Понятия «информация» и «данные». Синтаксический, семантический и прагматический аспекты информации

Информатика как наука

 

 

Основные понятия информатики.

В основе любой компьютерной технологии лежит организация информации и управление информационными процессами

Для того чтобы определить наилучшую организацию данных в той или иной сфере необходимо, прежде всего, установить, что такое информация, что такое данные, какие характеристики данных важны для их компьютерного представления. Важными для понимания и решения этой проблемы являются фундаментальные понятия информатики: информация и данные.

 

Свойства информации.

В современном информационном обществе информация – это важнейший стратегический ресурс системы управления. Информационная система должна разрабатываться с учетом заданных потребительских свойств информации:

Адекватность информации – это степень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению и т.п.

Содержательность (ценность) информации - мера расширения, развития тезауруса (систематизированного словаря понятий с указанием смысловых связей между ними, т.е. совокупности сведений, которыми располагает пользователь или система) воспринимаемой стороной при приеме и интерпретации сообщения, степень снижения состояния неопределенности экономического субъекта, степень продвижения к цели.

Полнота (достаточность) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения набор показателей. Понятие полноты информации связано с ее смысловым содержанием (семантикой) и прагматикой. Как неполная, т.е. недостаточная для принятия правильного решения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений.

Точность информации - это заданная степень приближения информации к истинному, реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п. В практике управления определены необходимые уровни точности информации для различных уровней и функций управления, отдельных технико-экономических показателей. Точность информации обеспечивает ее однозначное восприятие всеми потребителями.

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. Достоверность определяет допустимый уровень искажения как поступающей, так и результатной информации, при которой сохраняется эффективность функционирования системы.

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 характеризует временной интервал между возникновением потребности в информации и реализацией этой потребности.

Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности. Устойчивость информации, как и репрезентативность, обусловлена выбранной методикой ее отбора и формирования.

Оперативность информации выражает «скорость» получения информации, отражает актуальность информации для необходимых расчетов и принятия решений в изменившихся условиях.

 

Информация достоверна, если она отображает истинное положение дел, полна, если ее достаточно для принятия решения. Ценность информации зависит от того, какие задачи можно решать с ее помощью. Актуальность важна при работе в постоянно меняющихся условиях.

Актуальность связана с периодичностью получения информации, сво­евременность информации определяет выбор средств обработки информации, а оперативность – выбор средств сбора и передачи информации.

 

Двоичная арифметика.

Правила выполнения арифметических операций над двоичными числами задаются таблицами двоичного сложения, вычитания и умножения:

Сложение	Вычитание	Умножение
0+0=0	0-0=0	0×0=0
0+1=1	1-0=1	0×1=0
1+0=1	1-1=0	1×0=0
1+1=0 единица переносится в старший разряд	10-1=1	1×1=1

 

Правила арифметики во всех позиционных системах счисления аналогичны.

При сложении в каждом разряде в соответствии с таблицей сложения производится сложение двух цифр слагаемых или этих двух цифр и 1, если есть перенос из младшего разряда. В результате получается цифра соответствующего разряда суммы и, возможно, также 1 переноса в старший разряд. Например:

 

 

Переносы	1 111
	110111,01		55,25
	+ 1001,10		+ 19,50
	1001010,11		74,75

 

При вычитании двоичных чисел в данном разряде при необходимости занимается 1 из следующего разряда. Эта занимаемая 1 равна двум 1 данного разряда. Заем производится каждый раз, когда цифра в разряде вычитаемого больше цифры в том же разряде уменьшаемого. Например:

 

11011,10

- 1101,01

1110,01

 

Умножение двоичных многоразрядных чисел производится путем образования частичных произведений и последующего их суммирования. В соответствии с таблицей двоичного умножения каждое частичное произведение равно 0, если в соответствующем разряде стоит 0 или равно множимому, сдвинутому на соответствующее число разрядов влево, если в разряде множителя стоит 1. Таким образом, операция умножения многоразрядных двоичных чисел сводится к операциям сдвига и сложения. Положение запятой определяется как при умножении десятичных чисел. Например:

1011,1×101,01=111100,011
	× 10101

 

В компьютере представление двоичных чисел лимитируется размером (длиной) разрядной сетки. С целью упрощения арифметических операций применяются специальные коды для представления чисел. При помощи этих кодов упрощается определение знака результата операции, операция вычитания (или алгебраического сложения) чисел сводится к арифметическому сложению их кодов, облегчается выработка признаков переполнения разрядной сетки. В результате упрощаются устройства ЭВМ, выполняющие арифметические операции. Для представления (отрицательных) чисел применяются прямой, обратный и дополнительный коды.

Для представления положительных чисел используется прямой код. Например, число 2009 в 16-разрядной сетке будет представлено двоичным числом 0000011111011001.

Для представления отрицательных чисел в компьютере используют дополнительный код. Дополнительный код представляет собой дополнение модуля отрицательного числа до 0. Алгоритм получения дополнительного кода для отрицательного числа состоит из 3-х шагов.:

1. Записать модуль числа в прямом коде в n двоичных разрядах. Число 2009 в двоичной системе счисления равно 11111011001. Прямой 16-разрядный код числа 2009 равен 0000011111011001.

2. Получить обратный код, инвертируя значения всех битов в прямом коде числа. В нашем примере получим обратный код: 1111100000100110.

3. Прибавить 1 к полученному обратному коду.

1111100000100110 + 1 = 1111100000100111

Итак, отрицательное число –2009 в 16-разрядном компьютерном представлении будет равно 1111100000100111.

 

Информатика как наука

 

 

Основные понятия информатики.

В основе любой компьютерной технологии лежит организация информации и управление информационными процессами

Для того чтобы определить наилучшую организацию данных в той или иной сфере необходимо, прежде всего, установить, что такое информация, что такое данные, какие характеристики данных важны для их компьютерного представления. Важными для понимания и решения этой проблемы являются фундаментальные понятия информатики: информация и данные.

 

Понятия «информация» и «данные». Синтаксический, семантический и прагматический аспекты информации

Понятие «информация» - это многоаспектное понятие, его однозначное, строгое определение отсутствует.

Часто понятие «информация» связывают с получением новых знаний на основе сведений об объектах и явлениях реального мира, сведений, которые могут служить объектами обработки в информационных процессах: восприятия, передачи, преобразования, хранения и использования, и для которых существует содержательная интерпретация.

Главным в определении понятия «информация» является то обстоятельство, что информация – это не любые сведения, она несет в себе нечто новое, уменьшающее имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний об окружающем мире.

Информация существует вне ее создателя, это отчужденное от ее создателя знание; знание – отражение действительности в мышлении человека

 

Наряду с понятием «информация» распространение получило понятие «данные». В общеупотребительном смысле это синонимы, но существует достаточно строгое различие, которое заключается в том, что «информация» имеет общетеоретическое значение – «меры упорядоченности системы», а понятие «данные» сводит информацию до объекта тех или иных преобразований. В этом отношении данные представляют собой конкретные сведения (информацию в определенной форме – речевую, аудио, видео) на носителе, которые можно подвергнуть обработке, в том числе и компьютерными средствами.

Иными словами, понятие «данные» связывают со способом представления сведений о реальном мире в фиксированном виде, с носителем информации.

Данные - это информация, зафиксированная в определенной знаковой форме, пригодной для использования в информационных процессах.

Понятие «данные» ассоциируется с фиксацией информации при помощи средств какого-то языка - набора представлений, соглашений и правил, используемых для выражения информации.

Различают естественные и искусственные языки. Естественным языком называют систему звуковых, словарных и грамматических средств, которая служит средством человеческого общения, мышления. В отличие от этого существуют языки, создаваемые для специальных целей в науке и технике. Искусственные языки - это знаковые системы, создаваемые для использования в тех областях, где применение естественного языка менее эффективно или невозможно. Искусственные языки предназначены, например, для обмена информацией между пользователями и/или прикладными процессами. Один из классов искусственных языков - языки программирования.

Единицей языка является слово. Оно служит для наименования (обозначения) понятий, предметов, лиц, действий, состояний, признаков, связей, отношений и т.д.

Особенность данных состоит в том, что:

1) их можно переводить из одной знаковой системы в другую без искажения содержания информации; это значит, что одну и ту же реальную ситуацию можно описать в разных знаковых системах;

2) данные могут быть представлены в той или иной форме и рассчитаны на восприятие человеком или техническим устройством.

В последнем случае данные должны быть соответствующим образом интерпретированы. Т.о. в связи с проблемой интерпретации данных в понятии «данные» следует различать:

1). собственно данные, фактические данные (факты, знаки);

2). смысловое содержание (значение) данных.

По традиции для фиксации данных используются естественный язык как знаковая система и бумага в качестве носителя. В таком случае фактические данные (знаки) и их содержательная интерпретация (значение) фиксируются на бумаге совместно. Это нормально, потому что естественные языки потому и появились, чтобы в знаках выражать содержание понятий.

Однако, в отдельных случаях данные (знаки) и их интерпретация оказываются разделенными. Наглядный тому пример табличная организация данных.

Применение компьютеров для хранения и обработки данных привело в еще большей степени к отчуждению собственно данных и их содержательной интерпретации. Компьютеры, как известно, имеют дело с данными в закодированном виде. Интерпретация данных в контексте их использования возлагается на человека.

Как соотносятся между собой фактические данные, выраженные в той или иной знаковой системе, и их содержательная интерпретация?

Как оказывается, фактические данные, знаки, обладающие тремя важными качествами: синтаксисом, семантикой и прагматикой.

 

Наблюдая реальную действительность, мы фиксируем информацию с помощью некоторой знаковой системы, пользуемся для описания языком. Мы выражаем ее числами или словами в виде знаков-предложений. Иначе можно сказать, что для описания объектов и явления используются синтаксические средства.

Итак, любой конкретный объект может быть обозначен, любому объекту a можно поставить в соответствие обозначающий его знак z (слово языка):

Эти знаки и есть то, что обычно называют фактическими данными, знаками. Например, люди и обозначающие их знаки-фамилии.

Знаки обладают синтаксисом. Синтаксис знака – это способ его выражения. Чем богаче выразительные возможности языка, тем выше качество передачи информации между ее пользователями.

 

С каждым конкретным объектом-экземпляром (a), человек ассоциирует обозначающий это объект знак (фактическое данное z) и смысловое значение (семантику) этого знака (s):

То, что записано синтаксическими средствами, имеет определенный смысл или семантику. {Иванов, Петров, Смирнов, …}®ФАМИЛИЯ.

Итак, для идентификации конкретных объектов и придания им смыслового значения человек использует совокупность понятий.

В свою очередь данные (знаки) являются символическими представлениями понятий, имеющих свою содержательную интерпретацию в предметной области.

Содержанием информационного сообщения (семантикой знаков) является знание об объектах и явлениях реального мира, выраженное в понятиях.

Восприятие содержания знака, восприятие смысла (семантики) фактических данных состоит в том, что из запаса знаний пользователя информации (данных) должно быть вызвано понятие, являющееся значением этого знака.

 

Семантика отражает явление и в некоторой мере его суть. Когда говорят о семантике, то неявно подразумевается наличие человека-наблюдателя. Семантика данных имеет смысл только в отношении человека.

 

Для практической деятельности людей характерно целеполагание. Человек ставит перед собой цели и относится к реальной действительности, к воспринимаемой им информации с точки зрения ее полезности для достижения поставленных целей.

Вводя человека-наблюдателя явно, мы конкретизируем семантику до уровня прагматики. Прагматика знака - это смысл, опосредованный целями человека-наблюдателя.

Прагматика знака (фактических данных) может быть выявлена только в отношении пользователя информации.

Таким образом:

1. То, что мы наблюдаем, фиксируется на бумаге или в голове синтаксическими средствами в виде знаков (предложений языка). Знаки z (фактические данные) обозначают конкретные объекты a.

2. Знаки (предложения) имеют смысл (семантику). При этом предполагается, что есть человек, способный понимать этот смысл. Каждый знак имеет определенное значение, т.е. ассоциируется с понятиями предметной области;

3. Каждый знак предназначен для восприятия человеком-пользователем m информации с его целями; в этом случае уже говорят не о семантике, а о прагматике данных. Прагматика - это семантика, опосредованная целью.

 

Итак, данные (фактические данные) обладают свойствами: синтаксисом, семантикой и прагматикой. В понятии данные принято различать три аспекта:

· синтаксический, связанный с корректностью отображения данных (знаков) в терминах того или иного языка;

· семантический, связанный с отображением в фактических данных (знаках) смыслового содержания, понятий реальной действительности;

· прагматический, связанный с целевым назначением данных.

 

Свойства информации.

В современном информационном обществе информация – это важнейший стратегический ресурс системы управления. Информационная система должна разрабатываться с учетом заданных потребительских свойств информации:

Адекватность информации – это степень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению и т.п.

Содержательность (ценность) информации - мера расширения, развития тезауруса (систематизированного словаря понятий с указанием смысловых связей между ними, т.е. совокупности сведений, которыми располагает пользователь или система) воспринимаемой стороной при приеме и интерпретации сообщения, степень снижения состояния неопределенности экономического субъекта, степень продвижения к цели.

Полнота (достаточность) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения набор показателей. Понятие полноты информации связано с ее смысловым содержанием (семантикой) и прагматикой. Как неполная, т.е. недостаточная для принятия правильного решения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений.

Точность информации - это заданная степень приближения информации к истинному, реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п. В практике управления определены необходимые уровни точности информации для различных уровней и функций управления, отдельных технико-экономических показателей. Точность информации обеспечивает ее однозначное восприятие всеми потребителями.

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. Достоверность определяет допустимый уровень искажения как поступающей, так и результатной информации, при которой сохраняется эффективность функционирования системы.

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 характеризует временной интервал между возникновением потребности в информации и реализацией этой потребности.

Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности. Устойчивость информации, как и репрезентативность, обусловлена выбранной методикой ее отбора и формирования.

Оперативность информации выражает «скорость» получения информации, отражает актуальность информации для необходимых расчетов и принятия решений в изменившихся условиях.

 

Информация достоверна, если она отображает истинное положение дел, полна, если ее достаточно для принятия решения. Ценность информации зависит от того, какие задачи можно решать с ее помощью. Актуальность важна при работе в постоянно меняющихся условиях.

Актуальность связана с периодичностью получения информации, сво­евременность информации определяет выбор средств обработки информации, а оперативность – выбор средств сбора и передачи информации.