
- •1. Понятие информации
- •1.1. Предмет, место и роль теории информации и передачи сигналов
- •1.2. Предмет и метод теории информации
- •1.3. Этапы обращения информации
- •1.4. Типовая структурная схема информационной системы. Разновидности информационных систем
- •1.5. Виды информации
- •1.6. Структура информации
- •1.7. Устранение избыточности информации
- •2. Измерение информации
- •2.1. Структурные меры информации
- •2.1.1. Геометрическая мера
- •2.1.2. Комбинаторная мера
- •2.1.3. Аддитивная мера информации
- •2.2. Статистические меры информации
- •2.2.1. Вероятность и информация
- •Двоичные однопредметные явления
- •Двоичные двухпредметные явления
- •Понятие энтропии
- •Энтропия ансамбля
- •Энтропия объединения
- •Количество информации и избыточность
- •2.3. Семантические меры информации
- •2.4. Другие меры полезности информации
- •2.4.1. Энтропия, шум и тезаурус
- •3. Информационные характеристики источника сообщений и канала связи
- •3.1. Основные понятия и определения
- •3.2. Информационные характеристики источника дискретных сообщений
- •3.2.1. Модели источника дискретных сообщений
- •3.2.2. Свойства эргодических последовательностей знаков
- •3.2.3. Избыточность
- •3.2.4. Производительность источника дискретных сообщений
- •3.3. Информационные характеристики дискретных каналов связи
- •3.3.1. Модели дискретных каналов
- •3.3.2. Скорость передачи информации по дискретному каналу
- •3.3.3. Пропускная способность дискретного канала без помех
- •3.3.4. Основная теорема Шеннона о кодировании для дискретного канала без помех
- •3.3.5. Пропускная способность дискретного канала с помехами
- •3.3.6. Основная теорема Шеннона о кодировании для дискретного канала с помехами
- •3.4. Информационные характеристики источника непрерывных сообщений
- •3.5. Информационные характеристики непрерывных каналов связи
- •3.5.1. Модели непрерывных каналов связи
- •3.5.2. Скорость передачи информации по непрерывному каналу
1.6. Структура информации
Информация может претерпеть различные структурные преобразования, показанные в табл.1. Последовательность этих преобразований может быть различной в различных информационных системах. Получаемые в процессе преобразований структуры имеют абстрактный характер и не соответствуют строго тем или иным этапам обработки информации в информационных системах.
Таблица 1.1
Условное обозначение |
Структура |
Характеристика структуры |
X, T, N |
Натуральная |
Первоначальная структура информации |
M, D, LX, T, N |
Нормализованная |
Приведена к единому масштабу, диапазону и началу отсчета
|
X, T, N |
Комплексирован-ная |
Приведена к комплексу с обобщенными координатами Х, Т
|
|
Декомпонирован-ная |
Преобразованы число измерений, структура и расположение
|
GAX, T, N |
Генерализованная |
Устранена избыточность, выделена существенная часть по условию А |
X*,T*,N* |
Дискретная (кванто-ванная) |
Отсчеты в прерывной форме |
qX, qT, qN |
Безразмерная |
Дискретные отсчеты, приведенные к безразмерной форме |
Окончание табл. 1.1
0110011 |
Кодированная |
Цифровая форма информации |
Натуральная информация отражает реальное существование объектов. Она имеет аналоговую форму, засорена шумами, неоптимальная по диапазонам и началам отчетов значений параметров. Все эти ограничения обусловлены непосредственно физическими свойствами наблюдаемого объекта. Натуральную информацию можно условно представить как совокупности величин Х, моментов времени Т и точек пространства Nв виде множествХ,ТиN.
Нормализованная информация отличается от натуральной тем, что в ней каждое множество Х,Т,Nуже приведено к одному масштабу, диапазону, началу отсчета и другим общим унифицированным характеристикам. Нормализованную информацию можно трактовать как результат воздействия на натуральную информацию операторов: масштабного М, диапазонногоDи локализованногоL.
Символическое описание нормализованной информации приведено в табл.1.1.
Комплексированная информация образуется в результате приведения всей информации к полному комплексу, т.е. к трехмерной системе XTN, где Х – обобщенная координата значений параметров или унифицированная шкала каких – либо оценок; Т – обобщенная координата времени;N– обобщенная координата пространства источников информации. Комплексированная информация представляет собой связанное и координированное множество Х, Т,N. Изменение количества измерений структуры и расположения элементов в информационных комплексах приводит к форме декомпонированной информации. Особенно часто применяют следующие два вида декомпозиции:
приведение физического пространства трех измерений (объема) физических полей, объемных объектов, многомерных систем датчиков, векторных и комплексных величин к пространствам двух и одного измерений;
приведение полного комплекса информации ХТNк любой плоскости ХТ, ХN,NTили оси Х, Т,Nкоординат измерений.
Декомпонированная информация декоррелирована, в ней нарушены или удалены связи между отдельными элементами информации.
Структурная
формула декомпозиции имеет вид:
В генерализованной информации исключены второстепенные ее части, данные обобщены и укрупнены. Генерализация может охватывать как номенклатуру параметров, так и моменты времени, диапазоны измерения и степень подробности их отображения.
Формула
GАX,T,N(1)
показывает, что производится генерализация Gпо алгоритму А комплексаX,T,N.
Дискретная (квантованная) информация совпадает с исходной непрерывной информацией по физической размерности, отличаясь от нее лишь прерывным характером. Дискретизация может быть осуществлена по осям Х, Т и Nпараметрического комплекса. Дискретная информация удобна для расчетов и экономична в реализациях. Дискретизация может быть равномерной или неравномерной, производиться по постоянному или изменяющемуся во времени закону. Оптимальные интервалы дискретизации определяются на основании теории дискретных отсчетов.
Безразмерная информация отличается универсальной безразмерной числовой формой. Число, отображающее безразмерную информацию, соответствует количеству информационных элементов (квантов) и получается в результате дискретизации информационного комплекса, т.е. равно отношению любой координаты к ее интервалу дискретности:
(2)
Кодированная информация имеет форму совокупности чисел, или цифровую форму, основанную на применении какой – либо системы счисления или кодирования.