Лекція 1. Вступ до предмета

Що таке інформація.

Поняття інформації. (Колом. стор. 40)

Трактування поняття інформації змінюється в міру вивчення форм прояву та усвідомлення ролі інформації в процесах пізнання і керування.

Під поняттям інформації ще з часів Марка Цицерона, люди розуміють повідомлення про будь-що або про стан чого-небудь. І дотепер під інформацією розуміються, як правило, будь-які відомості, одержувані людиною.

Інформація надходить по телефону, телеграфу, радіо, телебаченню, передається людською мовою, поширюється у вигляді газет, журналів, книг. Вона записується на магнітних і оптичних дисках, і фоточутливому папері. Інформація зберігається у бібліотеках, архівах, базах даних, її повідомляють нам вимірювальні прилади, смак їжі, запахи, вид зоряного неба.

Існує ряд принципових питань, що потребують відповіді. Чи є інформація результатом розумової діяльності людини або вона властива і в неживій природі? Як співвідносяться поняття матерії та інформації, інформації і свідомості? Ці питання в даний час є предметом пожвавлених дискусій вчених різних фахів.

Відповідно з'являлися нові трактування поняття інформації.

Інформація - одне з фундаментальних понять науки, таких як матерія та енергія. Батько кібернетики, Норберт Вінер сказав про інформацію: “Інформація є інформація, не матерія і не енергія”, бажаючи підкреслити її особливу, нематеріальну сутність. Слово “інформація” походить з латинського слова informare - зображувати, роз'ясняти, викладати що-небудь, складати поняття про будь-що, тобто інформувати - давати відомості, про будь-що інформувати. Інформація “взагалі” не існує. Її існування зв'язують з одержувачем (споживачем), у тому числі потенційним.

При значній розмаїтості визначень терміна “інформація” найбільш загальним і прийнятним для більшості застосувань є таке: інформація - це характеристика взаємодії повідомлення зі споживачем. Усе, що ми спостерігаємо, чуємо, сприймаємо дотиком, відчуваємо, є не що інше, як прийом, обробка, накопичення та видача інформації. Справедливо відзначив академік В. М. Глушков, що “... по суті немає жодної ділянки людської діяльності, де б ми ні мали справу з перетворенням інформації “.

Мал. 8. Зміст терміну інформація

За рівнем цінності інформації для учасників інфовзаємодії, ступеня потреби в ній інформацію розділяють на три головних види: особисту, масову і спеціальну.

У широкому змісті інформація - це відомості, знання, повідомлення, що є об'єктом збереження, передачі, перетворення і які допомагають вирішити поставлену задачу. Інформація - це нові відомості, що можуть бути використані людиною для удосконалювання її діяльності і поповнення знань.

Зміст терміна “інформація” залежить від позиції, із яким дається його визначення, і від області його застосування (мал. 8).

Інформація, являючись відбиттям матеріальної сутності, служить способом опису взаємодії між джерелом інформації та одержувачем. Це легко перевірити, тому що те саме повідомлення одному одержувачу може давати багато інформації, а іншому - мало або нічого. Одним словом, “інформувати” у розумінні теорії інформації означає повідомляти щось раніше невідоме.

Оскільки інформацію можна зберігати, перетворювати і передавати, повинні бути носій інформації, передавач, канал зв'язку та приймач. Це середовище об'єднує джерело інформації та одержувача в інформаційну систему. Активними учасниками цієї системи не обов'язково повинні бути тільки люди: обмін інформацією відбувається і у тваринному і рослинному світі. Коли мова йде про людину як учасника інформаційного процесу, мається на увазі значима або семантична інформація, тобто та, що виражається людиною.

Взаємозв’язок: інформація – повідомлення – дані. (Колом. стор. 42)

Будемо розрізняти поняття “інформація” і “повідомлення”. Під повідомленням розуміють звичайно інформацію, виражену у визначеній формі і підлягаючій передачі. Повідомлення - це форма представлення інформації. Прикладами повідомлень є текст телеграми, промова оратора, показання вимірювального приладу, команди керування, зображення на екрані телевізора та інше.

Мал. 9. Взаємозв’язок: інфрмація, повідомлення, дані, знак, сигнал

У житті ми часто вживаємо слово “дані” як синонім інформації, проте між ними є суттєве розходження. Дані - це величини, їх відношення, словосполучення, факти, перетворення та обробка яких дозволяє витягти інформацію, тобто знання про той або інший предмет, процеси або явища. Іншими словами, дані служать сировиною для створення інформації, отриманої в результаті обробки даних.

На мал. 9 показаний взаємозв'язок понять інформація, повідомлення, дані, знак і сигнал.

Концепції інформації (Колом. стор. 42)

Існує багато визначень інформації, що обумовлено складністю, специфічністю і різноманіттям підходів до тлумачення сутності цього поняття. Наведемо три найбільше поширених концепцій інформації, кожна з який по-своєму пояснює її сутність.

Перша концепція (математика К.Шеннона), відображуючи кількісно-інформаційний підхід, визначає інформацію як міру невпевненості (ентропію) події. Кількість інформації в тому або іншому повідомленні залежить від можливості його одержання: чим більш імовірним є повідомлення, тим менша кількість інформації утримується в ньому. Цей підхід, хоча і не враховує змістовну сторону інформації, виявився дуже корисним у техніці зв'язку та обчислювальній техніці, послужив основою для виміру інформації і оптимального кодування повідомлень. Крім того, він виявляється зручним для ілюстрації такої важливої властивості інформації, як новизна, несподіваність повідомлень.

Друга концепція розглядає інформацію як властивість (атрибут) матерії. Її поява пов'язана з розвитком кібернетики і заснована на твердженні, що інформацію містять будь-які повідомлення, що сприймаються людиною або приладами. Найбільш яскраво та образно ця концепція інформації виражена академіком В.М.Глушковим. Він писав, що “інформацію несуть у собі не тільки поцятковані буквами листи книги або людська мова, але і сонячне світло, складки гірського хребта, шум водоспаду, шелест трави... ”. Іншими словами, інформація як властивість матерії створює уявлення про її природу та структуру, упорядкованість, розмаїтість і т.д. Вона не може існувати поза матерією, а значить, вона існувала і буде існувати вічно, її можна накопичувати, зберігати, переробляти.

Третя концепція заснована на логіко-семантичному підході, при якому інформація трактується як знання, причому не будь-які знання, а лише та його частина, що використовується для орієнтування, для активної дії, для керування і самоврядування. Іншими словами, інформація - це діюча, корисна, “працююча” частина знань. Представник цієї концепції академік В.Г.Афанасьєв, розвиваючи логіко-семантичний підхід, дає визначення соціальної інформації: “Інформація, що циркулює в суспільстві та використовується в керуванні суспільними процесами, є соціальною інформацією. Вона являє собою знання, повідомлення, відомості про соціальну форму руху матерії і про усі інші форми в тій мірі, у який вони використовуються суспільством... ”.

Методи упорядкування (Колом. стор. 44)

Розкрити природу розмаїтості, взаємозв'язок різноманітних видів інформації можна за допомогою різних методів упорядкування. Одним із методів упорядкування різноманіття інформації є її класифікація. Так, усю інформацію, використовувану в суспільстві, можна розділити на:

• елементарну - у неживій природі;

• біологічну - у світі звірів і рослин;

• соціальну - у людському суспільстві.

При переході від нижчих форм руху матерії до вищих властивості відбиття і розмаїтості, а, отже, і властивості інформації, якісно змінюються; вони наповняються новим змістом. Тому, наприклад, біологічна і соціальна інформація мають, поряд із загальними властивостями, властивими інформації взагалі, свої специфічні властивості та характеристики.

Перераховані види інформації грають двояку роль у життєдіяльності людини. З одного боку, роль інформації полягає в забезпеченні людини відомостями про навколишній світ, з іншого боку - тільки інформація може упорядкувати і забезпечити цілеспрямовану діяльність людини як стосовно суспільства, так і стосовно самої себе. При цьому цінність інформації визначається тієї користю, що вона приносить конкретній людині в її суспільно-політичній, науковій, виробничій або іншій діяльності.

Вимір кількості та якості інформації (Колом. стор. 44)

Кількісна оцінка інформації не пов'язана із змістовним боком інформації, що уніфікує оцінки інформаційних потоків у таких різних по своїй природі об'єктах, як система зв'язку, обчислювальні машини, процеси керування, нервова система живого організму.

В теорії інформації кількість інформації є мірою зняття невизначеності однієї випадкової величини в результаті спостереження за іншою. Якщо величини незалежні, то кількість інформації дорівнює нулю.

Самим найпростішим випадком є вибір альтернативи з двох подій, тому за одиницю інформації доцільно прийняти кількість інформації, укладену у виборі одної з двох рівноймовірних подій. Ця одиниця називається “двійковою одиницею” або бітом (binary digit, binary unit) = bit. Подія є =1, події немає = 0.

8 бітів = 1 байт; 8192 бітів = 1024 байт = 1 Кбайт

Приблизно: 1000 Кбайт = 1 Мбайт;

1000 Мбайт = 1 Гбайт;

1000 Гбайт = 1 Тбайт (1 Нбайт ??? Нано ???).

Байтом можна закодувати букви алфавіту, службові символи та ін. Байтовий алфавіт широко використовується в інформатиці.

Бінарне представлення інформації і бінарна оцінка його кількості пояснюється тим, що запам'ятовування інформації в обчислювальних машинах проводиться на елементах бінарного типу (феррітові кільця з прямокутною петлею гістерезиса, тригери, напівпровідникові вентилі), тому інформація (букви, числа) у комп'ютері представляється в двійковій системі числення (0 і 1). Ємність пам'яті комп'ютера вимірюється кількістю бітів. Представлення аналогової інформації (промови, музики, кінофільму) у вигляді 0 і 1 уніфікує процес обробки, запам'ятовування і передачі інформації будь-якої природи за допомогою фізичних елементів бінарного типу.

Крім виміру кількості інформації необхідна міра цінності інформації. Пригадаємо зауваження академіка П.Н.Федосєєва: “У останні роки усе гостріше підводиться проблема так званого інформаційного вибуху. Потреба розвитку науки, задача оптимізації виробництва і переробки інформації потребують вирішення проблеми її змістовності, цінності. Як знайти критерій для виміру властивостей інформації? Ця “задача сторіччя” стоїть перед наукою в цілому... ”.

Однією з перших робіт з проблеми цінності інформації явилася стаття академіка А.А.Харкевича, у якій пропонувалося прийняти за міру цінності інформації кількість інформації, необхідну для досягнення поставленої цілі, тобто розраховувати збільшення можливості досягнення цілі. Так, якщо до одержання інформації можливість досягнення цілі рівнялася Р0, а після одержання - Р1, то цінність інформації визначається як логарифм відношення Р1/Р0. Цінність інформації при цьому вимірюється в бітах.

Інформація називається корисною, якщо вона зменшує невизначеність вирішального алгоритму. Академік М.М.Бонгард відзначає, що не має сенсу говорити про корисну інформацію, що утримується в сигналі, якщо не показана задача, що вирішується, початковий стан вирішального алгоритму і властивості декодуючого алгоритму.

Таким чином, різноманітні підходи до вирішення проблеми цінності інформації мають принципові загальні риси: вони пропонують вимірювати цінність інформації через її кількість, зв'язують цінність інформації з поставленою задачею.

Поки можна зробити висновок, що задача визначення цінності інформації при достатньому ступені формалізації, що потрібний при комп'ютеризованій оцінці, ще не вирішена, проте це не означає неможливості її вирішення в майбутньому.

Поняття міжнародної інформації та її класифікація (Колом. стор. 47)

Інформаційні технології кардинальним чином міняють повсякденне життя мільйонів людей. Вони міняють як у внутрішню політику країн світу, так і у відносини між країнами. Міняється сам предмет теорії міжнародних відносин. Аналіз міжнародних відносин без урахування ролі нових інформаційних технологій стає просто неможливим. Ціі зміни знаходять відображення в процесі вироблення зовнішньополітичних рішень. Аналітик зустрічається з наслідками інформаційної революції не тільки при вивченні того або іншого питання міжнародною життя, інформаційні технології міняють саму його працю. По-перше, потрібно розглянути вплив нових інформаційних технологій на сучасні міжнародні відносини (включаючи зміну ролі держави в міжнародних відносинах і зміну в формах міжнародного конфлікту). По-друге, потрібно ясно усвідомити, які зміни нові інформаційні технології вносять в процес дослідження міжнародних відносин. Internet створив безпрецедентну потребу в постійному і швидкому обміні інформацією у військовому, урядовому і приватному секторах. Інформація зараз є стратегічним ресурсом, який повинен використовуватися ефективно для того, щоб досягнути переваги. Внаслідок того, що інформація грає таку ключову роль, будь-яка дія, зроблена в інформаційній сфері, може мати наслідки для фізичної області (матеріали, персонал, фінанси) і для області абстракцій (система переконань). Це робить національні економіки більш чутливими до глобального розвитку, підвищує культурну і політичну свідомість частини світового населення і підживлює радикальні рухи, які підштовхують світову фрагментацію і дестабілізацію. Образи війни і миру - реальні або створені - можуть впливати на національну волю та громадську думку ще до того як аудиторія перевірить їх автентичність. Парадоксально, що потік інформації в реальному часі накладає на збір розвідувальної інформації ще більшу потребу.

Економіка, що засновується на інформаційних службах, руйнує ієрархію промислового світу. Інформаційна революція істотно знизила, якщо не повністю усунула здатність урядів контролювати доступ населення до інформації. Наявність інформаційної технології є таким важливим чинником, що той, хто використовує цю технологію, повинен також змиритися з величезними соціальними змінами. Той же, хто відкидає цю технологію, зустрінеться з ризиком фізичного знищення. Інформаційна революція посилює важливість мереж (наприклад, соціальної або комунікаційної). Інформаційна революція буде причиною зрушень в конфлікту між суспільствами і методах військових дій - конфлікти на рівні суспільства і бойові дії в області управління та контролю на військовому рівні. Обидва типи пов'язані з інформацією, вони також лише форми війни за знання суспільства або військових про себе і противників. Інформаційна революція створила оточення, в якому державний суверенітет зазнає перегляду. Тому конфлікт між державами і недержавними об'єднаннями так же вірогідний, як і конфлікт між двома державами.

З погляду керування процесами, що протікають у спілкуванні держав і народів, найбільше важливою є міжнародна інформація, різноманітні аспекти роботи якої розглядаються.

Під міжнародною інформацією в широкому змісті слова розуміють інформацію, що циркулює між державами і використовується в керуванні міжнародними процесами. У вузькому змісті - це інформація, що відбиває взаємовідносини держав. До головних видів міжнародної інформації відносяться: економічна, політична (дипломатична), правова, науково-технічна, естетична, історична і спортивна.

Види міжнародної інформації визначаються джерелами її виникнення, що знаходяться в політичній, ідеологічній і інших сферах діяльності держав. Наприклад, політична інформація є відбитком політичної сфери, сукупністю повідомлень про явища і процеси ції сфери. Задача політичної інформації полягає у формуванні в суспільстві політичних переконань. Міжнародна інформація є вищим, найбільш складним і різноманітним видом інформації. Вона повинна забезпечувати злагоджене функціонування усієї сукупності державних, господарських і громадських організацій. Ця інформація виконує управлінські, комунікативні (забезпечення спілкування держав), науково-пізнавальні, навчально-виховні та агітаційно-пропагандистські функції.

Передача інформації (передавач, канал, приймач)

Технологія передачі інформації (Колом. стор. 50)

Поняття інформаційного каналу

Проблеми організації зв'язку ідуть у глибину сторіч. Прообразом ліній зв'язку була сигналізація за допомогою вогнищ, використання оптичних і акустичних сигналів.

В 1837 р. американець Морзе розробив систему телеграфного апарата і запропонував код з крапок і тире - було винайдено електричний зв'язок. У 1832 р. російський академік П.Шиллінг побудував першу лінію телеграфного зв'язку, у 1876 р. американець Белл одержав патент на винахід телефону, поклавши початок мовного зв'язку по проводах. Початок ХХ в. ознаменувався винаходом радіо російським вченим А.С.Поповим. У 1956 р. фірма Веll Laboratories побудувала першу цифрову лінію зв'язку для передачі мови за принципом імпульсно-кодової модуляції.

Сучасні системи зв'язку здатні передавати повідомлення в будь-якій формі: телеграфні, телефонні, телевізійні, масиви даних, друкарські матеріали, фотографії та інше.

У відповідності зі специфікою переданих повідомлень організується канал, що являє собою комплекс технічних засобів, який забезпечує передачу сигналів від джерела до споживача (мал.10).