Количество информации

Свойства информации

Понятие «информация» используется многими научными дисциплинами, имеет большое количество разнообразных свойств, но каждая дисциплина обращает внимание на те свойства информации, которые ей наиболее важны. В рамках нашего рассмотрения наиболее важными являются такие свойства, как дуализм, полнота, достоверность, адекватность, доступность, актуальность. Рассмотрим их подробнее.

Дуализм информации характеризует ее двойственность. С одной стороны, информация объективна в силу объективности данных, с другой – субъективна, в силу субъективности применяемых методов. Например, два человека читают одну и ту же книгу и получают подчас весьма разную информацию. Более объективная информация применяет методы с меньшим субъективным элементом.

Полнота информации характеризует степень достаточности данных для принятия решения или создания новых данных на основе имеющихся. И неполный и избыточный наборы данных затрудняют получение информации и принятие адекватного решения.

Достоверность информации – это свойство, характеризующее степень соответствия информации реальному объекту с необходимой точностью. При работе с неполным набором данных достоверность информации может характеризоваться вероятностью, например, при бросании монеты выпадет герб с вероятностью 50 %.

Адекватность информации выражает степень соответствия создаваемого с помощью информации образа реальному объекту, процессу, явлению. Получение адекватной информации затрудняется при недоступности адекватных методов.

Доступность информации – это возможность получения информации при необходимости. Доступность складывается из двух составляющих: доступности данных и доступности методов. Отсутствие хотя бы одного дает неадекватную информацию.

Актуальность информации. Информация существует во времени, т. к. существуют во времени все информационные процессы. Информация, актуальная сегодня, может стать совершенно ненужной по истечении некоторого времени. Например, программа телепередач на нынешнюю неделю будет неактуальна для многих телезрителей на следующей неделе.

Атрибутивные свойства (атрибут – неотъемлемая часть чего-либо). Важнейшими среди них являются - дискретность (информация состоит из отдельных частей, знаков) и непрерывность (возможность накапливать информацию).

Во всякой информации присутствует субъективная компонента. А возможно ли вообще объективно измерить количество информации? Важнейшим результатом теории информации является вывод о том, что в определенных условиях, можно, пренебрегая качественными особенностями информации, выразить ее количество числом, а следовательно, сравнивать количество информации, содержащейся в различных группах данных.

Количеством информации называют числовую характеристику информации, отражающую ту степень неопределенности, которая исчезает после получения информации.

Понятия «информация», «неопределенность», «возможность выбора» тесно связаны. Получаемая информация уменьшает число возможных вариантов выбора (т.е. неопределенность), а полная информация не оставляет вариантов вообще.

Какое количество информации содержится, к примеру, в тексте романа «Война и мир», во фресках Рафаэля или в генетическом коде человека? Возможно ли объективно измерить количество информации?

В научном плане понятие «информация» связывается с вероят­ностью осуществления того или иного события.

Вероятность – числовая характеристика степени возможности наступления события. Вероятность достоверного события (обяза­тельно должно произойти) равна 1, невозможного события (не про­изойдет никогда) – 0. Вероятность случайного события лежит в ин­тервале (0, 1). Например, вероятность выпадения «орла» при под­брасывании монеты равна 1/2, а вероятность выпадения каждой из граней при игре в кости – 1/6.

Случайным называется событие, которое может произойти, а может и не произойти. Примерами случайных событий могут слу­жить выпадение «орла» при подбрасывании монеты или число оч­ков (т.е. выпадение определенной грани) при игре в кости.

Американский инженер Р. Хартли (1928) процесс получения ин­формации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного заранее заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определяет как двоичный логарифм N.

Допустим, нужно угадать одно число из набора чисел от единицы до ста. По формуле Хартли I = log₂ N можно вычислить, какое количество информации для этого требуется: I = Iog₂l00 = 6,644 бит, т.е. сообщение о верно угаданном числе содержит количество информации, приблизительно равное 6,644 бит.

Американский ученый Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества ин­формации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе:

I = - (P ₁ log₂ P ₁ + Р ₂ log₂ Р ₂ +... + P_N log₂ P_N),

где P_i – вероятность того, что именно i -e сообщение выделено в наборе из N сообщений.

Если вероятности P ₁, Р ₂, …, P_N равны, то каждая из них равна 1/ N, и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.

Анализ формулы показывает, что чем выше вероятность собы­тия, тем меньшее количество информации возникает после его осу­ществления, и наоборот. Если вероятность равна 1 (событие досто­верно), количество информации равно 0.

Если вероятность свершения или несвершения какого-либо со­бытия одинакова, т.е. равна 1/2, то количество информации, кото­рое несет с собой это событие, равно 1. Это и есть единица измере­ния информации, которая получила наименование бит.

Бит можно также определить как количество информа­ции, которое содержит один разряд двоичного числа (отсюда назва­ние «бит»: binary digit – двоичный разряд). Бит в теории информа­ции – количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений.

Количество информации, равное 8 битам, называется байтом. В восьми разрядах можно записать 256 различных целых двоичных чисел от 00000000 до 11111111. Широко используются более крупные производные единицы информации:

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт;

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт;

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт.

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт;

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт.

Дата добавления: 2014-11-29