1.2. Визначення та загальні властивості інформації

Вивчення будь-якої дисципліни так чи інакше починається з формулювання визначень її фундаментальних термінів і категорій. Особливістю терміна «інформація» є те, що, з одного боку, він є інтуїтивно зрозумілим практично для всіх, а з іншого боку – загальновизнаного його трактування в науковій літературі не існує. Одночасно слід особливо зазначити, що як наукова категорія «інформація» складає предмет вивчення для всіляких областей знання: філософії, інформатики, теорії систем, кібернетики і т.д.

Як відомо, термін «інформація» походить від латинського слова «informatio», що споконвічно означав виклад чи роз'яснення. Як приклад приведемо наступне його визначення.

Інформація – це результат відображення та обробки в людській свідомості різноманіття навколишнього світу, відомостей про предмети, що оточують людину, явища природи, діяльність інших людей і т.д.

З такого означення випливає, що будь-яка інформація може бути важливої. Очевидно також, що дане означення носить винятково «пояснювальний» характер і ніяким чином не претендує на наукову строгість, тому що базується на досить нечітких і розпливчастих категоріях: «сигнали», «об'єкти», «дійсність», «сприйняття» і т.п.

Інший підхід до визначення інформації відштовхується від схематичного представлення процесу її передачі. Або більш точно, інформація — це сукупність сигналів, сприйманих нашою свідомістю, що відбивають ті чи інші властивості об'єктів і явищ навколишньої нас дійсності. Природа даних сигналів має на увазі наявність принципових можливостей по їхньому збереженню, передачі і трансформації (обробці). Тоді виникає поняття каналу передачі інформації. Тобто канал передачі інформації – це сукупність трьох фундаментальних елементів:

•джерело (передавач);

•середовище розповсюдження;

•приймач (споживач, клієнт).

При їхній взаємодії, власне кажучи, і виникає інформація – деяке повідомлення, що тим чи іншим способом зменшує незнання споживача (приймача) про деякий об'єкт, факт чи явище. Ґрунтуючись на даному підході, один з основоположників теорії інформації Клод Шеннон визначив інформацію як зняту невизначеність. В одному термінологічному ряді з інформацією знаходяться поняття «дані» і «знання».

Під даними звичайно розуміють інформацію, представлену в конкретних формах, що адекватні можливим (очікуваним) процесам її обробки.

Знання — це інформація, на підставі якої шляхом логічних міркувань можуть бути тримані визначені висновки. Також під знаннями іноді розуміють дані, що мають складну організацію, що володіють як фактографічною, так і семантичною складовими. Під фактографічною складовою розуміється інформація, зв'язана з реєстрацією подій і явищ, а під семантичною – інформація, що стосується змістовного тлумачення зареєстрованих фактів.

Якщо обмежитися поняттям комп'ютерної системи (КС), що зараз дуже актуально, то можна дати більш приземлене і просте визначення інформації – це усе, що може бути представлене в КС. Тоді виникає питання про форми та види представлення інформації в КС.

Звичайно виділяють такі види представлення інформації як букви, символи, цифри, слова, тексти, малюнки, схеми, формули, графіки, таблиці, плани, креслення, алгоритми і т.д. З цих видів можуть створюватися більш складні види та структури представлення інформації: команди, повідомлення, довідки, рішення, інструкції, масиви, файли, томи і т.д.

Інформація, що втілена і зафіксована в деякій матеріальній формі, називається повідомленням. Повідомлення можуть бути безперевними (аналоговими) і дискретними (цифровими).

Безперервне повідомлення представляється деякою фізичною величиною (електричною напругою, струмом і т.д.), зміни якої відображають протікання деякого процесу. Фізична величина, що передає безперевне повідомлення, може приймати будь-як значення і змінюватися в довільні моменти часу. Таким чином, в безперервному повідомленні кінцевої довжини може міститися велика кількість інформації.

Для дискретних повідомлень характерна наявність фіксованого набору окремих елементів, з яких у дискретні моменти часу формуються різні послідовності елементів. Важливим є не фізична природа елементів, а та обставина, що набір елементів кінцевий і тому будь-яке дискретне повідомлення кінцевої довжини передає кінцеве число значень деякої величини, а отже, кількість інформації в такому повідомленні кінцева. При дискретній формі представлення інформації окремим елементам її можуть бути привласнені числові (цифрові) значення. У таких випадках маємо цифрову інформацію.

Елементи, з яких складається дискретне повідомлення, називають буквами чи символами. Набір цих букв (символів) утворює алфавіт. Число символів в алфавіті називається об’ємом алфавіту. Дискретне повідомлення можна розбити на групи символів, що називаються словами. Зі слів можуть формуватися більш складні структури (записи, файли, томи і т.д.), але тут ці поняття не розглядаються, тому що не є істотними для подальшого розгляду. Помітимо тільки те, що найбільш простим є двоїчний алфавіт.

Звичайно в КС інформація представляється двоїчним алфавітом, що фізично реалізується сигналом, здатним приймати два добре помітних значення, наприклад, електрична напруга високого і низького рівня, протилежні значення напруженості магнітного поля і т.д. Найважливішою вимогою до фізичних аналогів двоїчного алфавіту є можливість надійного розпізнавання двох різних значень сигналу, що при описі функціонування схем позначають символами 0 (нуль) і 1 (одиниця).

Таким чином, серед основних форм використання інформації можуть бути названі:

•символьно-текстова (інформація, представлена сукупністю букв, цифр, знаків і т.п.);

•графічна (зображення і т.п.);

•звукова.

Важливою характеристикою інформації також є її структура. Структура інформації – це те, що визначає взаємозв'язок між її складовими елементами. Фундаментальною властивістю інформації є властивість системності. Як відомо, системою називають таку сукупність, що має такі властивості, якими не володіє жоден із вхідних до неї елементів окремо. Без особливих затруднень можна привести масу прикладів, які демонструють, що об'єднання розрізнених інформаційних сигналів породжує систему з якісно більш високою змістовною цінністю.

Практичне значення наукових підходів до визначення терміна «інформація» зв'язано з рішенням проблеми виміру інформації. Відповідно до положень загальної теорії інформації як еталон міри для неї вибирається деякий абстрактний об'єкт, що може знаходитися в одному з двох станів (наприклад, включений/виключений, так/ні, 0/1 і т.п.), чи, як ще говорять, бінарний об'єкт. Говорять, що такий об'єкт містить інформацію в 1 біт. Безумовно, даний метод виміру інформації багато в чому був визначений можливостями її збереження в різних технічних пристроях, де на елементарному рівні інформація запам'ятовується за допомогою магнітно-електричних пристроїв, що можуть знаходитися або в намагніченому, або в розмагніченому станах. Від біта як найменшої міри кількості інформації створюються похідні одиниці:

• 1 байт = 8 біт;

• 1 кілобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2¹⁰ байт;

• 1 мегабайт (Мбайт) = 1024 кілобайт = 2²⁰ байт;

• 1 гігабайт (Гбайт) = 1024 мегабайт = 2³⁰ байт і т.д.

Як можна помітити, префікси кіло-, мега- і т.п. тут вживаються в відмінному від традиційного змісту, означаючи множення на 1024 = 2¹⁰, а не на тисячу. Дане рішення дозволяє гармонійно зв'язати методи виміру інформації з бінарною (двійковою) організацією системи її збереження.

Інформація в КС піддається різним процесам: введення, збереження, обробка, вивід.

Введення інформації у КС може здійснюватися з перфокарт, перфострічок, магнітних стрічок, барабанів, дисків, дискет, клавіатури, спеціальних пультів і т.д. Збереження інформації здійснюється на запам'ятовуючих пристроях – оперативних запам’ятовуючих пристроях, різних регістрах пам'яті, магнітних стрічках, барабанах, дисках, дискетах і т.д. Обробляється у КС інформація відповідно до прийнятого в даній системі порядку (ОС, ПЗ) і т.д.). Для виводу інформації є багато каналів (візуальний, звуковий, друк та ін.).

Найбільш загальними інформаційними процесами, що відбуваються в АСОД, є наступні:

• інформаційно-довідкове забезпечення;

• інформаційне забезпечення задач;

• обслуговування інформаційних баз.

Усі вони реалізуються персоналом за допомогою апаратних засобів, ПЗ та інформаційних баз АСОД.

Міркування про якісну зміну тієї ролі, яку інформація стала грати як у житті суспільства в цілому, так і в житті окремих особистостей, можна зустріти на сторінках наукової, публіцистичної і навіть художньої літератури. Постараємося в стиснутому виді узагальнити, у чому найбільш яскраво виразилися ці зміни:

•по-перше, протягом останніх десятиліть спостерігається незмінне прискорення темпів росту обсягу інформації. Коротко і ємко дана ситуація була сформульована у виді тези: «Інформація – це єдиний неубутний ресурс суспільства». Наслідком такого положення справ став кількісний бар'єр у процесах обробки інформації: грубо кажучи, іноді інформацію нема рації збирати і зберігати, тому що все рівно відсутні можливості її обробки і раціонального використання;

•по-друге, зросла питома вага комунікативних проблем (перекручування і втрати інформації в процесі обробки та передачі);

•по-третє, серйозні труднощі породжує наявність міжмовних, географічних, адміністративних, термінологічних і інших бар'єрів;

•по-четверте, практичне застосування інформації найчастіше стає неможливим через її хаотичне розосередження по різних джерелах (так зване розсіювання інформації).

Робота з вирішення перерахованих проблем у кінцевому рахунку привела до виділення самостійної наукової дисципліни – інформатики, предметом якої стали властивості інформації, її поводження в техногенних, соціальних і біологічних системах, а також методи і технології, орієнтовані на збір, обробку, збереження, передачу і поширення інформації, чи, коротко, інформаційні технології (ІТ).