Количество и качество информации

Исследованием методов передачи, хранения и приема информации занимается теория информации, инструментами которой служат теория случайных процессов, теория кодирования, математическая статистика, теория вероятностей. Внимание к проблеме передачи и количественной оценки информации было привлечено фундамен­тальными работами Н. Винера и К. Шеннона (США), положившими начало теории информации. Значительный вклад в теорию инфор­мации внесли отечественные ученые А.Н. Колмогоров, А.А. Харкевич, В.А. Котельников, работы которых хорошо известны специали­стам во всем мире.

Важнейшим этапом в теории развития информации явилась ко­личественная оценка информации. Только принимая за основу но­визну сведений, можно дать количественную оценку информации, так как новизна сведений является следствием неопределенности сведений об объекте, процессе, явлении, а неопределенность подда­ется измерению.

Основываясь на идее, что информация устраняет некоторую неопределенность, т. е. незнание, описание любого события или объекта формально можно рассматривать как указание на то, в каком из воз­можных состояний находится описываемый объект. Тогда протека­ние событий во времени есть не что иное, как смена состояний, выбранных с некоторой вероятностью из числа всех возможных. Чем выше уровень неопределенности выбора, тем требуется больший объем информации, и результат выбора имеет значительную степень неожиданности. Вот почему в теории информации количество информации является мерой снятия неопределенности одной случайной величины в результате наблюдения за другой. Если величины не­зависимы, то количество информации равно нулю.

Самым простейшим случаем является выбор альтернативы из двух событий. Поэтому за единицу информации целесообразно принять количество информации, заключенное в выборе одного из двух рав­новероятных событий. Эта единица называется двоичной единицей, или битом. Итак, при любой неопределенности сужение области выбора вдвое дает одну единицу информации.

Формулу измерения количества информации можно получить эмпирически: для снятия неопределенности в ситуации из двух равновероятных событий необходим один бит информации; при неопре­деленности, состоящей из четырех событий, достаточно двух бит информации, чтобы угадать искомый факт. Таким образом, если сообщение указывает на один из n рав­новероятных вариантов, то оно несет количество информации, рав­ное log₂n. Ту же формулу можно словесно выразить иначе: количество информации равно степени, в которую необходимо возвести 2, что­бы получить число равноправных вариантов выбора, т. е. 2i = 16, где i = 4 бита.

Будем различать понятия «информация» и «сообщение». Под сообщением обычно подразумевают информацию, выраженную в оп­ределенной форме и подлежащую передаче. Сообщение — это форма представления информации. Есть одна особенность, которая связана с количеством хранимой или переданной информации, представленной в двоичных единицах, и количеством информации, заключенным в данном сообщении.

Измерение только количества информации не отвечает насущным потребностям современного общества, необходима мера цен­ности информации. Проблема определения ценности информации исключительно актуальна в настоящее время. Разработанные методы определения ценности информации призваны сыграть существенную роль в получении человеком необ­ходимой информации.

Информация называется полезной, если она уменьшает неопределен­ность решающего алгоритма. Амери­канским ученым Н. Винером предпринята попытка построить се­мантическую теорию информации. Суть ее состоит в том, что для понимания и использования информации ее получатель должен об­ладать определенным запасом знаний. По мере роста наших знаний о предмете растет и количество научной информации, извле­каемой из сообщения.

Если назвать имеющиеся у получателя знания о данном предмете тезаурусом (т. е. неким сводом слов, понятий, названий объектов, связанных смысловыми связями), то количество информации, со­держащейся в некотором сообщении, можно оценить степенью из­менения индивидуального тезауруса под воздействием данного со­общения. Иными словами, количество семантической информации, увлекаемой получателем из поступающих сообщений, зависит от степени подготовленности его тезауруса для восприятия такой ин­формации. В связи с этим появилось понятие общечеловеческого тезауруса, относительно которого можно было бы измерять семан­тическую ценность научной информации.

Пока можно сделать вывод, что задача определения ценности информации при достаточной степени формализации, которая тре­буется при компьютеризованной оценке, еще не решена, однако это не означает невозможности ее решения в будущем.