1.6. Информация как ресурс управления социально-экономическими системами
Процесс глубоких технологических преобразований, происходящих в настоящее время, можно определить как этап возникновения общества нового типа — информационного общества, поскольку сегодня именно информационные технологии оказывают решающее влияние на проблемы общественного бытия и всех его модификаций — бытия экономического, бытия социального в узком смысле слова, бытия экологического, бытия демографического.
За последнее десятилетие многие государства и международные организации выделили в качестве приоритетной задачи социального управления реализацию концепций и программ по переходу к информационному обществу. Этой цели служит учрежденный в 1995 году Европейской комиссией Форум информационного общества, работа которого направлена на изучение и анализ влияния информационного общества на такие сферы как экономика и занятость, основные социальные и демократические ценности, культура и средства массовой информации, государственные службы и образование.
Для современного этапа развития цивилизации характерен перенос центра тяжести экономического развития с материальных сфер производства, использующих энергетическо-сырьевой базис, на наукоемкие и высокотехнологичные сферы. Этот процесс уверенно можно характеризовать как бурный рост информационного сектора экономики, определяемого долей суммарного рабочего времени, затрачиваемого на обработку, передачу, хранение информации. Данный вид деятельности во многих развитых странах Запада уже сейчас охватывает до 60 процентов трудоспособного населения и имеет тенденцию к неуклонному росту, кардинальному увеличению доли сектора информационной экономики относительно материальных компонент в совокупном валовом национальном продукте.
На фоне зарождающегося информационного общества одной из глобальных проблем XXI века является бурный, взрывообразный рост объемов информации, обрушивающейся на человека. Замеченная в середине прошлого века устойчивая тенденция удвоения каждые восемь лет объемов информации, относящейся к задачам проектирования, в наши дни не только не сгладилась, но со всей очевидностью, усугубилась. В последнее десятилетие рост объемов информации оценивается как ее удвоение за 20 месяцев. Сегодняшний экспоненциальный рост объемов информации означает лишь то, что за это время происходит удвоение количества единиц информации, но не знания, и этот экспоненциальный рост вовсе не достижение, а беда информационных технологий. И действительно, на ранних стадиях внедрения компьютеров представлялось, что именно этот инструмент, в силу его способности «молниеносной» обработки информации, станет панацеей общества в преодолении многих проблем, связанных с хранением, переработкой и передачей информации. Однако реалии последних лет показывают, что именно в силу своего быстродействия компьютер грозит стать не помощником, а врагом человека, призванного принимать решения на основе полученной информации. На любого сегодняшнего управленца компьютер обрушивает потоки неструктурированных данных, которые нельзя и информацией назвать в точном смысле этого слова. Как же преодолеть это противоречие — не уничтожать же компьютеры?! Конечно нет, но на новом этапе развития общества, когда настоящий информационный взрыв является реальным вызовом нового века, необходимо осознать эту проблему и найти эффективные пути ее решения.
В связи с изложенным можно, таким образом, отметить две характерные особенности современных цивилизационных процессов: возрастание метасистемности создаваемой человеком искусственной среды и резкое увеличение объемов информации, используемой в человеческой деятельности.
Информация превратилась в глобальный, в принципе неистощимый ресурс человечества, вступившего в новую эпоху развития цивилизации — эпоху интенсивного освоения этого информационного ресурса. Благодаря успешной информатизации множество развитых стран стремительно меняет свой социальный облик, более динамичной и эффективной становится экономика стран, повышается качество жизни населения.
Таким образом, экономический уровень и потенциал государства сегодня определяется уровнем производства средств и систем переработки информации. Вследствие этого термин «информация» приобретает не только познавательное значение, но и имеет важный практический аспект. В то же время, как утверждает академик В.Г. Афанасьев, «нет, пожалуй, в науке, практике современности понятия распространеннее, нежели понятие «информация». И нет в тоже время другого понятия, по поводу которого ведется столько споров, дискуссий, имеется столько различных точек зрения». Существование множества определений информации обусловлено сложностью, специфичностью и многообразием подходов к толкованию сущности этого понятия и следствием все продолжающегося расширения смыслового поля данного термина.
Концепция К. Шеннона, отражая количественно-информационный подход, определяет информацию как меру неопределенности (энтропию) события. Количество информации в том или ином случае зависит от вероятности его получения: чем более вероятным является сообщение, тем меньше информации содержится в нем. По Шеннону, информация служит мерой «неожиданности» обнаружения каждой новой буквы в последовательности символов из данного алфавита, а самая богатая информация содержится в случайной последовательности: прочтение 99 символов случайной последовательности ничем не облегчает предсказание сотого символа. Этот подход, несмотря на то, что он не учитывает смысловую сторону информации, оказался весьма полезным в технике связи и вычислительной технике, послужил основой для измерения информации и оптимального кодирования сообщений. Кроме того, он представляется удобным для иллюстрации такого важного свойства информации, как новизна, неожиданность сообщений. При таком понимании информация — это снятая неопределенность, или результат выбора из набора возможных альтернатив.
Вторая концепция рассматривает информацию как свойство (атрибут) материи. Ее появление связано с развитием кибернетики и основано на утверждении, что информацию содержат любые сообщения, воспринимаемые человеком или приборами. Наиболее ярко и образно данная концепция отражена в трудах академика В.М. Глушкова. Он считал, что «информацию несут не только испещренные буквами листы книги или человеческая речь, но и солнечный свет, складки горного хребта, шум водопада, шелест травы». Иными словами, информация как свойство материи создает представление о ее природе и структуре, упорядоченности, разнообразии и т.д. Она не может существовать вне материи, а значит, она существовала и будет существовать вечно, ее можно накапливать, хранить, перерабатывать.
Третья концепция основана на логико-семантическом подходе, при котором информация трактуется как знание, причем не любое знание, а та его часть, которая используется для ориентировки, для активного действия, для управления и самоуправления. Иными словами, информация — это действующая, полезная, «работающая» часть знаний. Последователь этой концепции В.Г. Афанасьев, развивая логико-семантический подход, дает определение социальной информации: «Информация, циркулирующая в обществе, используемая в управлении социальными процессами, является социальной информацией. Она представляет собой знания, сообщения, сведения о социальной форме движения материи и обо всех других формах в той мере, в какой она используется обществом...».
Развивающиеся информационные процессы вызвали к жизни новые области науки, среди которых наибольших успехов в познании природы информации к настоящему времени достигла информациология. Основоположник информациологии И. Юзвишин сформулировал принцип информационного дуализма пространства Вселенной, смысл которого заключается в том, что пространство имеет информационно-двуединый характер и вакуума, и материи. Главная цель информациологии — упорядочение, классификация и обобщение явлений, событий и процессов, регистрируемых органами чувств и приборами, с последующим приведением их в каноническую обобщенную и табулированную систему, используемую в практических целях. Опираясь на фундаментальный «Всемирный информациогенно-вакуумный закон», информациология в целях изучения материальной и духовной сферы оперирует его частными проявлениями. Среди них — закон сохранения информации, информационного равновесия Вселенной, закон постоянного изменения информации, генерализационный закон информации и закон генерализационно-единого информационного поля, всемирный закон ритмичности, перио-дичности и цикличности, а также законы симметризации и десимметризации информационных процессов и позитивной динамики Вселенной. Безусловно, во многом первые теоретические подходы и обобщения в информациологическом понимании бытия носят некоторый футуристический оттенок, однако развитие информациологических представлений о принципах существования социума способны, на наш взгляд, внести новое понимание глубины социальных процессов, отображающихся в социальной информации.
Информационное общество в своем развитии более всего опирается на интеллектуально-информационный ресурс, остающийся пока еще новой и непривычной категорией, включаемой сегодня в сферы человеческой деятельности. Относительно этого ресурса наукой еще не выяснены объективные законы сохранения или ограничения, характерные для материальной, вещественно-энергетической субстанции. Первые шаги в изучении данного феномена сделаны в работах академика И. Юзвишина, исследовавшего картину мира на основе информациологи-ческой концепции. По многим параметрам интеллектуально-информационный ресурс имеет неоспоримые преимущества по сравнению с материальными ресурсами — сырьем и энергией, с которыми человечество достаточно хорошо освоилось на предыдущих этапах развития общества. Общество, владеющее информационным ресурсом, способно обойтись без многих традиционных природных энергетических ресурсов и уже по структуре экономики избегает большинства социально-экономических и экологических проблем, тяготеющих сегодня над социумом. Не случайно весь индустриальный и постиндустриальный мир берет за образец «японское чудо», в ходе реализации которого национальная стратегия развития Японии с избытком компенсировала недостаточность в минерало-энергетических ресурсах развитием высоких технологий, что всего за несколько десятилетий вывело Японию в группу лидеров мировой экономики.
Поскольку объектом исследования в кибернетике являются системы, создаваемые для решения определенных задач, то информацию в кибернетике определяют как сведения, полезные для решения этих задач. Если сведения не имеют никакой пользы, то они представляют собой не информацию, а «шум». Если они отклоняют от правильного решения, то представляют собой дезинформацию. Рассмотрение информации как условия системного исследования позволяет выделить ряд важнейших свойств. В первую очередь, это полезность информации и наличие в ней смысла для данной системы. Важнейшим свойством информации является то, что она всегда имеет воплощение в виде знаков, символов. Знак, какова бы ни была его природа, является материальным носителем информации. Приемник информации имеет способность к восприятию, преобразованию и воспроизводству знаков в определенном диапазоне, отведенном ему природой или искусственным устройством.
Информацию можно измерить количественно, подсчитать. Для этого необходимо абстрагироваться от смысла сообщения. Как отмечалось, К. Шеннон дал формальное определение количества информации на основе вероятностного подхода и указал критерий, позволяющий сравнивать количество информации, доставляемое разными сигналами.
Суть такого подхода состоит в утверждении, что между сигналом и событием существует однозначная связь. Совокупность сигналов является изоморфным отображением некоторых сторон реального события. Связь сигнала с событием воспринимается как смысловое содержание сигнала или сообщения, сущность которого состоит в том, что благодаря ему получатель побуждается к выбору определенного поведения. Всякое сообщение может рассматриваться как сведения об определенном событии хі в момент ti. Это событие содержит данные о том, в каком из множества возможных состояний находилась система S в момент времени ti. Процесс связи предполагает наличие множества возможностей.
Очевидно, что в сложном сообщении содержится сумма информации, которую несут отдельные сообщения. Однако действительное количество информации зависит не только от числа возможных сообщений, но и от их вероятностей. Сообщение имеет ценность, оно несет информацию только тогда, когда мы узнаем из него об исходе события, имеющего случайный характер, когда оно в какой-то мере неожиданно. При этом ценность информации в основном определяется степенью неожиданности сообщения.
Выяснилось, что состояние неопределенности выбора обладает измеримой количественной оценкой, называемой энтропией источника сообщений (H). Вероятность можно описать как частоту появления именно данного исхода в длинной серии однотипных испытаний. Понятия возможности, случайности, вероятности находятся в определенном отношении с понятием неопределенности. Неопределенность всегда имеет место при выборе одного элемента из некоторой совокупности элементов. Степень неопределенности выбора характеризуется отношением числа выбранных элементов к общему числу элементов множества. Если множество состоит из одного элемента, то степень неопределенности равна нулю. Вероятность выбора в этом случае равна 1. Зависимость между неопределенностью Н и вероятностью р измеряется логарифмом величины 1/р:
В общем виде формула степени неопределенности (количество информации в битах) имеет следующий вид:
,
где рі — вероятность появления некоторого события Sі. Эта формула предложена в 1948 г. К.Шенноном. Ее еще называют формулой абсолютной негэнтропии. Формула абсолютной негэнтропии аналогична формуле энтропии, только имеет отрицательный знак. Знак «минус» в правой части приведенного уравнения использован для того, чтобы величина Н стала положительной (поскольку рі<1, log2рi 0, рі = 1).
Понятие энтропии (от греч entropia — поворот, превращение) ввел немецкий физик-теоретик Р.Клаузиус в 1865 г. Энтропия обозначает меру деградации какой-либо системы. Австрийский физик Л. Больцман в 1872 г. связал энтропию с вероятностью состояния. Изменения энергии в изолированной системе описываются вторым законом термодинамики, который был сформулирован следующим образом: теплота не может сама собою перейти от более холодного тела к более теплому. Суть этого закона состоит в том, что способность изолированных систем совершать работу уменьшается, так как происходит рассеивание энергии. Формула энтропии определяет степень беспорядка, хаотичности молекул газа в сосуде. Естественным поведением любой системы является увеличение энтропии.
Наблюдаемое явление возрастания энтропии замкнутых физических систем на нашем макроуровне — обычный однонаправленный процесс. Взаимодействующие объекты с различной величиной потенциальной энергии (например, температурой, уровнями жидкости в сообщающихся сосудах) через определенное время взаимодействия уже имеют некоторую среднюю температуру, а также примерно равные уровни жидкости. После этого взаимодействия возможность совершения какой-нибудь работы снижается до нуля, а энтропия возрастает до некоторого максимального значения, характерного для данной замкнутой системы. Это и есть «тепловая смерть замкнутой системы» — характерный процесс возрастания энтропии для замкнутых физических систем в процессе функционирования, соответствующий второму началу термодинамики. Если энтропия имеет тенденцию к возрастанию, то система теряет информацию и деградирует.
Выдающийся бельгийский исследователь систем И. Пригожий (род. 1917 г.) доказал, что при неравновесных условиях энтропия может производить не деградацию, а порядок. Непривычное представление об энтропии как источнике организации означает ее высокую значимость в процессе развития материи. Созданная И.Пригожиным фундаментальная теория диссипативных структур, за которую ему в 1971 г. была присуждена Нобелевская премия, является, по сути, универсальной аналитической моделью информационных процессов и технологий природы и ощества, отражает фундаментальную сущность природы в виде вездесущей информации.
Чтобы система не деградировала, необходимо внести в нее дополнительную информацию (негэнтропию). Негэнтропия — это некоторое, изначально локальное состояние нарушения устойчивости процесса возрастания энтропии в определенным образом структурированной материи (информационные структуры), приводящее к лавинообразному процессу уменьшения энтропии. Отсюда энтропия системы есть мера дезорганизации, а информация есть мера организованности (рис.1.5.). Всякий раз, когда в результате наблюдения система получает какую-либо информацию, энтропия этой системы уменьшается, а энтропия источника информации увеличивается.
Рис. 1.5. Качественное различие физической и информационной энтропии
В свете этого, можно сказать, что информация представляет собой особую субстанцию, превращающую закрытую систему в открытую. В приведенной выше формуле абсолютной негэнтропии Шеннона информация рассматривается как снятая, устраняемая неопределенность. Появление информации устраняет, уменьшает любую неопределенность. Однако информацию можно рассматривать не только как снятую неопределенность, а несколько шире. Например, в биологии информация — это, прежде всего совокупность реальных сигналов, отображающих качественное или количественное различие между какими-либо явлениями, предметами, процессами, структурами, свойствами. При таком подходе считают, что понятие информации неотделимо от понятия разнообразия. Природа информации заключается в разнообразии, а количество информации выражает количество разнообразия. Любой процесс, объект, явление при разных обстоятельствах может содержать различное количество информации. Это зависит от разнообразия, которое наблюдается в системе. Множество с разнообразием и множество с вероятностями имеют эквивалентные свойства. Так, множество, у которого все элементы различны, имеет максимальное количество разнообразия. Чем больше в системе разнообразия, тем больше неопределенность в поведении такой системы. Уменьшение разнообразия уменьшает неопределенность системы. Вероятность выбрать наугад данный элемент из множества с максимальным разнообразием равна единице, деленной на количество всех элементов множества 1/N. Количество информации в этом случае имеет максимальное значение.
Множество, у которого все элементы одинаковы, содержит минимальное количество разнообразия — всего один элемент. Количество информации в такой совокупности равно нулю. В множестве информация появляется только тогда, когда один элемент отличается от другого. Между минимальным и максимальным количеством разнообразия в множестве существует ряд промежуточных состояний, которые появляются в результате ограничения разнообразия. Понятие ограничения разнообразия является очень важным. Оно представляет собой отношение между двумя множествами. Это отношение возникает, когда разнообразие, существующее при одних условиях, меньше, чем разнообразие, существующее при других условиях.
Ограничения разнообразия весьма обычны в окружающем нас мире. Любой закон природы подразумевает наличие некоторого инварианта, поэтому всякий закон природы есть ограничение разнообразия.
Экономическая информация
Как информация вообще, так и экономическая информация может быть понята, проанализирована и рационально организована при изучении экономических систем, процессов управления в них и конкретных задач, решаемых в системах управления. С этой точки зрения под экономической информацией следует понимать:
сведения, знания наблюдателя об экономическом объекте; наличие связи между элементами экономической системы, именно то, что определяет ее цельность как системы (внутренняя формация системы);
нематериальные составные части системы — знания, навыки, методы, т.е. информационные подсистемы экономической системы;
сообщения, которые циркулируют в экономической системе, и которыми она обменивается с внешней средой или другими экономическими системами. Они отражают те реальные связи, которые существуют между различными экономическими объектами, отображаемыми в виде систем;
некоторые общепризнанные знания, сведения, правила и обычаи, которыми руководствуются люди и коллективы в своей производственно-экономической деятельности. Они существуют в виде нормативных, правовых актов, показателей планирования и являются формами проявления регулирующей и целенаправляющей информации в экономических системах.
Экономические сообщения и хранимые сведения обладают широко разветвленными, тесными взаимосвязями и объективными зависимостями, которые трудно установить в результате исключительной сложности сетей коммуникаций и несистематичности массивов хранимых сведений.
В потоке экономической информации нельзя выделить один главный фактор. Такие факторы, как полезность сообщения, его смысл, способ знакового отображения, словарь, алфавит, код имеют равную значимость, или же их значимость изменяется в зависимости от этапа решения задачи.
На практике в качестве критериев оценки экономической информации используются показатели: значимости, употребимости, полезности, ранга, стоимости, а также своевременности, доступности и достоверности. С помощью этих критериев может быть получена некоторая общая оценка информации. При обработке больших массивов данных может возникнуть необходимость в их усредненной оценке по нескольким параметрам сразу. В таком случае вводят весовые коэффициенты для каждого из оценочных параметров: значимости, полезности, периодичности и других.
Общая информативность системы, массива или текста определяется суммированием значений ценности содержащихся в них информационных единиц.
Отношение информативности системы к информативности текста составляет полноту информации. Отношение общей информативности системы к общей стоимости информации определяет эффективность информационной системы.
Рассмотренный подход легко формализуется и может быть использован в практических расчетах для конкретных экономических систем.
Экономическая информация выступает важным ресурсом, эффективное использование которого имеет большое значение для процесса управления.
Под системой экономической информации понимается совокупность данных, отображающих экономический аспект деятельности системы управления. Обеспечение целостности информационной системы базируется на концепции интегрированных систем обработки данных.
Семантический аспект рассмотрения экономических сообщений означает исследование закрепленных за каждым из них как за знаком соответствующих значений, что, в частности, предполагает понятийную классификацию объектов, отображаемых информационной системой, уточнение смысловых вариантов каждого из знаков в различных контекстах, слежение за модификацией этих значений по мере развития системы, фиксацию отнесенности знаков к различным функциональным подсистемам системы управления. Объектом семантики является содержание экономической информации и способы его знакового представления, но она отвлекается от проблемы ценности информации, рассматривая ее как экономические данные.
Применение принципов интеграции в широком смысле слова для обработки экономической информации, а также при проектировании системы экономической информации является необходимым условием эффективной организации процесса управления. Тем самым информация становится одним из значимых ресурсов социально-экономических систем управления.
Контрольные вопросы:
Как определить кибернетику как науку?
Что содержит в себе методология кибернетики?
Опишите методическую базу кибернетики.
Как определить экономическую кибернетику как науку?
Что является объектом экономической кибернетики?
Что является предметом исследования экономической кибернетики?
Дайте определение системы и опишите основные свойства систем.
Охарактеризуйте понятие «информационный образ объекта».
Что является внешней средой системы?
Как определить процесс декомпозиции системы?
Что называют подсистемой?
Какую систему можно считать сложной?
Дайте определение структуры системы.
Приведите классификацию систем по различным признакам.
Опишите уровни иерархии систем.
Что такое системный подход?
Опишите общие принципы исследования в системном подходе.
Чем характеризуется системный подход к управлению?
Дайте определение модели объекта (системы).
В чем особенности математического моделирования систем?
Опишите требования к математическим моделям.
Приведите классификацию математических моделей.
Что представляет собой экономико-математическая модель?
Опишите методику и этапы моделирования.
Дайте определение понятию «управление».
Что такое управляемые переменные?
Дайте определение неуправляемым переменным.
Опишите структуру и компоненты системы управления.
Опишите основные типы задач управления.
Проанализируйте известные концепции информации.
Что представляет собой экономическая информация?
Дайте определение энтропии.
Что такое негэнтропия?
Почему информация рассматривается как ресурс социально-экономических систем?
Опишите критерии оценки экономической информации.
ІІ Анализ социально-экономических систем