Основні елементи теорії інформації

При описі інформаційних систем використовуються фундаментальні поняття теорії інформації:

• — інформація як сукупність відомостей, що сприяють реалізації поставленого завдання;
• — повідомлення — форма подання інформації, певним чином організована сукупність символів (букв, цифр, знаків, звуків, зображень та ін.), що містять інформацію;
• — сигнал — фізичний процес (електромагнітні, акустичні хвилі, постійний електричний струм, напруга та ін.), що несе передане повідомлення.

Процес трансформації даних в інформаційних системах можна охарактеризувати наступним чином. Збір інформації - апаратна та алгоритмічна реалізація вибраних методів первинного перетворення фізичних величин, які кількісно характеризують контрольовані параметри, з метою отримання сигналів, придатних для подальшого використання.

В основі прийняття управлінських рішень лежить інформація про стан та поведінку об'єктів управління (транспортних засобів, дорожньої мережі, пасажирота вантажопотоки, водив, пасажирів тощо). Базою для отримання інформації слугують потоки даних, що надходять від об'єкта управління по каналах зв’язку (що бачимо, чуємо, спостерігаємо, читаємо). Термін «інформація» найбільш поширений у нашому лексиконі і у нього вкладається широкий інтуїтивний зміст. Оскільки інформацію можна зберігати, перетворювати та передавати, відповідно є її носії, передатчики, канали зв’язку та приймачі - певне інформаційне середовище.

Інформацію та дані часто ототожнюють, проте їх суть і роль у системі керування різна. Дані вводяться в інформаційну систему, накопичуються, зберігаються та в наслідок цілеспрямованої обробки дані можуть являти собою інформацію про певний об'єкт або процес, перетворюватись на знання. Наприклад, для визначення витрат палива на рейс враховується температура повітря. Значення температури у цьому випадку являє собою дані, які потім враховуються при розрахунках та приймають вигляд інформації про певний процес.

Інформація після її аналізу та використання у прийняті управлінських рішень також може накопичуватись, перетворюватися і зберігатися, проте для конкретного користувача вона може мати вигляд не інформації, а даних для подальшого порівняння та аналізу, а для іншого рівня управління — зберігати вид інформації (видана кількість палива — комірник паливно-мастильних матеріалів (ПММ) — бухгалтер обліку ПММ — керівник АТП). Функції даних і знань у процесі прийняття рішень наведено на рис 1.

Згідно сучасним уявленням інформацією вважають лише нові дані, що змінюють рівень інформованості користувача, а при процесі управління лише коли дані можуть бути використані при прийнятті рішення. Інформувати у розумінні теорії інформації означає сповіщати раніше невідоме, створювати знання.

Знання можуть бути зображені у вигляді даних (наприклад, тексту) більш високого рівня організації, що допускає певну інтерпретацію.

Рисунок 1 — Функції даних і знань у процесі прийняття рішень.

У системах підтримки рішення, експертних системах процес управління визначається знанням про систему і не залежить від її будови.

Знання можуть умішувати процедурну частину — програми, але використання цих програм керується знанням про зв’язок між даними про стан системи, навіть автоматично.

Теорія інформації - розділ кібернетики, що займається математичним описуванням і оцінкою методів отримання, передачі, збереження, класифікації інформації.

Кібернетика розуміє під терміном «інформація» все те, що усуває невизначеність. Мірою невизначеності є ентропія як величина, що характеризує дезорганізованість потоків.

Безпосередня кількісна оцінка інформації поки невідома, проте використовуються декілька підходів до цієї задачі. Наприклад, інформаційний зміст повідомлення І одержують як різницю між невизначеністю у того, хто приймає повідомлення, до прийняття цього повідомлення Н. та невизначеністю після прийняття Н1:

І = Н-Н1.

1928 року американський інженер Р. Хартлі запропонував науковий підхід для оцінювання повідомлень:

I = log2 К,.

інформаційний алгоритмічний сигнал апаратний де К — кількість рівноможливих подій, І - кількість біт у повідомленні.

1948 року американський математик К. Шеннон запропонував формулу для визначення кількості інформації з різними імовірностями. За формулою Шеннона якщо І - кількість інформації, К — кількість можливих подій, р; - імовірність окремих подій, то кількість інформації для подій з різними імовірностями можна визначити по формулі:

І = - Sum рi log2 pi,.

де і - набуває значення від 1 до К.

Такий метод оцінювання інформації називається статистичним. Є й інші підходи для оцінки кількості інформації.

Алгоритмічний підхід, запропонований Колмогоровим, оцінює кількість інформації як мінімальну довжину програми, що при заданому алгоритмі дозволяє отримати необхідну інформацію.

Топологічний підхід Рашевського базується на використанні графів, а інформаційний зміст мають лише графи, вершини яких топологічно різні.

Комбінаторний підхід визначає кількість інформації через число елементів у множині. На відміну від статичного, цей підхід завжди розглядає скінченне число елементів множини.

Існують також семантичний (смисловий) підхід, ціннісний (прагматичний) та інші підходи до оцінювання кількості інформації.

Останнім часом інформація розглядається як своєрідний ресурс нарівні із сировиною, енергією, робочою силою. Тому до інформації сформовано ряд понять і вимог, за якими оцінюють інформаційну систему:

Поняття вірності - розуміють вірність відображення в системі тих чи інших явищ або процесів на підставі даних щодо цих процесів. Неточності в отриманні даних можуть з’явитись через перекручування у процесі отримання, перетворення, передачі. Проте, якби не були перекручені дані у процесі обробки, вони залишають прийнятні для отримання інформації, якщо на їх основі буде прийняте правильне рішення.

Поняття повноти — інформацію вважають повною, якщо на її основі можна прийняти правильне рішення.

Поняття своєчасності - інформацію вважають своєчасною для прийняття рішення (в реальному часі).

Поняття цінності інформації - інформацію вважають цінною залежно від ефекту її використання.

Матеріально-технічну базу логістичної інформаційної системи складають технологічне обладнання та програмне забезпечення.

Окрему категорію технічних і програмних засобів утворюють пристрої відображення та зберігання інформації, які також отримали потужний і багатоаспектний розвиток на сьогодні.