Вопрос 34.Формы представления информации.

Информация может существовать в виде:

- текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

- световых или звуковых сигналов;

- радиоволн;

- электрических и нервных импульсов;

- магнитных записей;

- жестов и мимики;

- запахов и вкусовых ощущений;

- хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т. д.

Представление информации в различных формах происходит в про-цессе восприятия окружающей среды живыми организмами и человеком, в процессах обмена информацией между человеком и человеком, человеком и компьютером (ПК), ПК и ПК и т.д. Преобразование информации из одной формы в другую (кодирование) необходимо для того, чтобы живой орга-низм, человек или ПК мог хранить и обрабатывать информацию в удобной для него форме, на понятном для него языке.

Текстовые формы фиксации информации

Текстовые формы фиксации информации используются на практике чаще всего. Кодируются и представляются различным образом.

Пиктографические формы представления информации

Если задаться целью построить ряд форм пиктографической информации, например, по признаку увеличивающейся знаковости или, что то же самое, - возрастания абстрактности, то формы представления информации выстроятся в такой ряд:

- фотография;

- технический рисунок;

- чертеж;

- схема.

Фотография

Фотография как способ изображения и как средство фиксации отражения реальных предметов объективно представляет собой плоскостное изображение, и все же человек в состоянии правильно воспринимать изображение объекта - ввиду того, что на фотографии схватывается пространственное соотношение объектов аналогично человеческому видению.

При восприятии объекта наиболее эффективным оказывается его фотография без функционального фона; мягкое изображение, сохраняющее все полутоновые переходы, воспринимается хуже, чем контрастный фотоснимок.

Технический рисунок

Как правило, технический рисунок может обеспечить достаточную научную и техническую достоверность, точность, четкость и ясность изображения объекта. На техническом рисунке не просто воспроизводят особенности изображаемого объекта, а, сознательно применяя необходимый выбор осей, их положения и размерные отношения по осям, точно передают форму, объемность, основные пропорции и назначение предмета, что позволяет изучить его по графическому изображению.

Психологически наилучшим по восприятию следует считать не изометрическое или диметрическое, а перспективное изображение предмета.
Понимание технических рисунков, в общем, не имеет существенных различий с пониманием фотографий аналогичных объектов на нейтральном, “пустом” фоне.

Чертеж

Чертеж можно определить как графическое построение, содержащее условное изображение предмета, полученное методами проецирования в декартовой системе координат.

Общеизвестно, что наличие чертежей в печатном текстовом сообщении способствует его более глубокому пониманию. Причем, по моим наблюдениям, даже наличие или отсутствие подрисуночного описания устройства и его частей не оказывает существенного влияния на глубину понимания текстового сообщения.

Схема

Любая схема, отображающая технический объект, представляет собой продукт абстрагирования с целью показа лишь самого существенного, принципиального в нем. Работа со схемой предполагает определенный уровень развития пространственных представлений и мышления. Чтение схем предполагает некоторое изначальное понимание взаимоотношений между определенными техническими объектами или узлами одного объекта.

Таким образом, чтение схем связано с соотнесением ее знаковых форм с различными конструкциями, т.е. знакового и реального, а в ряде случаев также с оперированием пространственными динамическим образами. На правильность восприятия и понимания схемы как одного из важнейших видов обобщенной наглядности оказывает влияние и различное расположение условных изображений.

Следует отметить, что существуют классы объектов, поддающихся выражению только в виде схемы, и классы объектов, которые можно подать только в виде чертежа.

Между этими граничащими классами есть обширный класс объектов, допускающий отображение как в виде схемы, так и в виде чертежа.
Схема может изображать не только предметы, вещественные объекты, но и процессы, коммуникации, траектории движения и др.

Коэффициент информативной значимости (отношение доли сущностной информации к полной информационной емкости сообщения) для схемы, очевидно, будет близок к единице, а для чертежа значительно ниже.

Пиктограмма

Эта форма предъявления информации выполняет несколько функций:
- показать в образной, бросающейся в глаза форме

- - показать количественные характеристики какого-либо явления, процесса, объекта;

- показать месторасположение того или иного объекта;
- показать функциональное назначение органов управления или индикации;
- показом ситуации или объекта инспирировать определенный тип поведения реципиента или воздержание от определенных поступков;
- служить товарным знаком.

Идеографические формы представления информации
К ним относятся: график, гистограмма, диаграмма, таблица, формула, номограмма.
Идеографический вид семантической информации по сравнению с пиктографическим способен к передаче более скрытых от непосредственного восприятия свойств и особенностей изучаемого объекта или его фрагмента.

График
Под графиком обычно понимают совокупность определенным образом организованных линий, выражающих количественную зависимость взаимосвязанных величин.

Графики дают возможность наглядного восприятия разного рода функциональных зависимостей, в том числе и таких, которые принципиально невозможно наблюдать визуально.

Наибольшей эффективностью обладают графики с одной параметрической линией, затем - с пятью, потом - с тремя. Арифметический масштаб по сравнению с логарифмическим повышает эффективность графиков более, чем в 3 раза. Координатная сетка увеличивает эффективность графиков приблизительно на 30%.

Но необходимо учесть следующее: при помощи графиков или диаграмм можно отразить факты таким образом, что представление о них будет совершенно неверным. Например, неправильно выбранный масштаб одной из осей графика (или соотношение масштабов осей) часто является причиной ложных впечатлений о представленных на графиках зависимостях.

Масштаб должен быть настолько большим, чтобы была возможность свободно различать существенные для данного графика зависимости, но не в такой мере большим, чтобы “выпячивать” несущественные количественные или качественные его характеристики.

Гистограмма

Гистограммы применяются в тех случаях, когда на одной из осей, или на обеих, отложены дискретные величины.

Семиотический анализ гистограмм показывает, что их информационные возможности меньше, чем у графиков. Например, затруднительно построить гистограмму с большим количеством столбиков. Такие гистограммы, кроме того, что теряют свое основное преимущество - наглядность, но и трудновоспринимаемы.

По критерию эффективности гистограммы в порядке увеличивающейся трудности распределяются так: столбиковая - полифакторная - сложная - круговая.

Диаграмма
Диаграмма - графическое построение, наглядно показывающее соотношение между различными величинами. Как правило, она не имеет осей с нанесенными на них шкалами. На диаграмме каждая величина представлена прямолинейным отрезком, геометрической фигурой (прямоугольником, кругом или более сложным геометрическим построением).

Семиотический анализ диаграмм показывает, что они как форма предъявления информации выполняют почти все функции, выполняемые гистограммами. Однако отсутствие координатных осей с нанесенными на них шкалами как бы лишают диаграммы “общего знаменателя”, т.е. знания о диапазоне возможных изменений параметрических точек.

В порядке увеличения времени восприятия типы диаграмм распределяются так: столбиковые - ленточные - круговые.

Некоторое преимущество по критерию эффективности имеют диаграммы с индикацией на изображении по сравнению с вынесенной. Индикация диаграмм (как, кстати, и шкалы графиков и гистограмм) должна быть максимально читабельной.

Таблица

Таблица - свод числовых (иногда буквенных) данных, расписанный по графам (столбикам) и строкам. Таблицы бывают однонаправленные, двунаправленные и многонаправленные.

Вопрос о предпочтительности графика (гистограммы, диаграммы) или таблицы спорен.

Графики имеют то достоинство, что устанавливают зависимость между двумя или несколькими переменными, и превращая цифры в линии или блоки, лучше позволяют глобально охватить множество результатов, чем таблицы, часто перегружаемые слишком полной информацией.

У. Росс Эшби считает, что табличная форма представления информации обладает одним очень важным преимуществом: она содержит только факты и ничего больше.

Д.И. Менделеев, прибегнув к табличному методу, не только открыл периодический закон, установил связь между известными в его время химическими элементами, но и успешно прогнозировал открытие новых элементов, указав их важнейшие характеристики.

Семиотический анализ, основанный на рассмотрении сущностных особенностей графиков и таблиц с точки зрения их информативных возможностей, показывает следующее.

Таблицы и графики (гистограммы, диаграммы) взаимно трансформируемы, инверсны в том смысле, что всю информационную емкость таблицы можно представить в виде графика.

При считывании информации из таблиц экспериментально не обнаружена зависимость количества ошибок от количества граф в таблице.
На считывание показаний таблицы уходит примерно в 2,5 раза больше времени, чем на считывание показаний графиков.

Средняя относительная ошибка восприятия при считывании показаний графиков примерно в 4 раза выше, чем при считывании информации из таблиц.

Формула

Под формулой обычно понимают общее формализованное определение какого-либо правила, отношения, закона, структурной схемы вещества и т.п., применимое в определенных условиях ко всем частным случаям, выраженное числами или буквами (или тем и другим) и соединенное математическими знаками и символами.

Наиболее оптимальное употребление математической символики - это дополнение ее словесными пояснениями.

Семиотический анализ преимуществ и недостатков формул позволяют сделать такие выводы.

Формула, как правило, имеет значительно большую информативную емкость, чем таблица или номограмма, поскольку она более универсальна. Универсальность формулы, разумеется, не безгранична - она имеет четко очерченный диапазон применимости.

Степень наглядности формулы и таблицы примерно одинакова, но степень “наглядности” формулы определяется уровнем математической подготовки субъекта, а требования к подготовке субъекта при восприятии таблицы значительно меньше.

Наглядность как таблиц, так и формул не непосредственна, она продукт аналитической работы мышления.

Существенный недостаток формул по сравнению с таблицами тот, что формула способствует образованию иллюзий непрерывности функциональной зависимости - даже в тех случаях, когда ее нет.

Согласно экспериментальным данным увеличение в формуле числа переменных от 2 до 4 вызывает увеличение количества ошибок восприятия более, чем в 2 раза; от 4 до 6 - более, чем в 6 раз. На вычисления по формулам уходит примерно в 20 раз больше времени, чем на считывание показаний таблиц.
Формула - наиболее концентрированная, наиболее емкая форма предъявления информации.

Номограмма

Это особое графическое построение, с помощью которого по оговоренным правилам можно без вычислений получать решение уравнений (формул), для которых номограммы специально построены. Номограмма - это геометрическая модель формулы.

Эксперимент показывает, что номограммы несколько (совсем незначительно) проигрывают перед формулами в точности, но значительно выигрывают в быстроте решений.

Есть смысл строить (и применять) номограммы для формул, имеющих не более 6-7 переменных. При большем их количестве резко снижается точность решения и возрастает длительность поиска ответа.
Наиболее целесообразно строить специализированные номограммы для формул с 2-3 переменными, когда диапазон возможных изменений переменных невелик.