Інтелектуальна інформаційна система

Що таке інформація?

• у побуті інформацією називають будь-які дані або відомості, які кого-небудь цікавлять. Наприклад, повідомлення про деякі події, про будь-чию діяльність й т.п. "Інформувати" в цьому змісті означає "повідомити щось, невідоме раніше";

• у техніці під інформацією розуміють повідомлення, передані у формі знаків або сигналів;

• у кібернетиці під інформацією розуміють ту частину знань, яка використовується для орієнтування, активної дії, керування, тобто з метою збереження, удосконалювання, розвитку системи (Н. Вінер).

Що таке інформація? (2)

• Клод Шеннон, американський учений, що заклав основи теорії інформації, — науки, що вивчає процеси, пов'язані з передачею, прийманням, перетворенням і зберіганням інформації, — розглядає інформацію як зняту невизначеність наших знань про щось (повідомлення, яке ми вже знаємо, не несе інформації).

• Інформація — це відомості про об'єкти і явища навколишнього середовища, їхні параметри, властивості і стани, які зменшують наявну про них ступінь невизначеності, неповноту знань (Н.В. Макарова);

• Інформація — це заперечення ентропії (Леон Бриллюэн);

• Інформація — це вимір складності структур (Моль);

• Інформація — це відображення різноманітності (Урсул);

• Інформація — це зміст процесу відображення (Тузов);

• Інформація — це ймовірність вибору (Яглом).

Що таке інформація? (3)

• Два підходи до визначення інформації:

- Інформація об'єктивна

- Інформація суб'єктивна

• Об'єктивний підхід:

- Інформація – вимір (ступінь) структурованості матерії

- Життя сприймає цю структурованість миру й вчиться використовувати її для виживання

Що таке інформація? (4)

Суб'єктивний (практичний) підхід

• Норберт Вінер: Інформація — це позначення змісту, отриманого із зовнішнього миру в процесі нашого пристосування до нього й пристосування до нього наших почуттів.

• Люди обмінюються інформацією у формі повідомлень. Повідомлення — це форма подання інформації у вигляді мови, текстів, жестів, поглядів, зображень, цифрових даних, графіків, таблиць і т.п.

• Те саме інформаційне повідомлення (стаття в газеті, оголошення, лист, телеграма, довідка, розповідь, креслення, радіопередача й т.п.) може містити різну кількість інформації для різних людей — залежно від їхніх попередніх знань, від рівня розуміння цього повідомлення й інтересу до нього.

• Так, повідомлення, складене японською мовою, не несе ніякої нової інформації (а може бути, знань?) людині, що не знає цієї мови, але може бути високоінформативним для людини, що володіє японською. Ніякої нової інформації не містить і повідомлення, викладене знайомою мовою, якщо його зміст незрозумілий або вже відомий.

• Інформація є характеристика не повідомлення, а співвідношення між повідомленням і його споживачем. Без наявності споживача, хоча б потенційного, говорити про інформацію безглуздо.

Що таке інформація (5)

• Інформація - відомості про об'єкти і явища навколишнього середовища, їхні параметри, властивості і стани, які зменшують наявну про них ступінь невизначеності, неповноти знань.

Що таке інформація? (6)

• Стосовно до комп'ютерної обробки даних під інформацією розуміють деяку послідовність символічних позначень (букв, цифр, закодованих графічних образів і звуків і т.п.), яка несе значеннєве навантаження і представлена в зрозумілому для комп'ютера виді. Кожний новий символ у такій послідовності символів збільшує інформаційний обсяг повідомлення.

• Інший термін для такої інформації – дані. Цей термін припускає наявність носія даних.

 

Властивості інформації

• Оперативність відображає актуальність інформації для необхідних розрахунків і прийняття рішень в умовах, що змінилися.

• Точність визначає припустимий рівень викривлення як вихідної, так і результатної інформації, при якому зберігається ефективність функціонування системи.

• Достовірність визначається властивістю інформації відображати реально існуючі об'єкти з необхідною точністю. Достовірність інформації вимірюється довірчою ймовірністю необхідної точності, тобто ймовірністю того, що відображуване інформацією значення параметра не відрізняється від дійсного значення цього параметра в межах необхідної точності.

• Стійкість інформації відбиває її здатність реагувати на зміни вихідних даних без порушення необхідної точності. Стійкість інформації визначається обраною методикою її відбору й формування.

• Достатність (повнота) інформації означає, що вона містить мінімально необхідний обсяг відомостей для прийняття правильного рішення. Не повна інформація (недостатня для прийняття правильного рішення) знижує ефективність приймаємих користувачем рішень. Надмірність звичайно знижує оперативність і утрудняє прийняття рішення, але робить інформацію більш стійкою.

 

При передачі інформації від джерела до одержувача використовується деякий носій інформації.

• Повідомлення, передане за допомогою носія, називають сигналом. Якщо при передачі сигналу одна з його характеристик (параметр сигналу) приймає скінчене число значень, то такий сигнал (як і саме повідомлення) називають дискретним. Інформація, передана при цьому, також буде дискретною. Якщо при передачі джерело виробляє безперервне повідомлення, то в цьому випадку передана інформація буде безперервною. Прикладом дискретного повідомлення може бути процес читання книги, інформація в якому представлена дискретною послідовністю букв. Приклад безперервного повідомлення - людська мова, передана звуковою хвилею.

• Безперервне повідомлення завжди можна перетворити в дискретне. Процес такого перетворення називають дискретизацією.

Вимір інформації

• Розроблено різні способи оцінки кількості інформації. Найчастіше використовується спосіб оцінки, запропонований в 1948 році засновником теорії інформації Клодом Шенноном.

• Інформація – це знята невизначеність. Ступінь невизначеності прийнято характеризувати за допомогою поняття " імовірність ".

• Імовірність - величина, яка може приймати значення в діапазоні від 0 до 1. Вона є вимір можливості якої-небудь події, яка може мати місце в одних випадках і не мати місця в інших. Якщо подія ніколи не може відбутися, її ймовірність уважається рівною 0. Якщо подія відбувається завжди, її ймовірність рівна 1.

• Чим більша ймовірність події, тим більша упевненість у тому, що воно відбудеться, і тим менше інформації містить повідомлення про цю подію. Якщо ймовірність події мала, то повідомлення про те, що воно трапилось, дуже інформативне.

Кількість інформації

• Повідомлення рівноймовірні (N – кількість можливих повідомлень)

I = log₂N

I = log₂100 ≈ 6,644

 При N =2, I = 1 (1 біт інформації)

• Повідомлення мають різну ймовірність

I = — (p₁log₂ p₁ + p₂ log₂ p₂ +... + p_n log₂ p_n) - формула Шеннона

Кількість інформації (2)

При рівних p_i

I=-(N*p*log₂p)=-(log₂p)=log₂(1/p)=log₂N

Повідомлення довжиною n символів алфавіту з N букв містить

I=n*log₂N біт інформації - це формула Хартли

Адекватність інформації– це певний рівень відповідності образа, створюваного за допомогою отриманої інформації, реальному об'єкту, процесу, явищу й т.п.

• Має відношення до моделювання

• Адекватність оцінюється при інтерпретації інформації

Рівні інтерпретації інформації

• Синтаксис – структура інформації

• Семантика – зміст інформації (як треба обробляти її або реагувати на неї)

• Прагматика – призначення інформації (ціль, причина передачі)

 

Інформаційні революції

• Поява мови (з появою людини)

• Поява писемності (4000-15000 рр. до н.е.)

• Поява друкарства (епоха освіти, ренесансу, ~1460р)

• Поява електрозв'язку (~1900 р.)

• Поява комп'ютерів (~1940 р.)

• Поява Інтернету (1990-і роки)

• Поява штучного інтелекту (1960- 21 століття)

• Роботи й Кіборги

Інтеллектуа́льна систе́ма (ІС, intelligent system) — це технічна або програмна системна, здатна вирішувати задачі, що традиційно вважаються творчими, приналежні конкретній предметній області, знання про яку зберігаються в пам'яті такої системи. Структура ІС включає три основні блоки — базу знань, вирішувач і інтелектуальний інтерфейс.