1 Информация Онтологический подход

2 Концепции информации

3 Философы-материалисты Информация Информация определяется как: содержание (сущность) отражения, основная грань (сторона, аспект) отражения, инвариант отражения, отраженное разнообразие, наконец, способ существования одной системы через другую. Атрибутивная концепция Атрибутивная концепция. Так как сущность заключена прежде всего в содержании и качественной определенности объекта, то информационные процессы оказываются сущностью отражательных процессов, а отражательные процессы - проявлением информационных. Поскольку информация - сущность отражения, то дефиниции обоих понятий совпадают.

4 Онтологический подход Функциональная концепция Функциональная концепция. Затруднения «онтологических» концепций информации легко преодолеваются если информацию считать функциональным понятием, а не объектом реального мира. Устраняется опасность отождествления информации с отражением, организацией, сигналом или иными объективными реалиями, т.к. информация существует в иной плоскости – плоскости сознания познающего субъекта. Информация ни в коем случае не может быть содержанием отражения, как утверждает атрибутивная концепция; Наоборот, отражение есть содержание информации* отражение есть содержание информации*. *Соколов А.В. Введение в теорию социальной коммуникации. СПб.,1996

5 Содержание лекции 1.Свойства информации 2.Показатели качества экономической информации 3.Классификация информации 4.Формы представления информации: –Сигнал; –Сообщение; –Знак; –Символ; –Данные; –Знания; 5.Экспертные системы 6.Интеллектуальные системы

6 1.Свойства информации Описать информацию как объект исследования с помощью общего понятия «состояние» невозможно, но ее можно определить, т.е. превратить в субъективную информацию, только на основе использования категории, именуемой «свойством», производной от которой является понятие «параметр». Свойство Свойство – это философская категория, выражающая такую сторону предмета, которая обуславливает его различие или общность с другими предметами и обнаруживается в его отношении к ним.

7 Информация как объект исследования Для того, чтобы познать или определить информацию как объект исследования, т.е. превратить объективную информацию о нем в субъективную, его состояние необходимо привести к свойствам (найти подобия и различия) других объектов. У информации различают следующие свойства : –атрибутивные, –прагматические, –динамические.

8 Атрибутивные свойства информации Атрибутивные свойства Атрибутивные свойства - это те свойства, без которых информация не существует. К данной категории свойств относятся: непрерывность. Информация имеет свойство сливаться с уже зафиксированной и накопленной ранее, тем самым, способствуя поступательному развитию и накоплению. дискретность. Содержащиеся в информации сведения, знания дискретны, т.е. характеризуют отдельные фактические данные, закономерности и свойства изучаемых объектов, которые распространяются в виде различных сообщений, состоящих из линии, составного цвета, буквы, цифры, символа, знака; неотрывность информации от физического носителя и языковая природа информации. Одно из важнейших направлений информатики как науки является изучение особенностей различных носителей и языков информации, разработка новых, более совершенных и современных. Необходимо отметить, что хотя информация и неотрывна от физического носителя и имеет языковую природу, она не связана жестко ни с конкретным языком, ни с конкретным носителем;

9 Прагматические свойства информации Прагматические свойства Прагматические свойства - это те свойства, которые характеризуют степень полезности информации для пользователя, потребителя и практики. Они проявляются в процессе использования информации. К данной категории свойств относятся: смысл и новизна. Это свойство характеризует перемещение информации в социальных коммуникациях, и выделяет ту ее часть, которая нова для потребителя. полезность. Уменьшение неопределенности сведений об объекте. Дезинформация расценивается как отрицательные значения полезной информации. ценность. Ценность информации различна для различных потребителей и пользователей. кумулятивность. Характеризует накопление и хранение информации.

10 Прагматические свойства информации полнота. Характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса. достоверность. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются полезными всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются определенным уровнем информационного шума. Если полезный сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижается. В этом случае для передачи того же количества информации требуется использовать либо больше данных, либо более сложные методы. адекватность. Это степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.

11 Прагматические свойства информации доступность (мера возможности получить ту или иную информацию). На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к одинаковому результату: информация оказывается недоступной. Отсутствие адекватных методов для работы с данными во многих случаях приводит к применению неадекватных методов, в результате чего образуется неполная, неадекватная или недостоверная информация. актуальность (степень соответствия информации текущему моменту времени). Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммерческую ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с данными может приводить к такой задержке в получении информации, что она становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, основаны многие современные системы шифрования данных с открытым ключом. Лица, не владеющие ключом (методом) для чтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работы информация теряет актуальность и, соответственно, связанную с ней практическую ценность.

12 Прагматические свойства информации объективность и субъективность. Понятие объективности информации является относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. В ходе информационного процесса степень объективности информации всегда понижается. Это свойство учитывают, например, в правовых дисциплинах, где по-разному обрабатываются показания лиц, непосредственно наблюдавших события или получивших информацию косвенным путем (посредством умозаключений или со слов третьих лиц).

13 Динамические свойства информации Динамические свойства Динамические свойства - это те свойства, которые характеризуют изменение информации во времени. рост информации. Движение информации в информационных коммуникациях и постоянное ее распространение и рост определяют свойство многократного распространения или повторяемости. Хотя информация и зависима от конкретного языка и конкретного носителя, она не связана жестко ни с конкретным языком, ни с конкретным носителем. Благодаря этому информация может быть получена и использована несколькими потребителями. Это свойство многократной используемости и проявление свойства рассеивания информации по различным источникам. старение. Информация подвержена влиянию времени.

14 2.Показатели качества экономической информации Экономическая информация Экономическая информация это совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы, и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сферах. Экономическая информация обладает рядом особенностей: специфичность. по форме представления и отражения в виде первичных и сводных документов; объемность. Совершенствование управления сопровождается увеличением сопутствующих потоков информации; цикличность. Для большинства производственных процессов характерна повторяемость стадий обработки информации; отражение результатов производственно-хозяйственной деятельности с помощью системы натуральных и стоимостных показателей; специфичность по способам обработки. В процессе обработки преобладают арифметические и логические операции.

15 Экономическая информация Структурно экономическая информация состоит из показателей, представляющих собой контролируемый параметр объекта управления. В свою очередь показатели формируются из совокупности реквизитов, т. е. логически неделимых элементов показателя, соотносимых с определенным свойством отображаемого объекта. Каждый показатель состоит из одного реквизита-основания и одного или нескольких реквизитов-признаков. Реквизит-основание характеризует количественную сторону объекта и определяет значение показателя. Реквизит-признак характеризует качественную сторону объекта и определяет наименование показателя.

16 Качество информации Качество информации Качество информации можно определить как совокупность свойств, обусловливающих возможность ее использования для удовлетворения определенных потребностей. показателями качества Возможность и эффективность использования информации для управления обусловливается такими ее потребительскими показателями качества, как: –репрезентативность, –содержательность, –полнота, –доступность, –актуальность, –своевременность, –точность, –устойчивость, –достоверность и –ценность.

17 3.Классификация информации Информацию можно условно делить на различные виды, основываясь на том или ионом ее свойстве или характеристике, например по способу кодирования, сфере возникновения, способу передачи и восприятия, общественному назначению.

18 4.Формы представления информации Если основываться на том, что информация - категория нематериальная, то для ее существования и распространения в нашем материальном мире она должна быть обязательно связана с какой-либо материальной основой (носителем) - без нее информация не может проявиться, передаваться и сохраняться. Материальным носителем будем называть материальный объект или среду, которые служат для представления или передачи информации. Материальным носителем информации может быть бумага, пергамент, шелк, камень, лазерный диск, а также воздух, вода, электромагнитное поле, луч света и пр. Отметим, что хранение информации связано с характеристикой носителя, которая не меняется с течением времени, а передача информации - наоборот, с характеристикой, которая изменяется с течением времени. Другими словами, хранение информации связано с фиксацией состояния носителя, а передача - с процессом, который протекает в носителе. Состояния и процессы могут иметь физическую, химическую, биологическую или иную основу - главное, что они материальны.

Сигнал Сигнал Сигнал (латин. signum – знак) физический процесс или явление, несущее сообщение о каком-либо событии, состоянии объекта либо передающий команды управления. Изменение характеристики носителя, которое используется для представления информации, называется сигналом, а значение этой характеристики, отнесенное к некоторой шкале измерений, называется параметром сигнала. Приведем пример. Процессы для передачи информации – волны (звуковые, радио-, световые-, электрический ток), параметры сигнала – частота, амплитуда и фаза волны (высота, громкость и фаза звука). Различают сигналы: –аналоговые, –дискретные, –квантованные, –цифровые, которые в свою очередь могут быть синхронными и асинхронными.

20 Аналоговый сигнал - это сигнал, величина которого непрерывно изменяется во времени. Аналоговый сигнал обеспечивает передачу данных путем непрерывного изменения во времени амплитуды, частоты либо фазы. Аналоговые сигналы описываются непрерывными функциями времени, поэтому аналоговый сигнал иногда называют непрерывным сигналом. К особенным свойствам непрерывного сигнала относят отсутствие избыточности. Из непрерывности пространства значений следует, что любая помеха, внесенная в сигнал, неотличима от самого сигнала и, следовательно, исходная амплитуда не может быть восстановлена. Аналоговые сигналы используются для представления непрерывно изменяющихся каких-либо физических величин. Например, аналоговый электрический сигнал, снимаемый с термопары, несет информацию об изменении температуры. Сигнал с микрофона – о быстрых изменениях давления в звуковой волне.

21 Аналоговый сигнал Аналоговые сигналы описываются некоторой математической функцией времени. Например, для гармонического сигнала справедливо следующее соотношение:

22 Дискретный сигнал Дискретизация - это процесс перевода аналогового сигнала в дискретный сигнал. Процесс обратный этому, называется восстановление. Непрерывный аналоговый сигнал заменяется здесь последовательностью коротких импульсов – отсчётов, величина которых равна значению сигнала в данный момент времени. Дискретизация аналогового сигнала состоит в том, что сигнал представляется в виде последовательности значений, взятых в дискретные моменты времени. Эти значения называются отсчетами, а Δt называется интервалом дискретизации.

23 Дискретный сигнал Возможность точного воспроизведения такого представления зависит от интервала времени между отсчётами Δt. Согласно теореме Котельникова: где - наибольшая частота спектра сигнала.

24 Квантованный сигнал При квантовании вся область значений сигнала разбивается на уровни, количество которых должно быть представлено в числах заданной разрядности. Расстояния между этими уровнями называется шагом квантования Δ. Число этих уровней равно N (от 0 до N-1). Каждому уровню присваивается некоторое число. Отсчеты сигнала сравниваются с уровнями квантования и в качестве сигнала выбирается число, соответствующее некоторому уровню квантования. Каждый уровень квантования кодируется двоичным числом с n разрядами. n log2(N). Число уровней квантования N и число разрядов n двоичных чисел, кодирующих эти уровни, связаны соотношением n log2(N).

25 Цифровой сигнал Для того чтобы представить аналоговый сигнал последовательностью чисел конечной разрядности, его следует сначала превратить в дискретный сигнал, а затем подвергнуть квантованию. В результате сигнал будет представлен таким образом, что на каждом заданном промежутке времени известно приближённое (квантованное) значение сигнала, которое можно записать целым числом. Если записать эти целые числа в двоичной системе, получится последовательность нулей и единиц, которая и будет являться цифровым сигналом.

Сообщения Одиночный сигнал не может содержать много информации, поэтому для передачи информации используется ряд следующих друг за другом сигналов. сообщением Последовательность сигналов и называется сообщением. Сообщения Сообщения - в теории коммуникации – предназначенные для передачи: высказывание, текст, изображение, физический предмет или поступок. сигналов Сообщения состоят из словесных или невербальных сигналов. Таким образом, от источника к приемнику информация передается в виде сообщений. Можно сказать, что сообщение выступает в качестве материальной оболочки для представления информации при передаче. Следовательно, сообщение служит переносчиком информации, а информация является содержанием сообщения. Соответствие между сообщением и содержащейся в нем информацией называется правилом интерпретации сообщения. Это соответствие может быть однозначным и неоднозначным.

Знак Знак Знак – это элемент некоторого конечного множества отличных друг от друга сущностей. Природа знака может быть любой – жест, рисунок, буква, сигнал светофора, определенный звук и т.д. и определяется как носителем сообщения, так и формой представления информации в сообщении. Все множество знаков, используемых для представления дискретной информации, называется набором знаков. Набор есть дискретное множество знаков. алфавитом Набор знаков, в котором установлен порядок их следования, называется алфавитом. Алфавит – это упорядоченная совокупность знаков. Порядок следования знаков в алфавите называется лексикографическим и предоставляет возможность устанавливать отношения больше–меньше: для двух знаков Г

Символ Сами по себе знак или буква не несут никакого смыслового содержания. символом Однако такое содержание им может быть приписано – в этом случае знак будет называться символом. U U Например, напряжение в физике принято обозначать буквой U – следовательно, U в формулах является символом физической величины «напряжение». Другим примером символов могут служить пиктограммы, обозначающие в компьютерных программах объекты или действия. Таким образом, понятия "знак", "буква" и "символ" нельзя считать тождественными. Понятия знака и алфавита можно отнести только к дискретным сообщениям.

Данные Данные [data] – сведения, полученные путем измерения, наблюдения, логических или арифметических операций и представленные в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи и (автоматизированной) обработки. В процессах сбора, обработки и использования данные расчленяются на отдельные элементарные составляющие элементы данных или элементарные данные (иногда их тоже называют просто данными). Элементарные данные могут быть выражены целыми и вещественными числами, словами, а также булевыми величинами, способными принимать лишь два значенияистина (1), ложь (0).

30 Экономические данные Экономические данные можно подразделить на два особенно важных класса условно-постоянные и переменные. Первые это всякого рода расценки, нормативы, нормы, сведения о производительности оборудования и т. д. Обычно в автоматизированных системах управления они либо хранятся в массивах картотек, либо вводятся в память машины один раз и при необходимости включаются в расчет самой машиной. Условно-постоянными они называются потому, что время от времени обновляются. Переменные же данные (сведения о выработке рабочих, о сдаче деталей и продукции, о тех же запасах на складе и многие др.) после расчета, как правило, изымаются из памяти компьютера. И те и другие данные хранятся в базах данных (БД).

31 База данных База данных [data base] совокупность хранимых в памяти компьютера данных, относящихся к определенному объему или кругу деятельности, специально организованных, обновляемых и логически связанных между собой. Они представляют собой своеобразную информационную модель объекта. База данных, размещенная и работающая на одном компьютере, называется локальной, а на нескольких связанных между собой компьютерах распределенной базой данных.

32 Система управления базами данных Система управления базами данных (СУБД) - комплекс программных и лингвистических средств общего или специального назначения, реализующий поддержку создания баз данных, централизованного управления и организации доступа к ним различных пользователей в условиях принятой технологии обработки данных. СУБД характеризуется используемой моделью, средствами администрирования и разработки прикладных процессов. СУБД обеспечивает: –описание и сжатие данных; –манипулирование данными; –физическое размещение и сортировку записей; –защиту от сбоев, поддержку целостности данных и их восстановление; –работу с транзакциями и файлами; –безопасность данных. СУБД определяет модель представления данных.

Знания Знания – это вид информации, отражающий опыт специалиста (эксперта) в определенной предметной области, его понимание множества текущих ситуаций и способы перехода от одного описания объекта к другому. Для знаний характерны: –внутренняя интерпретируемость, –структурируемость, –связанность, –взаимная активность. Знания подразделяются на: –декларативные, –процедурные, –эвристические, –экспертные.

34 Знания Декларативные знания - знания, которые записаны в памяти интеллектуальной системы так, что они непосредственно доступны для использования после обращения к соответствующему полю памяти. Обычно декларативные знания используются для представления информация о свойствах и фактах предметной области. По форме представления декларативные знания противопоставляются процедурным знаниям. Процедурные знания - знания, хранящиеся в памяти интеллектуальной системы в виде описаний процедур, с помощью которых их можно получить. Обычно процедурные знания используются для представления информации о способах решения задач в проблемной области, а также различные инструкции, методики и т.п. По форме представления процедурные знания противопоставляются декларативным знаниям.

35 Знания Эвристические знания - знания, накапливаемые интеллектуальной системой в процессе ее функционирования, а также знания, заложенные в ней априорно, но не имеющие статуса абсолютной истинности в данной проблемной области. Обычно эвристические знания связаны с отражением в базе знаний неформального опыта решения задач. Экспертные знания - знания, которыми располагает специалист в некоторой предметной области. Знания о предметной области - совокупность сведений о предметной области, хранящихся в базе знаний интеллектуальной системы. Знания о предметной области подразделяются на: –факты, относящиеся к предметной области; –закономерности, характерные для предметной области; –гипотезы о возможных связях между явлениями, процессами и фактами; –процедуры для решения типовых задач в данной предметной области.

36 База Знаний Знания, как правило, хранятся в Базе Знаний (БЗ). База знаний База знаний (БЗ) [Knowledge base] - семантическая модель, описывающая предметную область и позволяющая отвечать на такие вопросы из этой предметной области, ответы на которые в явном виде не присутствуют в базе. Модель представления знаний Модель представления знаний - формализм, предназначенный для отображения статических и динамических свойств предметной области. Различают универсальные и специализированные модели представления знаний. В искусственном интеллекте основными универсальными моделями представления знаний являются: семантические сети, фреймы, продукционные системы и логические модели. Система управления базами знаний Система управления базами знаний - комплекс программных, языковых и интеллектуальных средств, посредством которого реализуется создание и использование базы знаний. База знаний является основным компонентом экспертных и интеллектуальных систем.

37 5. Экспертные системы Экспертная системаЭС Экспертная система (ЭС) [Expert system] - система искусственного интеллекта, включающая знания об определенной слабо структурированной и трудно формализуемой узкой предметной области и способная предлагать и объяснять пользователю разумные решения. Экспертная система состоит из: базы знаний, механизма логического вывода, интеллектуального интерфейса и подсистемы объяснений. База знаний База знаний ЭС содержит формальное описание знаний экспертов, представленное в виде набора фактов и правил. Механизм вывода Механизм вывода ЭС или решатель это блок, представляющий собой программу, реализующую прямую или обратную цепочку рассуждений в качестве общей стратегии построения вывода. интеллектуального интерфейса объясняя С помощью интеллектуального интерфейса экспертная система задает вопросы пользователю и отображает сделанные выводы, представляя (объясняя) их обычно в символьном виде.

38 6. Интеллектуальная Система Интеллектуальной Системой Под Интеллектуальной Системой (ИС) понимают адаптивную систему, позволяющую строить программы целесообразной деятельности по решению поставленных перед ними задач на основании конкретной ситуации, складывающейся на данный момент в окружающей их среде. Адаптивная система Адаптивная система - это система, которая сохраняет работоспособность при непредвиденных изменениях свойств управляемого объекта, целей управления или окружающей среды путем смены алгоритма функционирования, программы поведения или поиска оптимальных, в некоторых случаях просто эффективных, решений и состояний. Под алгоритмом функционирования понимается последовательность заданных действий, которые однозначно определены и выполнимы на современных ЭВМ за приемлемое время для решаемой задачи. Традиционно, по способу адаптации различают самонастраивающиеся, самообучающиеся и самоорганизующиеся системы.