Тема 1. Основные направления информатики. Информационные процессы в правовой сфере

1. 1.1. Понятие «информация». Свойства информации, её измерение, передача и представление. Информационные процессы.

Для большинства из нас слово «информация» - нечто само собой разумеющееся. Тем не менее, это понятие относится к базовым понятиям не только в области информатики (наряду с такими, как структура, модель, алгоритм), но и естествознания в целом.

Действительно, попробуйте сформулировать, что такое информация. Проведите опрос окружающих вас людей на работе, учёбе и дома. Сразу окажется, что однозначного определения вы не услышите. Почему это так? Просто потому, что это понятие включает в себя всё, что окружает нас. Это одно из первичных неопределённых понятий науки, что подтверждается множеством определений понятия информации: от философского (информация есть отражение реального мира) до крайне практического (информация есть сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования).

Думаем, ситуация для неискушённого в теории человека станет ещё более запутанной, если мы «вбросим» ему для размышления ещё несколько вопросов и тезисов:

• Существует ли информация в неживой природе?

• Верно ли, что информация существует только в биологических системах?

• Получили ли вы информацию, дотронувшись до горячего чайника?

• Информацию можно получить только при общении, так как она возникает только при этом процессе.

• Информацию всегда можно выразить в словах.

• Одинакова ли информация в крике вороны для вас и для других ворон стаи?

• Информация создаётся, хранится и обрабатывается.

• Какую информацию получает охотник из следа зверя, и кто её создал?

• Для кого предназначена информация в молекуле ДНК?

• Получаете ли вы информацию от прочтения в первый раз сообщения из свежей газеты? А при прочтении его во второй или в третий раз?

Попробуем вместе разобраться, как трактовать понятие информации, каким свойствами она обладает, что является «основой» для понимания сущности этого понятия.

Проведите такой эксперимент: введите в поисковике Google строку «информация». Что получилось? У нас при поиске страниц на русском языке в октябре 2011 года было выдано 11 010  миллионов ссылок. Попробуйте ввести для поиска в режиме поиска «со всеми словами» сочетание «определение информации». Поисковик выдал более 23 миллионов ссылок! Думается, что с течением времени эти цифры ещё подрастут. Следовательно, идёт постоянная работа человечества над использованием и толкованием этого понятия, обусловленное его применением к всё более широким сферам человеческой деятельности. Например, появились определения «экологической информации», правовой информации, документированной информации и т. д.

В России определение "информации" впервые появляется в Федеральном законе РФ "Об информации, информатизации и защите информации" от 20 февраля 1995 года. В нём под "информацией" понимаются "сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления". Отметим, что наряду с определением собственно "информации" Закон также содержит определение "документированной информации", т.е. различает информацию как таковую, как нематериальный объект, и информацию, связанную с материальным носителем.

Обобщая, можно сказать, что в зависимости от области знания существуют различные подходы к определению понятия информации. В частности:

• В неживой природе понятие информации связывают с понятием отражения, отображения.

• В быту под информацией понимают сведения, которые нас интересуют.

• В теории связи под информацией принято понимать любую последовательность символов, не учитывая их смысл.

• В кибернетике под информацией понимается только та часть сообщения, которая участвует в управлении.

Но во всём многообразии явлений и процессов, связанных с появлением, передачей, обработкой и хранением информации, внимательный наблюдатель выделит одну общую особенность. А именно:

все они сопровождаются взаимодействием материальных объектов (как корпускулярной, так и волновой природы) между собой. В результате этого взаимодействия объекты изменяют своё состояние. Если объект не участвует во взаимодействии, то изменения его состояния не будет. Под объектом будем понимать нечто (некое образование), обладающее более или менее устойчивыми во времени параметрами (характеристиками) и ограниченное в пространстве.

Рассмотрим элементарное взаимодействие, в котором число участников минимально – то есть равно двум, и структура этих объектов достаточно простая. По крайней мере, они не «живые». Заметьте, что мы употребили этот термин, предварительно не определив его, но интуитивно полагая, что «живое» всегда сложнее «неживого».

Назовём такое взаимодействие в рамках нашего рассуждения для определённости «первичным». В результате акта первичного взаимодействия состояние (совокупность характеристик) участников изменится. Изменения состояния, произошедшие с участниками взаимодействия, можно назвать результатами или «следами», оставленными взаимодействием на каждом из его участников. Параметры следа (то есть характеристики изменений состояния каждого объекта) зависят как от типа взаимодействия, так и от свойств объектов в нём участвующих.

Если наши объекты будут и дальше вступать во взаимодействие с окружающей средой, то очевидно, что особенности этих вторичных взаимодействий будут зависеть от характеристик первичного.

Поэтому следы, оставленные взаимодействием на его участниках, можно назвать информацией о взаимодействии. Эти следы изменяют характеристики объектов, и, следовательно, в свою очередь определяют особенности и результаты будущих возможных взаимодействий.

Именно по этой причине и в этом смысле любое (даже самое элементарное) взаимодействие может трактоваться не только как физическое, химическое, биологическое или социальное, но, прежде всего, как информационное!

Приведённоё определение информации можно, на наш взгляд, считать базовым (или наиболее общезначимым) определением информации, отображающим его глубинное свойство, но, ни в коем случае не отражающее всего его многообразия и сложности, следующего из многообразия и сложности современного уровня развития материи в окружающем нас пространстве и, в особенности живой природы на Земле.

Для полноты картины надо подробнее остановиться на понятии «взаимодействие». Любое взаимодействие сопровождается изменением физических параметров объектов за счёт их обмена веществом и энергией. Представим, например, результат столкновения двух тел. Но легко заметить, что существуют и более сложные объекты, для которых можно говорить о специфическом информационном взаимодействии. Для таких взаимодействий основную роль в определении хода дальнейших событий (других взаимодействий), играют не столько его количественные характеристики (энергия, масса, громкость, яркость и т.п.), а так называемый «смысл», передаваемый при этом от одного объекта другому. В качестве примера можно привести сигналы предупреждения об опасности у птиц и животных, панические слухи у людей.

В нашем определении информации, раскрытом на примере первичного взаимодействия неявным образом (незримо) кроме двух объектов – участников всегда присутствует третий особый участник. Это – наблюдатель, способный оценить (измерить) следы первичного взаимодействия. Без него (наблюдателя и измерителя) понятие следа как результата взаимодействия просто нельзя было бы сформулировать. Так как для наблюдения он должен взаимодействовать с внешней средой, то сам является объектом.

«Информация», наряду с такими понятиями, как «вещество», «энергия», «пространство» и «время», составляет основу современной научной картины мира. В этот термин вкладывается различный смысл в технике, науке и в быту.

Термин «информация» происходит от латинского слова «informatio» что означает «сведения, разъяснение, осведомленность, изложение». В широком смысле понятие вошло в употребление с середине XX в. Поэтому в бытовом аспекте под информацией понимаются сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами.

Под информацией в технике в целом понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов.

В то же время К. Шеннон ввел этот термин в узком техническом смысле применительно к теории связи, которая получила название «Теория информации». По определению К. Шеннона, информация - это снятая неопределенность. Поэтому информация в теории информации - это лишь те сведения, которые полностью снимают или уменьшают существующую неопределенность.

Семантическая теория (то есть наука о смысле, заключенном в сообщениях) трактует информацию как сведения, обладающие новизной.

В собственно информатике термин «информация» можно определить как сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

Применительно к частной проблеме компьютерной обработки данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.), несущую смысловую нагрузку и представленную в «понятном» компьютеру виде.