Лекции Экзамен Литература Советов Б. Я. Информационная технология. М. Высшая школа, 1994. 328 с
 Скачать 3.26 Mb.
|
|
Основателем технологии, как отдельной дисциплины является немецкий ученый Иоганн Бекман (1739-1811)
Технические средства (hardware) |
Программно-алгоритмическое обеспечение (software) |
Организационное обеспечение (orgware) |
ЭВМ и переферийное оборудование Средства передачи данных Средства связи Организационная техника |
Математические. модели и алгоритмы Стандарты и эталонные модели Общесистемное ПО Прикладное ПО Базы данных Документация |
Орг. структура системы Кадровое обеспечение Административно-правовые регуляторы Нормативы, инструкции Диспетчеризация работ Учеба кадров |
Этапы развития (глобальной)
информационной технологии
Истоки ИТ можно проследить, начиная с древнейшей истории человечества.
На ранних этапах развития общества профессиональные навыки передавались в основном личным примером по принципу "делай как я". В качестве форм передачи информации использовались ритуальные танцы, обрядовые песни, устные предания и т.д.
Важнейшая предпосылка развития ИТ открытие способов длительного хранения информации на материальном носителе.
Пещерная живопись (сохраняет наиболее характерные зрительные образы, связанные с охотой и ремеслами) - выполнена 25 - 30 тыс. лет назад; гравировка по кости (лунный календарь, числовые нарезки для измерения) - выполнена 20 – 25 тыс. лет назад.
Первый этап развития ИТ связан с появлением письменности ( около 6 тыс. лет назад)
Он характеризуется появлением способов регистрации на материальных носителях символьной информации. Применение этих технологий позволяет осуществлять накопление, длительное хранение и распространение знаний.
Древнейший способ письма - это пиктография: фиксация и передача мыслей с помощью картинок, изображения предметов. Следующий по времени способ - идеография: передача мыслей с помощью условных знаков. Так, в китайской письменности насчитывается до 40000 иероглифов.
Алфавит - это набор письменных знаков - букв - для передачи звуков речи на данном языке. (33 буквы – русский алфавит, 26 букв – английский алфавит)
Второй этап развития ИТ начался с изобретения книгопечатания.
Изобретение книгопечатания позволило придать массовый характер процессу накопления и распространения информации.
Книгопечатание было изобретено дважды: в Китае и в средневековой Европе
И
оганн Гутенберг (между 1397 и 1400 – 1468) г. Майнц1440 год считается годом окончательного изобретения книгопечатания.
Книгопечатание стимулировало развитие наук, ускоряло темпы накопления профессиональных знаний. Знания, овеществленные через технологии в станки, машины, новые технологии, становились источниками новых идей.
Возник цикл:
знания - наука - общественное производство – знания
, ставший основой раскручивающейся спирали технологической цивилизации.
Первый информационный барьер
В начальный период развития человеческого общества способностей одного человека было достаточно для хранения в памяти информации и алгоритмов ее обработки, необходимой для эффективного управления человеческими сообществами.
По мере развития общества возрастает сложность объективно необходимых задач управления, превосходя возможности отдельного человека по обработке информации.
Этот порог сложности управления называют первым информационным барьером. Он возник еще в самом начале развития человеческого общества.
Преодоление этого барьера произошло за счет:
возникновения параллельных процессов обработки управленческой информации. (иерархические структуры управления, в которых обработка управленческой информации распределяется между специализированными группами профессионально подготовленных людей)
формирования товарно-денежных рыночных отношений. (рыночный механизм является опосредованным регулятором производства, косвенным образом вовлекающим в решение задач управления все дееспособное население).
Преодоление первого информационного барьера связано с возникновением информационной технологии как области профессиональной деятельности.
По мере увеличения объемов обработки данных и усложнения информационных задач развивалась и инструментальная компонента ИТ
средства механизации обработки данных в виде арифмометров, счетно-аналитических машин и других устройств
различные способы и устройства для фиксации информации пишущие машины, фотография, звукозапись, копировальная техника
средства связи и другое.
Третий этап развития ИТ – появление телекоммуникаций
Первый электромагнитный телеграф создал российский учёный П. Л. Шиллинг в 1832 году.
В США электромагнитный телеграф запатентован С. Морзе в 1837 году.
В 1860 году в США иммигрант итальянского происхождения Антонио Меуччи продемонстрировал устройство, которое могло передавать звуки по проводам, и названное им Telectrophon. Меуччи подал заявку на патент своего изобретения в 1871 году
В 1861 году немецкий физик и изобретатель Иоганн Филипп Рейс продемонстрировал устройство, которое могло передавать музыкальные тона и человеческую речь по проводам. Рейс назвал сконструированное им устройство Telephon.
Телефон, запатентованный в США 1876 году Александром Беллом, назывался «говорящий телеграф». Трубка Белла служила по очереди и для передачи, и для приёма человеческой речи
31 декабря 1898 года открылась телефонная линия Москва — Петербург.
Первый коммерческий телефонный разговор между Нью-Йорком и Лондоном произошёл 7 января 1927 по трансатлантическому телефонному кабелю
1895: Российский физик А. С. Попов продемонстрировал аппарат для приёма электромагнитных волн. Этот аппарат мог принимать радиосигналы, несущие информацию — азбуку Морзе. С этого приёмника началась эра создания средств радиотехники, пригодных для практических целей.
1896: Гульельмо Маркони провёл демонстрацию устройства для передачи и приёма радиосигналов. В том же году он получил Британский патент на усовершенствования по передаче электрических импульсов и сигналов и аппарат для этой цели.
Это был первый патент в области радио, хотя в нём были применены методы, использованные ранее другими экспериментаторами (в первую очередь Тесла), и использованы инструменты, похожие на те, которые ранее демонстрировали другие (в частности, А. С. Попов).
В 1923 г. В. К Зворыкин подал патентную заявку на телевидение, осуществляемое полностью на электронном принципе.
В 1929 году Зворыкин разработал высоковакуумную телевизионную приемную трубку — кинескоп, к 1931 году завершил создание конструкции передающей трубки — иконоскопа
Первое регулярное телевещание на электронном принципе в УКВ-диапазоне началось в 1935 году в Германии, в 1936 году — в Англии, Италии и Франции
Регулярное телевещание в СССР началось 10 марта 1939 года
Телевизор «17ТН-1/3», СССР, 1939 год
Второй информационный барьер
Второй информационный барьер – ситуация, когда суммарная сложность всех объективно необходимых задач управления превышает суммарную способность к переработке информации всего населения.
Оценка вычислительных затрат для решения задач управления экономикой в масштабе страны на конец 60-х годов и необходимых человеческих ресурсов
(пример В. М. Глушкова).
Нижняя оценка объема вычислений 1016 арифметических операций в год. На выполнение одной операции человек затрачивает в среднем около 10 сек. Рабочее время – примерно 107 сек.
Для выполнения расчетов требуется около 10 млрд. человек. Это означает, что уже в тот период был достигнут второй информационный барьер.
106 операций в год – человек
106 флопс (1 Мфлопс) БЭСМ-6 (1968)
FLOPS (также flops, flop/s, флопс или флоп/с) (акроним от англ. Floating point OPerations per Second)
Принципиальное решение проблемы второго информационного барьера возможно только за счет кардинального роста производительности труда в сфере обработки информации.
Инструментом для этого является ЭВМ, изобретение которой представляет собой ответ цивилизации на возникшие перед ней проблемы.
ЭВМ = УИМ
Виктор Михайлович Глушков
(1923 — 1982) — выдающийся советский учёный, академик АН СССР (1964), один из пионеров отечественной кибернетики.
В 1957 г. В.М. Глушков стал директором Вычислительного центра АН УССР В 1962 г. на базе ВЦ АН УССР был организован Институт кибернетики АН Украинской ССР..
Кибернетика трактовалась В. М. Глушковым широко — как наука об общих закономерностях, принципах и методах обработки информации и управления сложными системами. Вычислительная техника рассматривалась как основное техническое средство кибернетики.
Академик Н. Н. Моисеев (1917–2000), оценивая значение появления вычислительных машин, писал, что только три открытия по их значению для человеческой цивилизации в целом можно поставить в один ряд: огонь, паровая машина и ЭВМ.
Использование огня для приготовления пищи послужило средством для преодоления биологического барьера в развитии человека и становления вида homo sapiens.
Изобретение паровой машины – это преодоление энергетического барьера, скачок в росте производительности труда в сфере материального производства, положивший начало формированию техногенной цивилизации
Изобретение электронных вычислительных машин дает выход из информационного тупика.
Преодоление с помощью ЭВМ информационного барьера открывает новые перспективы развития перед человеческим обществом, превращая его в общество информационное.
Н
икита Николаевич Моисеев(1917 — 2000)
Учёный в области общей механики и прикладной математики, академик Академии наук СССР
В 1967—1985 гг. заместитель директора по научной работе ВЦ АН СССР. Под его руководством выполнены исследования по разработке математической модели последствий ядерной войны — «ядерная зима» (1983).
Его работы посвящены механике и гидродинамике, численным методам в теории оптимального управления, теории иерархических систем, имитационному моделированию, автоматизации проектирования, междисциплинарным исследованиям экологических проблем.
Н. Н. Моисеев. Математика ставит эксперимент. — М.: «Наука», 1979. — 223 с.
Н. Н. Моисеев. Универсум. Информация. Общество. — М.: «Устойчивый мир», 2001. — 199 с.
Компьютерная эпоха развития ИТ
Первые ЭВМ появились в конце 40-х годов как устройства для решения математических задач, требующих большого объема вычислений, и около 10 лет своей истории они использовались почти исключительно именно в таком качестве.
ENIAC (Electronic Number Integrator And Computer — Электронный числовой интегратор и вычислитель) — первый полномасштабный электронный цифровой компьютер, который можно было перепрограммировать для решения разных задач.
Построен в 1945-1946 г.г. по заказу Армии США в Лаборатории баллистических исследований для расчётов таблиц стрельбы. Запущен 14 февраля 1946 года.
Всего комплекс включал 17468 ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 70000 резисторов и 10000 конденсаторов. Потребляемая мощность — 150 кВт. Вычислительная мощность — 300 операций умножения или 5000 операций сложения в секунду. Вес - 27 тонн. Вычисления производились в десятичной системе.
EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer) — электронная вычислительная машина, созданная в 1949 году в Кембриджском универсистете (Великобритания) группой во главе с Морисом Уилксом. Первый в мире действующий и практически используемый компьютер с хранимой в памяти программой.
6 мая 1949 года была выполнена первая программа — вычисление таблицы квадратов чисел от 0 до 99.
МЭСМ (Малая электронная счётная машина) — советская ЭВМ, «первая в СССР и континентальной Европе». Разрабатывалась лабораторией С. А. Лебедева с конца 1948 года на базе киевского Института электротехники.
6 ноября 1950 года — выполнен пробный пуск машины, в ходе которого решалась задача: Y'' + Y = 0;Y(0) = 0;Y(π) = 0.
Достигнутый за первые 10 лет прогресс в развитии ЭВМ, рост их надежности и всех технических характеристик, успехи в разработке программного обеспечения сделали возможным проникновение компьютеров из сферы научно-технических расчетов в сферу обработки экономической информации и управления производственными процессами.
В книге Карри Н. Дж. Блеск и нищета информационных технологий. Почему ИТ не являются конкурентным преимуществом. Издательский дом «Секрет фирмы». М.: 2005 приводится уникальный пример.
В 1947 году руководители британской компании J.Lyons & Company, (поставка и производство пищевых продуктов для сети кафетериев и кондитерских) приняли решение приобрести или сконструировать компьютер для удовлетворения коммерческих нужд компании.
Кембриджский университет обеспечил обучение и поддержку инженерам Lyons. В 1949 году они имели основу для создания работающего компьютера спроектированного специально для обработки коммерческих данных и 17 ноября 1951 года этот компьютер выполнил своё первое коммерческое приложение.
LEO (Lyons Electronic Office)
Расчёт цен, расчёт зарплаты сотрудников, учёт товаров, обработка ежедневных заказов, которые сообщались магазинами сети для расчёта требований количества продукции на следующий день и.т.д.
Проект LEO был также одним из первых в области аутсорсинга — в 1956 году Lyons начала выполнять на LEO I расчёты заработной платы для британского отделения Ford, а затем и для других
В 1954 году Lyons сформировала LEO Computers Ltd., которая занималась производством компьютеров с маркой LEO.
В 1968 г. эта компания слилась с International Computers and Tabulators (ICT) и другими, став компанией International Computers Ltd (ICL)
ICL крупнейшая британская компьютерная компания в 1968 – 2002 г.г. (сейчас это Fujitsu Services)
J.Lyons & Company прекратила самостоятельное существование в 1978 г.
Этапы развития НИТ
1950 -1965
монопольный режим пакетной обработки данных на ЭВМ второго поколения. Основной проблемой при этом была минимизация расхода машинных ресурсов на решение информационных задач.
В основном локальные организационно-экономические задачи учётного характера; с использованием простых алгоритмов
"всё, что могут делать люди, должны делать люди; ЭВМ выполняет лишь ту часть работы по обработке данных, которую люди принципиально выполнить не могут.."
1965 -1980
Создание эффективных средств программирования, позволяющих понизить долю человеческих ресурсов в общей структуре затрат на обработку информации. Основным режимом обработки данных в это время оставался пакетный режим работы ЭВМ, сконцентрированных на вычислительных центрах коллективного пользования.
Появление БД и СУБД, Диалоговый режим работы.
Переход от первоначального применения ЭВМ для решения отдельных разрозненных задач управления к созданию на основе ЭВМ систем (которые получили название автоматизированных систем управления – АСУ), охватывающих комплексы задач по сбору, накоплению, обработке информации.
1980 -1995
Распространение интерактивных систем на базе алфавитно-цифровых дисплея и клавиатуры, как средств ввода-вывода данных.
Распространение персональных ЭВМ, изначально ориентированных на интерактивный режим работы, требующий от пользователя минимума специальных знаний.
Персональные ЭВМ предоставили специалистам возможности для компьютерной формализации своих профессиональных знаний.
Развитие локальных и глобальных сетей ЭВМ
При реализации АСУ стали использоваться локальные сети персональных ЭВМ, представляющих собой автоматизированные рабочие места конечных пользователей. Создание корпоративных информационных систем.
1995– н/в
Резкое увеличение парка ЭВМ и их вычислительных мощностей и создание на этой основе разнообразных вычислительных сетей. Это обеспечивает доступ к информации, независящий от ее конкретного местонахождения, и широкие возможности по ее распределенной обработке.
Открытые системы
Развитие Интернет-технологий
Развитие глобальной инфраструктуры ИТ
Мобильность и интеграция
Ubiquitous computing (ubicomp)
"Всё, что может быть запрограммировано, должны делать машины, люди должны делать лишь то, на что они пока не в состоянии написать программы"
Понятие информации
“Информация - сведения о ком-то или о чем-то, передаваемые в форме знаков или сигналов”.
[Информатика. Учебное пособие для старшеклассников и абитуриентов под ред. В.А.Каймина]
Першиков В.И., Савинков В.М. Толковый словарь по информатике:
"информация – совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними…"
"данные – это информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами…"
Соотнесение со словом информация терминов
сведения, известия, сообщения, знания…
трактует информацию как нечто,
присущее только человеку, человеческому сознанию и общению. (антропоцентрический подход)
информация - сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления
(Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ Об информации, информационных технологиях и о защите информации)
Основными в научных публикациях являются две точки зрения на природу и сущность информации:
атрибутивная и функциональная.
Суть первой из них состоит в трактовке информации как общего свойства всей материи.
«Допустим, что общим свойством объективной реальности всех уровней (от элементарных частиц и неорганических соединений до человека и социальных явлений) является информация. Используем представление об информационном пространстве как совокупности информации, содержащейся в объективной реальности. Какая-то часть этой информации постепенно становится достоянием человечества.»
«Информация представляет собой всеобщее свойство взаимодействия материального мира, определяющее направленность движения энергии и вещества»
Согласно второй точке зрения информация трактуется как функциональное явление, связанное с управлением и, следовательно, относящееся только к системам управления в живой природе, технике и обществе.
В этом смысле понятие информации является основным понятием кибернетики - науки об управлении.
Как писал Н. Винер (используя термин организм в широком смысле): “
Всякий организм скрепляется наличием средств приобретения, использования, хранения и передачи информации”. Там же он отмечал, что “сообщество простирается лишь до того предела, до которого простирается действительная передача информации.”
В какой-то степени охватывающей как атрибутивную, так и функциональную трактовки понятия информации является точка зрения В.М.Глушкова
“Информация в самом общем её понимании представляет собой меру неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени, меру изменений, которыми сопровождаются все протекающие в мире процессы”.
Формализация функционального понятия информации на основе самой простой обобщенной модели системы управления.
Система управления система любого вида, предназначенная для таких воздействий на процессы и объекты, которые направлены на достижение определенной цели или совокупности целей.
Чувствительная компонента - это различного рода датчики. Каждый датчик под воздействием внешней среды изменяет свое состояние и вызывает изменения в канале связи, с которым он взаимодействует. Такие изменения в канале связи называются сигналами.
Сигналы поступают в управляющую компоненту, которая преобразует их в новые сигналы и выдает в каналы связи, взаимодействующие с активной компонентой.-
Активная компонента - это совокупность элементов, называемых эффекторами. В соответствии с поступающими сигналами эффекторы оказывают воздействия на внешнюю среду.
Изолирующая компонента отделяет систему управления от внешней среды.
Как правило, в ближайшей среде выделяется некоторая часть, называемая объектом управления. Остальную часть ближайшей среды, в которой находятся объект и система управления, называют окружающей средой.
Воздействия активной компоненты системы управления направлены на достижение или сохранение объектом управления определенного состояния, называемого целью управления.
В процессе функционирования системы управления датчики чувствительной компоненты состояниям ближайшей среды ставят в соответствие определенную систему сигналов, которая может изменяться при изменении состояния ближайшей среды. Эти сигналы можно назвать осведомляющими.
После их переработки управляющей компонентой в каналы связи, ведущие к активной компоненте, поступают новые сигналы - управляющие.
Пусть чувствительная компонента осуществляет отображение ситуации в ближайшей среде S в соответствующую совокупность сигналов R.
.Система управления реагирует на совокупность сигналов R, вырабатывая некоторую совокупность управляющих сигналов, причем эта реакция в силу присущих любой системе управления разного рода неточностей и искажений такова, как будто ближайшая среда находится в некотором состоянии
, которое может не совпадать с S. можно рассматривать как образ, который в данной системе управления соответствует множеству состояний ближайшей среды S, как своим прообразам.= 
Этот образ является свободной информацией в данной системе управления.
Такая информация - это отражение ближайшей среды в сигналах системы управления.
Существует сложная иерархия систем управления. Одни системы управления могут входить как подсистемы в другие или являться элементами компонент систем управления более высокого уровня .При этом некоторые системы могут быть элементами одновременно нескольких различных не содержащих друг друга систем управления.
Иллюзия присутствия информации всюду обусловлена огромным числом систем управления, окружающих нас и содержащих друг друга в качестве своих частей.
Об информации можно говорить лишь с учетом системы управления, в которой она воспринимается и используется.
Информация появилась на Земле лишь тогда, когда появились первые системы управления, т.е. с возникновением на Земле жизни.
Норберт Винер (Norbert Wiener) 1894 – 1964
американский учёный, выдающийся математик и философ, основоположник кибернетики и теории искусственного интеллекта.
В 19 лет Винер уже являясь доктором наук по специальности «математическая логика» был приглашён на кафедру математики Массачусетского технологического института.
Название главной книги Винера:
«Кибернетика, или управление и связь в животном и машине».
Виды информации
Биологическая информация обеспечивает жизнедеятельность отдельно взятого живого организма. К разновидностям биологической информации относят
генетическуюинформацию, обеспечивающую сохранение вида
поведенческую информацию, связанную с существованием и взаимодействием индивидов.
Материальными носителями биологической информации являются высокомолекулярные химические соединения, сигналы химической и электрохимической природы и т.д.
Появление человека (Homo sapiens) связано с возникновением речи, которая является носителем еще одного вида биологической информации –
логической информации
Социальная информация связана с деятельностью человека, поэтому можно выделить столько типов и разновидностей, сколько имеется видов деятельности человека.
Примеры: политическая, эстетическая, этическая, экономическая, технологическая, военная, научно-техническая информация и т.д.
Носителем социальной информации является устная или письменная речь. мозг человека, внешние материальные объекты, электромагнитные волны …
Машинная информация возникает в искусственных системах управления, создаваемых человеком.
Материальными носителями машинной информации являются сигналы различной физической природы
Свойства, характеристики информации
Фиксируемость та особенность любой информации, что, не будучи материей, она может восприниматься только в зафиксированном состоянии.
Инвариантность возможность фиксации информации на любом языке, любым алфавитом. Ни количество, ни смысл информации не зависят ни от избранной системы записи, ни от природы носителя.
Инвариантность информации обусловливает возможность осуществлять разные элементарные информационные акты: создания, приема, передачи, хранения и использования информации.
Бренность определяется тем, что зафиксированная информация связана с материальными носителями, которые способны разрушаться, переходить в состояние, не связанное с рецептированной информацией.
Неопределенно долгое сохранение информации происходит благодаря ее периодической репликации.
Изменчивость — свойство, связанное с бренностью. Исчезновение информации может происходить не только из-за разрушения, но и благодаря ее изменению. При этом прежняя информация гибнет, рождается новая, отличающаяся от исходной.
Информация способна изменяться и при ее хранении из-за повреждения носителей, и в состоянии репликации из-за ошибок репликации, которые можно назвать информационными дефектами.
Транслируемостъ — свойство, противостоящее бренности, это возможность передачи информации с одного носителя на другой.
При этом может происходить размножение информации.
Мультипликативность следствие размножения, возможность одновременного существования одной и той же информации на разных носителях.
Действенность – свойство, означающее что, будучи включенной в некоторую систему, информация может быть использована для совершения определенных целенаправленных действий.
Действенность проявляется посредством некоторого механизма (оператора системы)
В искусственных устройствах – это машина, изготовленная человеком, или какое-либо иное сооружение, сделанное живыми существами, а в живых организмах это сам организм, его тело, его строение, его навыки и умение пользоваться имеющимися ресурсами для достижения своей цели.
Семантика проявляется в специфике оператора, кодируемого информацией, и тем самым, в содержании цели, для достижения которой используется информация. Эволюция семантики происходит в направлении улучшения условий воспроизведения информации.
Полипотентность оператор, закодированный данной информацией, может быть использован для осуществления различных действий. Это значит, что одна и та же информация может использоваться для решения различных задач.
Полезность информации определяется возможностью использовать ее для достижения какой-либо цели. Из свойства полипотентности следует, что полезной может оказаться любая информация.
Истинность — свойство, которое выявляется в ходе реализации полезности. Критерием истинности является практика. Из полипотентности информации следует относительность ее истинности, т. е. зависимость от ситуации и цели.
Выявление истинности возможно только в том случае, когда информация кому-то полезна.
КОРОГОДИН В. И., КОРОГОДИНА В. Л.
Информация как основа жизни. – Дубна: Издательский центр «Феникс», 2000. – 208 с.
Все живые объекты, по существу, – это информационные системы, которые, попадая в подходящие условия, могут обеспечивать воспроизведение кодирующей их информации.
Жизнь, таким образом, – это форма существования информации и кодируемых ею операторов, обеспечивающих возможность воспроизведения этой информации в подходящих условиях внешней среды. Цель жизнедеятельности всех живых организмов – это воспроизведение кодирующей их информации.
Измерение информации
Существуют разные подходы к определению количества информации
Для измерения информации используются два параметра: количество информации и объем данных. Эти параметры имеют разные выражения и интерпретацию в зависимости от подхода.
Объем данных в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения данных
Разные подходы к количеству информации
Структурный – рассматривается технический аспект, связанный с хранением и передачей информации, используя различные виды материальных носителей.
Статистический – количество информации определяется как мера неопределенности, снимаемой при поступлении информации.
Семантический – оценивается смысловое содержание информации и ее ценность..
Структурное количество информации
Проблемами хранения информации, передачи ее по каналам связи и задачами определения количества информации занимались X. Найквист (1924 г.) и Р.Хартли (1928 г.).
В 1928 г. Р.Хартли связал количество информации с числом состояний физической системы. Поскольку он работал инженером в телеграфной компании, он рассуждал о количестве информации, содержащемся в телеграфном тексте. Р.Хартли заложил основы теории информации, определив логарифмическую меру количества информации.
Формула Хартли определяет количество информации, содержащееся в сообщении длины n.
Имеется алфавит А, из букв которого составляется сообщение :)
| A | = m
Количество сообщений, которое можно принять
N = m n
Количество информации:
I = log N = n log m
Единицы измерения информации
Различие
двоичными кратными единицами, обозначаемыми согласно ГОСТ 8.417-2002 как «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т. д. (два в степенях кратных десяти);
единицами килобайт, мегабайт, гигабайт и т. д., понимаемыми как научные термины (десять в степенях кратных трём).
Последние по определению равны соответственно
байт.В качестве терминов для «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т. д. МЭК предлагает «кибибайт», «мебибайт», «гибибайт»
Ральф Винтон Лайон Хартли (англ. Ralph Vinton Lyon Hartley, родился 30 ноября 1888 в Ели, штате Невада, умер 1 мая 1970.)
Американский учёный-электронщик. Он предложил генератор Хартли, преобразование Хартли и сделал вклад в становление теории информации.
Статистическое количество информации
Шенноном была предложена формула для вычисления среднего количества информации, содержащейся в некоторой совокупности сообщений
, если известны вероятности появления этих сообщений 
:
.Определяемую этой формулой величину можно рассматривать как математическое ожидание количества информации, получаемого при передаче сообщений из данного множества. Величину
называют собственной информацией сообщения 
.Клод Элвуд Шеннон (англ. Claude Elwood Shannon; 30 апреля 1916 — 24 февраля 2001) —основатель математической теории информации; предопределил развитие общей теории дискретных автоматов — важного направления кибернетикию
Семантическое количество информации
Для измерения смыслового содержания информации, предложена тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение.
Тезаурус — это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система, представленных в виде набора понятий и семантических связей, объясняющих одни понятия через другие.
Семантическая информация возникает в процессе взаимодействия сообщения с тезаурусом.
В зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации S и тезаурусом пользователя
изменяется количество семантической информации
, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус.Р
ассмотрим два предельных случая, когда количество семантической информации равно 0:
• при
пользователь не понимает поступающую информацию;• при
пользователь все знает, и поступающая информация ему не нужна.Максимальное количество семантической информации потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом
(
), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее неизвестные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения.Прагматическая мера информации
Эта мера определяет полезность информации (ценность) для достижения пользователем поставленной цели. Эта мера также величина относительная, обусловленная особенностями использования этой информации в той или иной системе.
Пример. В экономической системе прагматические свойства (ценность) информации можно определить приростом экономического эффекта функционирования, достигнутым благодаря использованию этой информации для управления системой или уменьшением затрат на достижение цели.
Если достижение цели вероятно, то количественное определение ценности информации можно связать с изменением этой вероятности. Один из вариантов определения
, где p– исходная вероятность достижения целиP вероятность достижения цели после получения (и/или генерации) информации.
Ценность информации может быть как положительной, если
P > p так и отрицательной, если P < p. В последнем случае она называется дезинформацией.
Другой вариант определения представлен формулой:
Качество информации
Возможность и эффективность использования информации для решения каких-то задач (и в конечном счете, достижения системой определенной цели) обусловливаются набором ее показателей качества.
Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного решаемым задачам отражения свойств объекта изучения или управления.
Содержательность информации отражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информации в сообщении к объему обрабатываемых данных.
Достаточность (полнота) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия решения набор показателей. Понятие полноты информации связано с ее смысловым содержанием (семантикой) и прагматикой..
Доступность информации определяется согласованностью ее семантики с тезаурусом пользователя и формой ее представления, удобной для восприятия пользователем.
Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации для управления в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.
Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованного с временем решения поставленной задачи.
Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.
Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью. Измеряется достоверность информации доверительной вероятностью необходимой точности, т.е. вероятностью того, что отображаемое информацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.
Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности.
Классификация систем управления.
Существуют различные способы классификации систем управления, раскрывающие разные аспекты содержания этого понятия.
Cистемы управления можно разделить:
по характеру входных и выходных сигналов в чувствительной и активной компонентах, рассматриваемых как переменные системы;
по способу управления;
по обеспеченности управления ресурсами.
Основные способы управления.
1. Программное управление (без обратной связи): способ управления известен и реализуется по заранее заданной программе.
2. Регулирование: использование информации о текущем состоянии управляемой системы (обратная связь) для корректировки управления, реализующего заданный алгоритм.
3. Параметрическая адаптация: для достижения цели требуется изменение параметров системы управления.
4. Структурная адаптация: для достижения цели требуется изменение структуры и состава системы управления.
Классификация систем управления
по их обеспеченности ресурсами
Тип ресурса |
Обеспеченность полная |
Обеспеченность недостаточная |
Энергетический |
Обычная |
Энергокритичная |
Материальный |
Малая |
Большая |
Информационный |
Простая |
Сложная |
Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ, М.: Высшая школа, 1989. –367 с
