Тема 2. Основы представления и обработки информации в компьютере.

2.1 Меры информации (синтаксическая, семантическая и прагматическая).

Понятие информации – абстрактно, типа математических понятий. Однако ряд ее особенностей приближает ее к материальному миру – ее можно хранить, передавать, стереть, она не возникает из ничего. Однако с другой стороны она отлична от реального мира. Так, при передаче от источника к потребителю количество информации в передающей системе не уменьшается, а в потребителе – увеличивается. Кроме того информация независима от носителя, т.к. возможна передача ее по различным средам с помощью разных каналов без отношения к ее семантике (смыслу) – вспомни передачу цифровых данных.

 Информация о материальном объекте может быть получена – путем:

• наблюдений и экспериментов;

• вычислений и логического вывода;

• из документированных, электронных или других источников информации;

• посредством иного объекта-передатчика, уже имеющую интересующую нас информацию или способного на логический вывод.

Разделяют – априорную и апостериорную информацию.

Для обмена информацией в реальном мире нужны:

• источник (носитель); 

• передатчик, канал связи, приемник;

• получатель (потребитель).

Для информационных процессов характерно – преобразование информации (рис.2.1).

Рис. 2.1. Обобщенная схема информационной системы

При рассмотрении и оценки информации различают аспекты:

- синтаксический;

- семантический;

- прагматический.

Синтаксический уровень (аспект ) - рассматривают способы представления информации независимо от ее смысла. Речь идет о формах представления для ее передачи, хранения. Информация, предназначенная для передачи – сообщение – это закодированная информация в виде последовательности символов, сигналов

Семантический аспект - смысловое содержание, соотнесение ее с ранее имеющейся информацией. В пустой голове – нет информации – значит все вновь поступающие сведения будут тоже не освоены, неинформативны.

Смысловые связи между элементами, словами или другими элементами языка отражает ТЕЗАУРУС - свод знаков, терминов, кодов, отношения между ними, которые используются в процессе обмена сведениями , сообщениями. ТЕЗАУРУС состоит из списка слов, устойчивых сочетаний предметной области, сгруппированных по смыслу и некоторого ключа, по которому все это упорядочивается (например, алфавитный). Степень изменения тезауруса может служить формальной мерой семантики полученной информации.

Прагматический аспект – определяет возможность достижения поставленной цели с помощью полученной информации, т.е. он определяет потребительские свойства информации. Именно прагматика поступивших сообщений есть руководство к действию. Этот аспект проявляется, когда есть единство: сообщение – потребитель – цель (этого потребителя).

Информация относительно ее возникновения и последующего преобразования проходит этапы, соответствующие этим аспектам:

• получения сообщения (наблюдение факта, который отражается в голове в виде набора данных) – синтаксический аспект;

• после структуризации этих фактов в данной предметной области в соответствии с уже имевшимися сведениями – определяется смысл полученных сообщений, т.е. семантический аспект;

• использование полученной новой (преобразованной с учетом имевшегося ранее) информации - прагматический аспект.

Например, человек босой ногой на пляже наступает на гвоздь. В результате можно выделить следующие этапы получения и использования информации:

• синтаксический - прохождение по нервным каналам сообщения о ране в виде болевого импульса;

• по визуальному каналу – сообщение о причине раны – гвозде;

• семантический – зная о ранах вообще, возможных болезнях и о гвоздях в частности - последствия, страх заражения, возможные способы остановки кровотечения и т.п.;

• прагматика – обмотать ногу бинтом, одеть ботинок, не ходить сюда более (при цели – сохранить свое здоровье.

При другой цели, например, «избежать призыва в армию» - топтать гвоздь босой ногой до потери сознания).

Информация, зафиксированная на носителях, называется – документированной. Информация в момент передачи – называется передаваемой. 

Ассимилированная информация – представление в сознании человека, наложение на систему его внутренних понятий, оценок.

ШУМЫ и фильтры.

При передаче информации важно правильно уловить смысл сообщений. Здесь должно быть обязательно соглашение между передатчиком и приемником о смысловом содержании знаков, т.е. сигналов, с помощью которых передается информация. Формально такое соответствие организуется с помощью введения знаковых систем. Пример такой системы – обычный язык – синтаксические элементы, правила конструирования слов, аксиомы, правила вывода.

При отсутствии такого соглашения (например при появлении при передаче или хранении бессмысленного набора знаков) говорят о возникновении синтаксического шума. Выявление этого шума – с помощью набора правил, позволяющих различать синтаксически верные или неверные сочетания.

Например, при поступлении сообщения о наличии на аптечном складе 10 тонн пузырьков с йодом очевидно неверное сочетание товара и единиц измерения. В данном случае правило синтаксического фильтра реализуется в форме для складского учета, где для товара может быть установлена своя единица измерения (вспомни также, как организуется ввод пользователем цифровых данных в некоторой программе - при вводе неверного символа (буквы, а не цифры) корректная программа должна предупредить пользователя об ошибке).

Семантический шум – отсутствие смысла в сообщении, т.е. сообщение не расширяет знаний потребителя или это ложное сообщение. 

Например, при поступлении сообщения о количестве продуктов на складе семантический фильтр должен проверить верность, в принципе, этого сообщения. Так, верность сообщения - 1 тыс. пузырьков с йодом – может быть проверена путем наложения этого сообщения на уже имеющиеся сведения о параметрах самого склада, его назначении и принадлежности. В этом случае сообщение может быть признано шумом, если, скажем это склад привокзального медпункта. Или семантически верным – если склад крупного завода-производителя.

Прагматический шум – сообщение (или его часть), бесполезные для решения данной задачи данным потребителем. Прагматическая фильтрация – отсеивание шума при анализе сообщений. 

Вообще говоря, последние два вида фильтрации являются достаточно сложным и не всегда выполнимым делом. Особенно, когда речь идет о прагматике, т.к. прагматический смысл зависит еще и от конкретного получателя. Так, при выборе места работы для одного человека будет иметь прагматическое значение информация об удаленности предлагаемого варианта от места жительства и предлагаемая зарплата. Для другого – такое значение будет иметь лишь зарплата.

На стадиях передачи, хранения информации семантический и прагматический аспекты отступают на второй план. Поэтому говорят о данных. Данные – набор значений переменных, констант (символьных, строковых, численных), лексически и синтаксически связанных между собой.