма – фіксація взаємодії (належить і неорганічній природі, і елементарним часткам, тобто всій матерії взагалі). І тепер, як тільки стани одного об’єкта знаходяться у відповідності зі станами другого об’єкта, кажуть, що один об’єкт відображає другий, містить у собі інформацію про другий.

Для того, щоби два об’єкти мали інформацію один про одного, необхідно, щоби між їхніми станами існувала відповідність у результаті фізичної взаємодії між ними.