Понятия информации в современной науке и технике

Лекция 1.1. Основные понятия

Функционирование любой системы управления (в технике, природе, обществе) в первую очередь основано на сборе, обработке и анализе информации, поступающей из окружающей среды и от объекта, на который направлены управляющие воздействия. В частности, перед человеком информация предстает в очень многих физических формах и разновидностях, она по-разному воспринимается его органами чувств и сознанием. Без восприятия и специальной обработки информации невозможно представить современную жизнедеятельность человека, решение им разнообразных управленческих задач.

Обратимся к содержанию этого понятия, хотя сразу отметим, что, несмотря на значительные достижения в области информатики, до настоящего времени нет четкого, однозначного и всеми принятого определения информации, отсутствует и методология определения значений ее характеристик, что затрудняет решение теоретических и практических задач информационного обеспечения.

Информация (от лат. informatio – разъяснение, изложение) является основным понятием информатики, известным уже около 2500 лет. Например, им пользовался еще Цицерон. До середины ХХ в. в этом термине заключался примерно такой же смысл – сообщение, осведомляющее о положении дел, о состоянии чего-нибудь. При этом человек считал только себя способным к передаче, приему и сотворению информации. Новая наука кибернетика опровергла это. Она определила, что информационные процессы происходят в любом живом организме. Не случаен в связи с этим афоризм «жизнь – это информация».

Информация, с точки зрения кибернетики, – обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств. Процесс получения и использования информации является процессом нашего приспособления к случайностям внешней среды и нашей жизнедеятельности в этой среде.

Кибернетика – наука, которая изучает общие принципы и методы управления сложными системами в природе, технике, обществе.

Становление этих познаний как определенной структуры и концепции знаний новой науки связывают с работой Н. Винера «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине», опубликованной в 1948 г. В ней автор, профессор математики Массачусетского технологического института, ставит, казалось бы, рядовой вопрос: «Зачем нужна вся та информация, которая непрерывно передается по всевозможным каналам связи в живых организмах, в сообществах разумных (и неразумных) существ и в созданных человеком технических системах?» Углубленное исследование этого вопроса и привело к возникновению кибернетики. Ответ на него оказался чрезвычайно прост: информация нужна для управления! Системы управления всех видов очень похожи.

С точки зрения науки управления, информация – это сведения о состоянии системы управления и среды функционирования, воспринятые, усвоенные и используемые системой для целей управления.

В связи с прогрессом технических средств массовых коммуникаций (телеграф, телефон, радио, телевидение и т.д.), в особенности с ростом объема передаваемых сведений, появилась необходимость их измерения. В 20-х гг. XIX в. предпринимались многочисленные попытки измерения информации и высказывались идеи, которые затем были использованы в вероятностно-статистической теории информации (Р. Фишер, 1921; Х. Найквист, 1924; Р. Хартли, 1928; Л. Сцилард, 1929). Однако только в 1948 г. в статье К.Э. Шеннона «Математическая теория связи» было дано вероятностно-статистическое определение понятия количества информации, предложена абстрактная схема связи, сформулированы теоремы о пропускной способности, помехоустойчивости, кодировании и т.д., что позволило сформировать положения этой теории – одной из наиболее развитых среди других математических теорий информации.

Математические теории информации выступают как совокупность количественных (и в первую очередь статистических) методов исследования передачи, хранения, восприятия, преобразования и использования информации. Используемые методы преследуют цель измерения информации. Проблема количества информации, как первоочередного вопроса теории информации, неразрывно связана и с ее качественно-содержательным аспектом, т.е. с выявлением содержания понимания информации, к которому применяются количественные методы исследования.

Развитие социального прогресса, науки, техники, объемов информации обусловило необходимость уточнения понятия «информация» и количественной оценки передаваемых сообщений, выявления наиболее характерных видов и свойств информации, что привело к принципиальным изменениям в трактовке самого понятия. Под информацией стали понимать обмен сведениями как между человеком и человеком, так и между человеком и автоматом, автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире.

Были предложены и количественные меры информации (К.Э. Шеннон, А.Н. Колмогоров и др.). Они стали основой создания статистической шенноновской теории информации, которая и позволила количественно оценивать сообщения, передаваемые по каналам связи.

В соответствии с шенноновской теорией понятие информации определялось на вероятностной основе как сведения, сообщения, которые снимают существовавшую до их получения неопределенность полностью или частично.

Это представление об информации как снимаемой неопределенности является наиболее распространенной трактовкой понятия информации, однако еще не самой общей. Разумеется, такое определение не может быть только формальным обобщением всех существующих особых форм данного понятия. Это означает, что определение понятия информации должно выступать как результат развития знаний об информации и выделять ее наиболее общие и существенные признаки.

Одними из таких признаков, характеризующих информацию вообще, являются различие и разнообразие. Если в статистической теории понятие информации определяется как уничтоженная неопределенность (т.е. определенность), то в самом общем случае можно сказать, что информация в определенном аспекте есть уничтожение тождества, однообразия (т.е. различие, разнообразие).

Переход от трактовки информации как противоположности неопределенности к трактовке ее как противоположности тождеству диктуется всем ходом развития наших знаний, развитием кибернетики (где информация выступает как синоним разнообразия, которое получает и использует кибернетическая система), а также психологии, биологии, химии, экономики и многих других наук. Согласно данной концепции, информация существует там, где имеется разнообразие и различие.

Если два объекта (или их свойства, связи, отношения и т.п.) различаются, то их совокупность содержит два элемента с разнообразием. Простейшей единицей измерения информации является элементарное различие, т.е. различие двух объектов.

Известно, что мы получаем сведения также о таких событиях, относительно которых никаких прямых гипотез не выдвигалось. Так было, например, открыто явление радиоактивности, многие виды растений, животных и т.д. Все эти сведения и знания являлись информацией в старом, докибернетическом смысле слова: они не уменьшали ранее имевшиеся неопределенности. Это просто отражение фактов, событий, существовавших независимо от нашего сознания, прибавление нового знания. С учетом этого конкретизируем приведенное выше определение информации.

Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Из определения видно, что информация есть отражение или представление реального мира (чего-нибудь) с помощью сведений (сообщений).

Сообщение – это форма представления информации в виде речи, текста, изображения, упорядоченной последовательности символов, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п.

Информатика рассматривает информацию как концептуально связанные между собой сведения (сообщения), данные, изменяющие наши представления об явлениях или объектах окружающего мира. Кратко охарактеризуем, в чем общность и различие понятий «информация» и «данные».

Прежде всего, различие их состоит в том, что данные могут рассматриваться как сообщения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные (они доступны, понятны и необходимы) превращаются в информацию. Поэтому можно отметить, что информацией являются используемые данные.

При работе с информацией всегда имеется ее источник, среда передачи и потребитель (получатель). Пути и процессы, обеспечивающие передачу сообщений от источника информации к ее потребителю, называются информационными коммуникациями.

Следует отметить еще одно понятие информации, обобщенная дефиниция которого дана в Федеральном законе от 27 июля 2006 г. №149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации»: «Информация – сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления».

Для уточнения содержания понятия информации как одного из основных объектов информационного права рассмотрим его дополняющие и производные понятия, приведенные в действующих нормативных правовых актах.

Документированная информация – зафиксированная на материальном носителе путем документирования информация с реквизитами, позволяющими определить такую информацию или в установленных законодательством Российской Федерации случаях ее материальный носитель.

Обладатель информации – лицо, самостоятельно создавшее информацию либо получившее на основании закона или договора право разрешать или ограничивать доступ к информации, определяемой по каким-либо признакам.

Предоставление информации – действия, направленные на получение информации определенным кругом лиц или передачу информации определенному кругу лиц.

Распространение информации – действия, направленные на получение информации неопределенным кругом лиц или передачу информации неопределенному кругу лиц.

Конфиденциальность информации – обязательное для выполнения лицом, получившим доступ к определенной информации, требование не передавать такую информацию третьим лицам без согласия ее обладателя.

Массовая информация – печатные, аудио-, аудиовизуальные и иные сообщения и материалы, предназначенные для неограниченного круга лиц.

С учетом рассмотренных понятий определим более широкое понимание информации – это сведения, снимающие неопределенность с объекта, процесса, явления, независимо от формы их представления, отображаемые в сознании человека или на каком-либо носителе для последующего восприятия их человеком или информационной системой.