- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования кгту
- •Теория информации
- •Учебное пособие
- •Аннотация.
- •Введение.
- •Если говорить немного подробнее, можно выделить:
- •Уровень элементарных частиц;
- •Линия связи
- •(Укрупнённая структурно-функциональная схема)
- •1 Сообщение
- •Общие замечания
- •Источники информации
- •Событие, как источник информации
- •1.2.2. Материальная система, как источник информации.
- •1.2.3 Одиночный параметр состояния, как источник информации
- •Основные характеристики источника информации
- •1.3.1 Объём первичного алфавита
- •1.3.2 Энтропия источника информации
- •1. 4 Языки, коды и их свойства
- •1.4.1 Естественные коды
- •1.4.2 Вторичные коды и их свойства
- •1.4.2.1 Коды с вероятностными ограничениями
- •1.4.2.2 Коды с фиксированными ограничениями
- •1.5 Структура сообщений
- •1.5.1 Дискретная числовая последовательность
- •1.6 Первая теорема к. Шеннона о кодировании
- •Формулировка и доказательство
- •Практические методы оптимального кодирования
- •Метод Шеннона-Фано
- •Метод Хаффмена
- •2.1 Начальные сведения о сигналах
- •2. 2 Актуализация непрерывных сигналов
- •2.2.1 Непрерывные технические сигналы
- •Математические модели непрерывных сигналов
- •Описание детерминированных сигналов
- •2.4.1.1 Временное представление непрерывного сигнала
- •2.4.1.2 Частотное представление непрерывного сигнала
- •2.4.1.2.1 Непрерывные преобразования Фурье
- •Ряды Фурье
- •2.4.2 Представление реальных сигналов
- •2.4.3 Теоремы Котельникова
- •Теорема Котельникова для функций с ограниченным спектром
- •2.4.3.2 Теорема Котельникова для функций, заданных на конечном интервале.
- •2.6 Некоторые следствия и полезные соотношения
- •2.6.1 Преобразования координат
- •Квадратичный эффект
- •2.6.3 Об аддитивности квадратичного эффекта
- •2.6.3 Описания и наглядные способы отображения сигналов
- •Потенциальный носитель сигналов первого типа
- •Потенциальный носитель сигналов второго типа
- •2.6.3.3 Потенциальный носитель сигналов третьего типа
- •X(t) Слева на рисунке представлен
- •Спектр и полоса пропускания
- •2.6.4 Средства и способы описания случайных сигналов
- •2.6.4.1. Начальные сведения о случайных функциях
- •2.6.4.2. Свойства и дополнительные характеристики ансамбля
- •2.6.4.3. Спектры случайных функций
- •3.1 Непрерывное распределение вероятностей
- •3.3.1 Пример 1
- •3.3.1 Пример 2
- •3.3.2 Максимальная энтропия из возможных
- •4.1 Общие сведения о шумах
- •4.2 Классификация помех
- •4.5.3. Способы описания помех.
- •4.4. Эргодический шум.
- •3.1 Общие соображения
- •3.1.2 Энтропия суммы двух ансамблей
- •3.1.3 Пропускная способность реального канала.
- •3.1.3.1 Взаимная информация двух ансамблей
- •3.1.3.3 Скорость передачи информации
- •3.1.5.1 Вторая теорема Шеннона о кодировании.
- •Входной алфавит. Выходной алфавит
- •3.3 Некоторые аспекты использования каналов
- •3.3.1 Модуляция
- •3.3 .2 Амплитудная модуляция
- •3.3.3 Угловая модуляция.
- •3.4.2 Теоретические основания
- •3.4.2.1 Временное разделение каналов.
- •3.4.3.1 Амплитудное разделение каналов.
- •3.4.3.2 Частотное разделение каналов
- •3.4.3.3 Фазовое разделение каналов.
- •1 Некоторые понятия из теории вероятностей
- •Случайность и её мера
- •Понятие ансамбля
- •1.3 Составные ансамбли и условные вероятности
- •1.3.2. Центральная предельная теорема
- •3 Корреляция
- •3.1 Общие сведения
Канал связи
С И Г Н А ЛЛиния связи
Приёмник
сигнала
Получатель
сообщения
Передатчик
сигнала
Отправитель
сообщения
Источники помех
Источники информации
Представление информации
Реальная действительность. Социальные субъекты.
Рис. 1 Система связи и её окружение
(Укрупнённая структурно-функциональная схема)
щей схемы, отображающей социальную «судьбу» информации. По этой при-чине статистическую теорию информации иногда ещё называют общей (или статистической) теорией связи.
Заканчивая ВВЕДЕНИЕ, отдельно, схематично и очень коротко, рас-смотрим выделенный выше объект нашего дальнейшего внимания. Речь идёт об информации в той её социальной форме, в которой она непосредственно предстаёт в обществе перед каждым человеком. Речь пойдёт об информа-ционных потоках в человеческом обществе. Под вторым выделенным здесь словосочетанием будем понимать ноосферу в целом.
Намерение рассмотреть здесь потоки информации, связано с тем, что открывающийся этим ВВЕДЕНИЕМ начальный курс теории инфор-мации посвящается методам обеспечения этим потокам, так необходимых (в условиях всесторонней глобализации социальных процессов) каналов (см. схему предыдущем листе) наилучшего её прохождения.
Под потоками информации следует понимать движения не просто лавины актуализированной информации, но информации, предварительно обработанной и представленной в форме специализированных и хорошо структурированных потоков (удобных для потребления) сообщений.
Развитие цивилизации на Земле носит техногенный характер. Поэтому рассмотрение информационных потоков в ноосфере начнем с потоков, опре-деляющих становление и развитие технологий.
В связи с тем, что источниками информации являются явления и предметы окружающего нас мира, первыми следует упомянуть многочис-ленные и с самого начала интернациональные потоки научной информации.
Эти потоки начинаются из непосредственных наблюдений, экспери-ментов и исследований в научных лабораториях, экспедициях и кабинетах. Именно они пополняют информационный ресурс человеческого общества. Из многочисленных дневников, отчетов, докладов на конференциях и сим-позиумах, из публикаций в специализированных изданиях и диссертациях информация отфильтровывается в монографии, научные открытия, энцик-лопедии, научно-популярные издания и учебники. Все это оседает в отрас-левых научных библиотеках национальных Академий наук, кратко анноти-руется в специализированных Реферативных журналах. При этом каждое издание и каждое сообщение помечаются специальными поисково-опознава-тельными кодами, с которыми они хранятся, по которым запрашиваются для использования. Это-то означает, что такие потоки (впрочем, как и все осталь-ные) чётко организованы (относительно просто и удобно просто структури-рованы).
Потоки информации следующего уровня, в основном циркулируют в рамках национальных границ или границ содружеств нескольких государств. Это – потоки технологической информации, которые координируются на-циональными, отраслевыми (по отраслям техники и промышленности)или корпоративными Центрами научно-технической информации и доводятся до основных своих потребителей через отделы научно-технической информа-ции и технические библиотеки предприятий и промышленных центров. В составе этих потоков – научно-техническая и технологическая литература (в том числе каталоги по оборудованию, материалам и технологиями), кото-рая отражает достигнутый уровень технологии. Вся эта литература также снабжена специальными библиотечными поисково-опознавательными кода-ми, что облегчает поиск и использование нужной информации по конкрет-ному вопросу.
Следующий уровень информационных потоков, которые, как правило, не выходят за пределы промышленных концернов и отраслей, образуют по-токи (и архивы) конструкторской и конкретной производственно-техно-логической документации, ориентированной на обеспечение производства конкретной продукции. Особо следует подчеркнуть, что в рамках этого уров-ня информация завершает свой круговорот в ноосфере. Она утилизирует-ся в результате человеческого труда, то есть вместе с ним (с трудом) стано-вится организующим фактором, порождающим продукцию. Бывшая инфор-мация в процессе труда оказывается «связанной» (она позволила «породить» новую организацию). Некие элементы (детали, машины и технические комп-лексы) превратились в материальные (технические или информационные) системы более высокого уровня, которых не было до сих пор ни в природе, ни в обществе. Не было, но они потребовались человеку для удовлетворения его новых нужд, и человек их создал.
На этом же уровне циркулируют рождающиеся на отраслевых уровнях потоки организационной информации, которые утилизируются при организа-ции производства в целом, при организации конкретных производственных процессов и отдельных технологических операций. Утилизация начинается с разработки четких инструкций для персонала, выполняющего администра-тивные, технологические и контрольные операции, а завершается полной ав-томатизацией этих операций в форме создания автоматизированных произ-водственных комплексов.
Человек, который находится в центре только что представленных кру-говоротов, как добытчик информации и производитель всевозможных не только сигналов (вторичных носителей информации) но и вещей – матери-альных систем социальной природы, является в одно и же время их потреби-телем. В таком качестве он находится в центре многих других круговоротов информации и в ранге познавательной категории, и в ранге житейского понятия.
Например, в качестве духовного субъекта человек, как Личность, яв-ляется и производителем и конечным адресатом (получателем) информа-ционных продуктов высшего статуса – продуктов духовного производства. К таким продуктам (информационным продуктам самого высшего ранга) относятся научные достижения, произведения искусства, информационные программы, аналитические обзоры высокого качества и образовательные программы, а также межличностные контакты духовного уровня. При всём при этом высочайшим и потому сложнейшим и важнейшим продуктом ду-ховного производства является Личность. В этом смысле человек оказы-вается одновременно объектом и субъектом самой высшей формы и слож-нейшей разновидности духовного производства: – формирования Личности.
В связи с этим следует также упомянуть тысячи театров, музеев и раз-ного рода выставок, системы образования разных уровней и системы подго-товки кадров, которые формируют и поставляют Человеку потоки соответст-вующей их предназначению информации. А также – сотни национальных ин-формационных агентств и сотни тысяч других тесно взаимосвязанных друг с другом средств массовой информации, в составе которых миллионы людей заняты только тем, что добывают и распространяют самую разнообразную и не всегда достоверную информацию, загружая многие каналы связи.
В связи с упоминанием каналов связи, представьте (в дополнение ко всему выше сказанному) сколько специфической информации циркулирует по закрытым каналам правительственной, военной и разведывательной связи. А сколько нужной и не очень нужной информации самого разного характера циркулирует в опутывающей нашу планету сети Internet !
Из только что сказанного вытекает, что, каналы связи образуют важ-нейшую часть инфраструктуры ноосферы – тот элемент её техногенного «скелета», который и делает её (ноосферу) единой планетной оболочкой, сложнейшей из известных науке материальных систем.
Перед тем как закончить ВВЕДЕНИЕ и поставить точку, заметим, что афоризм: «Кто владеет информацией, тот владеет миром» – не пустая фраза. Для овладения информацией необходимо понять её суть и её веду-щую роль во всех современных технологиях.
. Знакомство со статистической теорией связи (теорией и-нформации) существенно облегчает эту задачу.