ТЕМА №7. ФУНКЦІЇ інформаціЇ в системі

7.1. Класифікація інформації по різних ознаках

Для соціальних систем: інформація - це деяка послідовність повідомлень, знань, що актуалізуються (може бути одержана, передана, перетворена та ін.) за допомогою деяких знаків (символ, образ, жест, звук та ін.). Це збільшення, розвиток, актуалізація знань, що виникає в процесі цілеспрямованої інтелектуальної діяльності людини.

Повідомлення - форма прояву чи актуалізації (передачі) інформації. Інформація завжди має носій, актуалізація інформації завжди пов'язана зі зміною носія.

При дослідженні систем інформацію можна класифікувати:

1. За відношенням системи до навколишнього середовища:

- вхідна;

- вихідна;

- внутрішня.

2. За відношенням до кінцевого результату:

- початкова;

- проміжна;

- результуюча.

3. За реакцією на актуалізацію:

- постійна;

- змінна;

- змішана.

4. За режимами (структурі) актуалізації:

- послідовна;

- паралельна;

- послідовно-паралельна.

5. За загальними ознаками:

- за стадією використання (первинна, вторинна);

- за повнотою (надлишкова, достатня, недостатня);

- відносно цілі системи (синтаксична, семантична, прагматична);

- відносно елементів системи (статична, динамічна);

- відносно структури системи (структурна, відносна);

- відносно керування системою (керуюча, перетворююча, змішана);

- відносно території (федеральна, регіональна, місцева, особиста та ін.);

- за доступом (відкрита чи загальнодоступна, закрита чи конфіденційна, змішана);

- за предметною областю, по характеру використання (статистична, комерційна, нормативна, довідкова, наукова, навчальна, методична і т.п., змішана).

7.2. Базові поняття інформаційних рішень

До групи основних понять, необхідних при розгляді питань прийняття інформаційних рішень, варто віднести наступні:

- факт;

- знання;

- відомості;

- дані;

- інформація;

- інформаційний ресурс.

Необхідність уточнення цих понять визначається тим, що в різних термінологічних посібниках вони визначені по-різному і, крім цього, між ними задані суперечливі зв'язки.

Факт (factum-зроблене) - дійсна, цілком реальна подія, явище; те, що дійсно відбулося. Факти як об'єктивні події не істинні і не помилкові; вони існують чи не існують.

Знання - духовна діяльність, відображення об'єктивної дійсності, що розглядається з точки зору не процесу, а результату.

Відомості - це знання конкретної людини чи групи людей, що не мають повного узгодження з загальноприйнятими на даному етапі теоріями.

Дані - інформація, що зберігається в базах даних і обробляється прикладними програмами, чи інформація, представлена у вигляді послідовності символів і призначена для певної обробки інтерпретатором. Дані включають тільки ту частину знань, що формалізовані настільки, що над ними можуть здійснюватися процедури формалізованої обробки.

Незважаючи на широке використання поняття "інформаційний ресурс", досі відсутнє його загальноприйняте визначення, що робить проблематичним розробку ефективної політики будь-якого рівня (міжнародного, національного, регіонального, республіканського і галузевого) зі створення інформаційних ресурсів і їхньої промислової експлуатації в інтересах науки, техніки, виробництва і керування.

Ресурси -елементи економічного потенціалу, які є у суспільства і які, при необхідності, можуть бути використані для досягнення конкретних цілей господарського і соціального розвитку.

У рамках програмно-цільового підходу інформація розглядається як один з видів ресурсів при реалізації цільових програм поряд з робочою силою, матеріалами, енергією, коштами і т.д. Інформація розглядається як один з видів ресурсів, що використовує суспільство.

Інформація - це знання, безпосередньо включене в комунікативний процес.

Вихідним моментом включення інформації в сферу обігу по різним соціальним каналам є її фіксація на тих чи інших видах носіїв.

Документування - закріплення інформації на тих чи інших матеріальних носіях, для подальшої її передачі між користувачами і процесами, розподіленими в часі і просторі.

З моменту фіксації знання на тому чи іншому носії воно стає інформацієюі тільки ця інформація може розглядатися як інформаційний ресурс. Але новий носій - це нові способи реєстрації, збору, передачі, збереження й обробки інформації і, отже, нові способи керування.

7.3. Інформаційні ресурси соціальних систем

Кожен новий тип носія інформації породжує свій клас інформаційних ресурсів, що характеризується своїм набором властивостей, пов'язаних з фіксацією, відтворенням, доступом, сприйняттям і процесами обробки зафіксованої на носії інформації, а також реалізацією процесів передачі інформації в часі.

Інформаційний ресурс - інформація, зафіксована на будь-яких носіях, що забезпечує її передачу в часі і просторі між різними споживачами для вирішення наукових, виробничих, управлінських і інших задач.

Залежно від носіїв інформації пропонується розділяти шість основних класів інформаційних ресурсів:

1. всі документи на будь-яких носіях, включаючи електронні носії.

2. персонал (пам'ять людей), що володіє знаннями і кваліфікацією в різних галузях науки і техніки.

3. організаційні одиниці - наукові, виробничі, управлінські й інші організації, що мають кадрові, технічні, виробничі, фінансові й інші можливості для рішення визначеного кола проблем і задач.

4. промислові зразки (будь-які матеріальні об'єкти створені в процесі виробництва),

5. рецептури і технології, програмні продукти, що є упредметненим результатом наукової і виробничої діяльності людей.

6. науковий інструментарій (у тому числі: автоматизовані системи наукових досліджень, автоматизовані робочі місця науковців і проектувальників, експертні системи і бази знань).

Створення національних інформаційних ресурсів неможливе (особливо в умовах, де задачі динамічно змінюються) без вивчення й обліку всієї структури зв'язків між різними класами інформаційних ресурсів, без координації використання інформаційних ресурсів організаціями, фірмами і державними установами, що працюють у різних областях.

7.4. Документ, як інформаційний ресурс

Документована інформація - зафіксована на матеріальному носії інформація з реквізитами, що дозволяють її ідентифікувати.

Документ - головний засіб закріплення різним способом на спеціальному носії інформації, одержуваної в процесі розвитку науки і практичної діяльності людей.

В документах закріплюється і концентрується інформація про факти, події, явища об'єктивної дійсності і розумової діяльності людини.

Основна функція документа - забезпечення передачі інформації в просторі і часі між різними користувачами.

Даний клас інформаційних ресурсів є найбільш дослідженим. Фактично всі роботи зі створення і розвитку інформаційних систем спрямовані на формування документальних інформаційних ресурсів і забезпечення доступу користувачів до відомчих, національних і міжнародних документальних ресурсів.

Основною тенденцією розвитку документальних ресурсів є перенесення значної їх частини на електронні носії, що принципово змінює умови доступу до документальних інформаційних ресурсів.

Кожен документ характеризується своїм набором ознак. З іншого боку, той самий за змістом документ може мати різну форму представлення залежно від того, у якій інформаційній структурі він функціонує.

Загальна кількість видів і форм документів, що використовуються як джерела інформації, точно невизначена. Тільки по ознаках, що входить у групу "зміст інформації" різні дослідники з фондів найбільших бібліотек і інформаційних центрів виявили, близько 110-130 видів документів.

Наростаюче різноманіття документоутворюючих ознак, веде до надлишок наростання несумісних форм представленої інформації в документах, що істотно збільшує число бар'єрів між інформацією, зафіксованої в документі і користувачем, що бажає одержати доступ до цієї інформації.

Якщо при використанні документів на традиційних носіях, основним бар'єром, за умови одержання документа, був "мовний бар'єр" і рівень професійної підготовки користувача, то перехід до електронних носіїв, кількість бар'єрів різко зростає.

Сучасний рівень розвитку інформаційних технологій створює із носія інформації і користувача інформації складну систему (технічно, алгоритмічно, програмно, технологічно). Несумісність техногенного середовища створює значні труднощі для сприйняття інформації, зафіксованої на електронних носіях і в багатьох випадках веде до їх безповоротної втрати.

Кожне техногенне середовище дозволяє здійснювати роботу з властивими тільки для нього електронними ресурсами. Більш того, різні модифікації (версії) однієї і тієї ж техносфери можуть породжувати несумісні електронні інформаційні ресурси. До цієї категорії бар'єрів відносяться ситуації пов'язані з використанням несумісних текстових редакторів, драйверів, відеокарт, системні вимоги до конфігурації та інше.

7.5. Методи одержання та використання інформації

Методи одержання і використання інформації можна розділити на три загальні групи.

1. Емпіричні.

2. Теоретичні.

3. Емпірично-теоретичні.

До емпіричних методів відносяться:

- Спостереження.

- Порівняння.

- Вимір.

- Експеримент.

- Опитування.

- Інтерв'ю.

- Тестування та інші.

До теоретичних методів відносяться:

- Перехід від абстрактного до конкретного.

- Ідеалізація.

- Формалізація.

- Аксіоматизація.

- Віртуалізація.

До емпірично - теоретичних методів відносяться:

- Аналіз.

- Синтез.

- Індукція.

- Дедукція.

- Евристика.

- Моделювання.

- Макетування.

- Історичний метод.

- Логічний метод.

- Актуалізація.

- Абстрагування.

- Моніторинг

- Ділові ігри і ситуації

- Експертні оцінки та інші.

7.6. Міра, кількість та ентропія інформації в системі

Саме поняття інформація може розумітися й інтерпретуватися по різному. В наслідок цього існують різні підходи до визначення кількості інформації в систем. Розділ інформатики (теорії інформації), що вивчає методи виміру інформації називається інформометрією.

Кількість інформації - числова величина, яка адекватно характеризує інформацію за:

- різноманітністю,

- складністю,

- структурованістю (упорядкованістю),

- визначеності,

- вибором станів відображуваної системи.

Якщо розглядається деяка система, що може приймати один з n можливих станів, то актуальною задачею є задача оцінки такого кінцевого вибору. Такою оцінкою може стати міра інформації (чи події).

Міра - це деяка неперервна дійсна позитивна функція, що визначена на множині подій і є аддитивною, тобто міра кінцевого об'єднання подій (множин) дорівнює сумі мір кожної події.

Міри можуть бути статичні і динамічні - у залежності від того, яку інформація вони дозволяють оцінювати - статичну (не актуалізовану тобто інформація оцінюється без врахування ресурсів і форм актуалізації) чи динамічну (актуалізовану тобто інформація оцінюється з врахуванням витрат ресурсів для її актуалізації).

Прийнята наступна кількісна міра інформації: І(А) = -log₂ Р(А)з чого випливає, що чим більша імовірність події, тим менше інформації в повідомленні про неї.

Нехай А та В події деякого простору j . Тоді кількість інформації І(А/В), яка укладена в події (повідомленні) В відносно А дорівнює:

І(А/В) = log₂ Р(А/В)/ Р(А)

Подію при якій В=А можна вважати повідомленням про те, що А відбулося.

Якщо події А та В незалежні то І(А/В)=0. Це означає, що В не несе в собі ніякої інформації відносно А та навпаки. Треба зауважити, що І(А/В) = І(В/А).Якщо події А та В незалежні, то добуток І(А*В) = І(А)+ І(В).

Ентропія інформації визначається як математичне очікування інформації і розраховується за формулою:

Ентропію сприймають як міру хаосу в системі. Порівнюючи інформацію та її ентропію можна сприймати ентропію, як недостачу інформації. Нульова ентропія відповідає максимальній кількості інформації і навпаки.

7.7. Інформаційне керування системою

Інформація використовується для розвитку та удосконалення системи. Інформація розвивається слідом за розвитком системи.

Нові форми, принципи, підсистеми, взаємозв'язки і відносини викликають зміни в інформації, її змісті, формах одержання, переробки, передачі і використанні. Завдяки потокам інформації (від системи до навколишнього середовища і навпаки) система здійснює доцільну взаємодію з навколишнім середовищем, тобто керує. Тому інформація є засобом керування системою. Чим більше повідомлень про систему, тим повніше і точніше керується система.

Ціль керування системою - відокремлення цінної інформації від "шумів" та виділення інформації, що дозволяє цій системі існувати і розвиватися.

Керування будь-якою системою повинне підкріплюватися необхідними для цього ресурсами - матеріальними, енергетичнимиінформаційними, людськими й організаційними.

Керування - безупинний процес, що не може бути припинений, тому що рух, потік інформації не припиняється.

Цикл (інваріант) керування будь-якою системою (у будь-якій системі):

1. збір інформації про систему;

2. обробка та аналіз інформації;

3. отримання інформації про траєкторію;

4. знаходження керуючих параметрів;

5. виявлення ресурсів для керування;

6. керування траєкторією системи.

Основні правила організації інформації для керування системою:

- з'ясування форми і структури вхідної інформації;

- з'ясування засобів, форм передачі і джерел інформації;

- з'ясування форми і структури вихідної інформації;

- з'ясування надійності інформації і контроль вірогідності;

- з'ясування форм використання інформації для прийняття рішень.

Цінність інформації для керування визначається мірою розкриття невизначеної інформації у системі, змістом переданих їй повідомлень.

Інформація використовується для керування, але сама підлягає керуючим впливам. Основна ціль цих впливів - підтримка інформаційних потоків, що сприяють досягненню поставлених цілей при обмежених ресурсах (матеріальних, енергетичнихінформаційних, організаційних, просторових, тимчасових).

Інформаційна система - система підтримки й автоматизації інтелектуальних робіт - пошуку, адміністрування, експертиз, експертних оцінок, прийняття рішень, керування, розпізнавання, нагромадження знань, навчання.

Інформаційне середовище - система взаємодіючих інформаційних систем, включаючи й інформацію, що актуалізується в цих системах.

Інформаційна система керування - система призначена для керування як системою так і в системі.

За характером керування може бути:

- стратегічне;

- тактичне.

За часом керуючого впливу системи можуть бути:

- довгостроково керовані;

- короткостроково керовані.

Іноді ототожнюють стратегічне і довгострокове тактичне і короткострокове керування, але це не завжди вірно.

Розрізняють також шість основних типів інформаційних систем керування (тип визначається метою, ресурсами, характером використання і предметною областю):

1. Діалогова система обробки запитів (Transaction Processing System) - для реалізації поточних, короткострокових тактичного характеру, часто рутинних і жорстко структурованих і формалізованих процедур.

2. Система інформаційного забезпечення (Information Provision System) - для підготовки інформаційних повідомлень короткострокового використання тактичного чи стратегічного характеру.

3. Система підтримки прийняття рішень (Decision Support System) - для аналізу (моделювання) реальної формалізованих ситуацій. Такі системи використовуються як у короткостроковому так і в довгостроковому керуванні тактичного чи стратегічного характеру в автоматизованому режимі.

4. Інтегрована, програмна система прийняття рішень (Programmed Decision System), призначена для автоматичної оцінки і вибору рішень; використовуються як у короткостроковому так і в довгостроковому керуванні тактичного і стратегічного характеру.

5. Експертні системи (Expert System) - інформаційні, консультуючі чи системи прийняття рішення, засновані на структурованих, часто погано формалізованих процедурах, що використовують досвід та інтелектуальні особливості експертів, моделюючі їх роботу. Системи використовуються як у довгостроковому так і в короткостроковому оперативному прогнозуванні, керуванні;

6. Інтелектуальні системи чи системи, засновані на знаннях (Knowleadge Based System) - системи підтримки задач прийняття рішення в складних системах, де необхідно використовувати знання у досить широкому діапазоні, особливо, у погано формалізованих і погано структурованих системах, нечітких системах і при нечітких критеріях прийняття рішення. Системи найбільш ефективно використовуються для зведення проблем довгострокового, стратегічного керування до проблем тактичного і короткострокового характеру.

При побудові (виборі, адаптації) інформаційної системи можна використовувати дві основні концепції (третя концепція - їхньої комбінації):

- орієнтація на проблеми, які необхідно вирішувати за допомогою цієї інформаційної системи, тобто проблемно-орієнтований підхід (чи індуктивний підхід);

- орієнтація на технологію, що доступна (актуалізована) у даній системі, середовищі, тобто технолого-орієнтований підхід, (чи дедуктивний підхід).

Вибір концепції залежить від стратегічних (тактичних) чи довгострокових (короткострокових) критеріїв, проблем, ресурсів.

Ціна, важливість, актуальність інформації визначають цілі і важливість (пріоритети) у керуванні інформаційними системами (в інформаційних системах).

Системне проектування (розробка) інформаційної системи повинна пройти наступний життєвий цикл:

1. допроектний аналіз.

2. внутрішньосистемний аналіз.

3. морфологічний опис системи.

4. визначення критеріїв адекватності, ефективності і стійкості (надійності).

5. функціональний опис підсистем системи.

6. макетування системи.

7. "зборка" і тестування системи.

8. визначення цілей, подальшого розвитку системи, додатків системи.

Ці етапи - основи інформаційного реінженерінгу систем.

7.8. Основні аксіоми теорії інформаційних

Визначимо основні аксіоми теорії інформаційних динамічних процесів (інформаційної синергетики).