Лекція № 3

Тема 2: Теоретичні основи економічної інформатики.

Заняття 1 Основні поняття економічної інформатики.

Зміст

1. Поняття економічної інформації, її особливості.

2. Класифікація й кодування економічної інформації.

3. Класифікація економічної інформації з різних ознак.

1. Поняття економічної інформації, її особливості.

Термін інформація походить від латинського informatio, що означає роз'яснення, інформування, виклад. З позиції матеріалістичної філософії інформація є віддзеркалення реального світу за допомогою відомостей (повідомлень). Повідомлення - це форма представлення інформації у вигляді мови, тексту, зображення, цифрових даних, графіків, таблиць і тому подібне. У широкому сенсі інформація - це загальнонаукове поняття, що включає обмін відомостями між людьми, обмін сигналами між живою і неживою природою, людьми і пристроями.

Інформація - відомості про об'єкти і явища довкілля, їх параметри, властивості і стан, які зменшують наявну про них міру невизначеності, неповноту знань.

Інформатика розглядає інформацію як концептуально пов'язані між собою відомості, дані, поняття, змінюючі наші уявлення про явище або об'єкт навколишнього світу. Разом з інформацією в інформатиці часто вживається поняття дані. Покажемо, в чому їх відмінність.

Дані можуть розглядатися як ознаки або записані спостереження, які з якихось причин не використовуються, а тільки зберігаються. У тому випадку, якщо з'являється можливість використовувати ці дані для зменшення невизначеності про що-небудь, дані перетворюються на інформацію. Тому можна стверджувати, що інформацією є використовувані дані.

Приклад Напишіть на листі десять номерів телефонів у вигляді послідовності десяти чисел і покажіть їх вашому другу. Він сприйме ці цифри як дані, оскільки вони не надають йому ніяких відомостей.

Потім проти кожного номера вкажіть назву фірми і рід діяльності. Для вашого друга незрозумілі цифри набудуть визначеності і перетворяться з даних в інформацію, яку він надалі міг би використовувати.

Одним з найважливіших різновидів інформації є інформація економічна. Її відмінна риса - зв'язок з процесами управління колективами людей, організацією. Економічна інформація супроводжує процеси виробництва, розподілу, обміну і споживання матеріальних благ і послуг. Значна частина її пов'язана з громадським виробництвом і може бути названа виробничою інформацією.

Економічна інформація - сукупність відомостей, що відбивають соціально-економічні процеси і службовців для управління цими процесами і колективами людей у виробничій і невиробничій сфері.

При роботі з інформацією завжди є її джерело і споживач (одержувач). Шляхи і процеси, що забезпечують передачу повідомлень від джерела інформації до її споживача, називаються інформаційними комунікаціями.

Для споживача інформації дуже важливою характеристикою є її адекватність.

Адекватність інформації - це певний рівень відповідності створюваного за допомогою отриманої інформації образу реальному об'єкту, процесу, явищу і тому подібне.

У реальному житті навряд чи можлива ситуація, коли ви зможете розраховувати на повну адекватність інформації. Завжди є присутньою деяка міра невизначеності. Від міри адекватності інформації реальному стану об'єкту або процесу залежить правильність ухвалення рішень людиною.

Приклад. Ви успішно закінчили школу і хочете продовжити освіту по економічному напряму. Поговоривши з друзями, ви дізнаєтеся, що подібну підготовку можна отримати в різних ВНЗ. В результаті таких бесід ви отримуєте дуже суперечні відомості, які не дозволяють вам прийняти рішення на користь того або іншого варіанту, тобто отримана інформація неадекватна реальному стану справ. Для того, щоб отримати достовірніші відомості, ви купуєте довідник для тих, що вступають до вузів, з якого отримуєте вичерпну інформацію. В цьому випадку можна говорити, що інформація, отримана вами з довідника, адекватно відбиває напрями навчання у ВНЗ і допомагає вам визначитися в остаточному виборі.

ФОРМИ АДЕКВАТНОСТІ ІНФОРМАЦІЇ

Адекватність інформації може виражатися в трьох формах: семантичній, синтаксичній, прагматичній.

Синтаксична адекватність. Вона відображує формально-структурні характеристики інформації і не зачіпає її смислового змісту. На синтаксичному рівні враховуються тип носія і спосіб представлення інформації, швидкість, передачі і обробки, розміри кодів представлення інформації, надійність і точність перетворення цих кодів і тому подібне. Інформацію, що розглядається тільки з синтаксичних позицій, зазвичай називають даними, оскільки при цьому не має значення смислова сторона. Ця форма сприяє сприйняттю зовнішніх структурних характеристик, тобто синтаксичної сторони інформації.

Семантична (смислова) адекватність. Ця форма визначає міру відповідності образу об'єкту і самого об'єкту. Семантичний аспект припускає облік смислового змісту інформації. На цьому рівні аналізуються Ті відомості, які відбиває інформація, розглядаються смислові зв'язки. У інформатиці встановлюються смислові зв'язки між кодами представлення інформації. Ця форма служить для формування понять і представлень, виявлення сенсу, змісту інформації і її узагальнення.

Прагматична (споживча) адекватність. Вона відбиває відношення інформації і її споживача, відповідність інформації меті управління, яка на її основі реалізується. Проявляються прагматичні властивості інформації тільки за наявності єдності інформації (об'єкту), користувача і мети управління. Прагматичний аспект розгляду пов'язаний з цінністю, корисністю використання інформації при виробленні споживачем рішення для досягнення своєї мети. З цієї точки зору аналізуються споживчі властивості інформації. Ця форма адекватності безпосередньо пов'язана з практичним використанням інформації, з відповідністю її цільової функції діяльності системи.

МІРИ ІНФОРМАЦІЇ

Класифікація мір інформації

Для виміру інформації вводяться два параметри: кількість інформації I і об'єм даних V_Д.

Ці параметри мають різні вирази і інтерпретацію залежно від даної форми адекватності. Кожній формі адекватності відповідає своя міра кількості інформації і об'єму даних (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Міри інформації

Синтаксична міра інформації

Цей захід кількості інформації оперує зі знеособленою інформацією, що не виражає смислового відношення до об'єкту.

Об'єм даних V_Д в повідомленні вимірюється кількістю символів (розрядів) в цьому повідомленні. У різних системах числення один розряд має різну вагу і відповідно міняється одиниця виміру даних:

• у двійковій системі числення одиниця виміру - біт (bit - binary digit - двійковий розряд);

• у десятковій системі числення одиниця виміру - дит (десятковий розряд).

Приклад. Повідомлення в двійковій системі у вигляді восьмирозрядного двійкового коду 10111011 має об'єм даних V_Д = 8 біт.

Повідомлення в десятковій системі у вигляді шестирозрядного числа 275903 має об'єм даних V_Д = 6 дит.

Кількість інформації I на синтаксичному рівні неможливо визначити без розгляду поняття невизначеності стану системи (ентропії системи). Дійсно, отримання інформації про яку-небудь систему завжди пов'язане із зміною міри непоінформованості одержувача про стан цієї системи. Розглянемо це поняття.

Нехай до отримання інформації споживач має деякі попередні (апріорні) відомості про систему α. Мірою його непоінформованості про систему є функція H(α), яка в той же час служить і мірою невизначеності стану системи.

Після отримання деякого повідомлення β одержувач придбав деяку додаткову інформацію I_β(α), що зменшила його апріорну непоінформованість так, що апостеріорна (після отримання повідомлення β) невизначеність стану системи стала H_β(α).

Тоді кількість інформації I_β(α) про систему, отриманої в повідомленні β, визначиться як

I_β(α)= H(α)- H_β(α),

тобто кількість інформації вимірюється зміною (зменшенням) невизначеності стану системи.

Якщо кінцева невизначеність H_β(α) звернеться в нуль, то початкове неповне знання заміниться повним знанням і кількість інформації I_β(α)= H(α). Іншими словами, ентропія системи H(а) може розглядатися як міра відсутньої інформації.

Ентропія системи H(α), що має N можливих станів, згідно з формулою Шеннона, дорівнює:

де P_i — імовірність того, що система знаходиться в і-му стані.

Для випадку, коли всі стани системи рівноймовірні, тобто їх ймовірності рівні , її ентропія визначається співвідношенням

Часто інформація кодується числовими кодами в тій чи іншій системі числення, особливо це актуально при поданні інформації в комп'ютері. Природно, що одне і та ж кількість розрядів в різних системах числення може передати різне число станів відображуваного об'єкта, що можна представити у вигляді співвідношення

де N - число всіляких відображуваних станів;

m - основа системи числення (різноманітність символів, застосовуваних в алфавіті);

n - число розрядів (символів) у повідомленні.

Приклад 2.4. По каналу зв'язку передається n-розрядне повідомлення, яке використовує m різних символів. Так як кількість всіляких кодових комбінацій буде N=mⁿ то при рівній імовірності появи будь-який з них кількість інформації, придбаної абонентом в результаті отримання повідомлення, буде I= log N = n log m - формула Хартлі.

Якщо в якості підстановки логарифма взяти т, то I = п. У даному випадку кількість інформації (за умови повного апріорного незнання абонентом змісту повідомлення) буде дорівнює обсягу даних I= V_Д, отриманих по каналу зв'язку. Для не рівноімовірних станів системи завжди I< V_Д = n.

Найбільш часто використовуються двійкові і десяткові логарифми. Одиницями виміру в цих випадках будуть відповідно біт та діт.

Коефіцієнт (ступінь) інформативності (лаконічність) повідомлення визначається відношенням кількості інформації до обсягу даних, тобто

причому 0<Y<1.

Із збільшенням Y зменшуються обсяги роботи по перетворенню інформації (даних) в системі. Тому прагнуть до підвищення інформативності, для чого розробляються спеціальні методи оптимального кодування інформації.

Семантична міра інформації

Для вимірювання смислового змісту інформації, тобто її кількості на семантичному рівні, найбільше визнання отримала тезаурусна міра, яка пов'язує семантичні властивості інформації зі здатністю користувача приймати повідомлення, що надійшло. Для цього використовується поняття тезаурус користувача.

Тезаурус - це сукупність відомостей, якими володіє користувач або система.

Залежно від співвідношень між смисловим змістом інформації S і тезаурусом користувача S_p змінюється кількість семантичної інформації І_С, сприйманої користувачем і що включається їм надалі в свій тезаурус. Характер такої залежності показано на рис. 2.2. Розглянемо два граничних випадки, коли кількість семантичної інформації І_С рівна 0:

• при Sp ≈ 0 користувач не сприймає, не розуміє інформацію, що надходить;

• при Sp → ∞ користувач все знає, і інформація,що надходить, йому не потрібна.

Максимальна кількість семантичної інформації І_С споживач набуває при узгодженні її смислового змісту S зі своїм тезаурусом S_p (S_p = S_{p opt}), коли надходить інформація зрозуміла користувачеві і несе йому раніше не відомі (відсутні в його тезаурусі) відомості.

Рис. 2.2. Залежність кількості семантичної інформації, яка сприймається споживачем, від його тезауруса I_c= (S_p)

Отже, кількість семантичної інформації в повідомленні, кількість нових знань, одержуваних користувачем, є величиною відносною. Одне і те ж повідомлення може мати смисловий зміст для компетентного і бути беззмістовним (семантичний шум) для некомпетентного.

При оцінці семантичного (змістовного) аспекту інформації необхідно прагнути до узгодження величин S і S_p.

Відносною мірою кількості семантичної інформації може служити коефіцієнт змістовності С, який визначається як відношення кількості семантичної інформації до її об'єму:

Прагматична міра інформації

Ця міра визначає корисність інформації (цінність) для досягнення користувачем поставленої мети. Ця міра також величина відносна, обумовлена особливостями використання цієї інформації в тій чи іншій системі. Цінність інформації доцільно вимірювати у тих же самих одиницях (або близьких до них), в яких вимірюється цільова функція.

Приклад 2.5. В економічній системі прагматичну властивість (цінність) інформації можна визначити приростом економічного ефекту функціонування, досягнутим завдяки використанню цієї інформації для управління системою:

де — цінність інформаційного повідомлення β для системи управління ,

П( ) — апріорний очікуваний економічний ефект функціонування системи управління ,

П( /β) — очікуваний ефект функціонування системи за умови, що для управління буде використана інформація, що міститься в повідомленні β.

Для зіставлення введених заходів інформації представимо в табл. 2.1.

Таблиця 2.1.

Одиниці виміру інформації та приклади

Міра інформації	Одиниці виміру	Приклади (для комп'ютерної області)
Синтаксична: шенінівский підхід комп'ютерний підхід	Ступінь зменшення невизначеності Одиниці представлення інформації	Ймовірність події Біт, байт, Кбайт і т.д.
Семантична	Тезаурус Економічні показники	Пакет прикладних програм, персональний комп'ютер, комп'ютерні мережі і т.д. Рентабельність, продуктивність, коефіцієнт амортизації і т.д.
Прагматична	Цінність використання	Ємність пам'яті, продуктивність комп'ютера, швидкість передачі даних і т.д. Грошовий вираз Час обробки інформації та прийняття рішень

ЯКІСТЬ ІНФОРМАЦІЇ

Можливість і ефективність використання інформації обумовлюються такими основними її споживчими показниками якості, як репрезентативність, змістовність, достатність, доступність, актуальність, своєчасність, точність, достовірність, стійкість.

Репрезентативність інформації пов'язана з правильністю її добору і формування в цілях адекватного відображення властивостей об'єкта. Найважливіше значення тут мають:

■ правильність концепції, на базі якої сформульовано вихідне поняття;

■ обгрунтованість відбору істотних ознак і зв'язків відображуваного явища.

Порушення репрезентативності інформації призводить нерідко до суттєвих її погрішностей.

Змістовність інформації відображає семантичну ємність, рівну відношенню кількості семантичної інформації в повідомленні до обсягу оброблюваних даних, тобто

Зі збільшенням змістовності інформації зростає семантична пропускна здатність інформаційної системи, так як для отримання одних і тих же відомостей потрібно перетворити менший обсяг даних.

Достатність (повнота) інформації означає, що вона містить мінімальний, але достатній для прийняття правильного рішення склад (набір показників). Поняття повноти інформації пов'язане з її смисловим змістом (семантикою) і прагматикою. Як неповна, тобто недостатня для прийняття правильного рішення, так і надлишкова інформація знижує ефективність прийнятих користувачем рішень.

Доступність інформації сприйняттю користувача забезпечується виконанням відповідних процедур її отримання та перетворення. Наприклад, в інформаційній системі інформація перетворюється в доступну та зручну для сприйняття користувача форму. Це досягається, зокрема, і шляхом узгодження її семантичної форми з тезаурусом користувача.

Актуальність інформації визначається ступенем збереження цінності інформації для управління в момент її використання і залежить від динаміки зміни її характеристик і від інтервалу часу, що пройшов з моменту виникнення даної інформації.

Своєчасність інформації означає її вступ не пізніше заздалегідь призначеного моменту часу, узгодженого з часом вирішення поставленого завдання.

Точність інформації визначається ступенем близькості одержуваної інформації до реального стану об'єкта, процесу, явища і т.д. Для інформації, яка відображається цифровим кодом, відомі чотири класифікаційних поняття точності:

• формальна точність, вимірювана значенням одиниці молодшого розряду числа;

• реальна точність, обумовлена значенням одиниці останнього розряду числа, вірність якого гарантується;

• максимальна точність, яку можна отримати в конкретних умовах функціонування системи;

• необхідна точність, обумовлена функціональним призначенням показника.

Достовірність інформації визначається її властивістю відображати реально існуючі об'єкти з необхідною точністю. Вимірюється достовірність інформації довірчою ймовірністю необхідної точності, тобто ймовірністю того, що відображуване інформацією значення параметра відрізняється від істинного значення цього параметра в межах необхідної точності.

Стійкість інформації відображає її здатність реагувати на зміни вихідних даних без порушення необхідної точності. Стійкість інформації, як і репрезентативність, зумовлена обраною методикою її відбору і формування.

На закінчення слід зазначити, що такі параметри якості інформації, як репрезентативність, змістовність, достатність, доступність, стійкість, цілком визначаються на методичному рівні розробки інформаційних систем. Параметри актуальності, своєчасності, точності та достовірності обумовлюються в більшій мірі також на методичному рівні, однак на їх величину істотно впливає і характер функціонування системи, в першу чергу її надійність. При цьому параметри актуальності і точності жорстко зв'язані відповідно з параметрами своєчасності та достовірності.