Предмет и задачи теории информации

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ

Разделение уровней информационных систем

При проектировании сложных информационных систем (порталов), которые включают в себя большое количество информационных единиц-модулей, может понадобиться разделение уровней для корректной работы с ними. Иными словами, информационные модули, наполняющие ИС, могут разделяться на несколько групп по каким-либо критериям информации или по своей физической структуре, по способу размещения в виртуальном пространстве ИС, причем для конечного пользователя данной системы это разделение должно быть прозрачным, т.е. не создающим никаких помех для работы с данной ИС. Эти разделенные группы модулей повлекут за собой необходимость создания многоуровневой ИС, которая будет способна быстро и эффективно обрабатывать каждую группу в отдельности определенным алгоритмом. Причем надо учесть, что в многозадачных ИС и особенно в ИС удаленного доступа необходимы алгоритмы, позволяющие одновременно обращаться к модулям ИС, даже находящихся на разных уровнях.

Приведем простой пример: некая ИС, позволяющая удаленным пользователям через сеть Интернет ознакомиться с краткой аннотацией документов учебного процесса и по желанию загрузить их на свой компьютер. Здесь сразу выделяются 2 уровня: 1 – ознакомительный, который позволяет удаленному пользователю просматривать в онлайн-режиме содержание веб-страниц, которые несут информацию и краткую аннотацию о содержании самих документов учебного процесса; 2 – основной, который предполагает загрузку необходимого документа на компьютер пользователя. Здесь мы видим экономию ресурсов системы и времени пользователя: чем просматривать и загружать на свой компьютер необходимый документ, нагружая при этом ИС и растрачивая свое время попусту, пользователь выбирает необходимую информацию и загружает ее.

Нужно также учитывать тот факт, что на каждом уровне системы, так как это физические уровни, математическое ожидание, дисперсия и соответственно производительность и надежность будут разными для каждого уровня системы. Но итоговая, общая производительность будет объединением производительностей всех уровней системы, т.к. их использование будет неоднородным. Как и в нашем примере, пользователь тратит, положим, 80% своего времени на поиск информации в системе и 20% на ее загрузку.

Теорией информации называется наука, изучающая количественные закономерности, связанные с получением, передачей, обработкой и хранением информации. Возникнув в 40-х годах нашего века из практических задач теории связи, теория информации в настоящее время становится необходимым математическим аппаратом при изучении всевозможных процессов управления.

Черты случайности, присущие процессам передачи информации, заставляют обратиться при изучении этих процессов к вероятностным методам. При этом не удается ограничиться классическими методами теории вероятностей, и возникает необходимость в создании новых вероятностных категорий. Поэтому теория информации представляет собой не просто прикладную науку, в которой применяются вероятностные методы исследования, а должна рассматриваться как раздел теории вероятностей.

Получение, обработка, передача и хранение различного рода информации — непременное условие работы любой управляющей системы. В этом процессе всегда происходит обмен информацией между различными звеньями системы. Простейший случай — передача информации от управляющего устройства к исполнительному органу (передача команд). Более сложный случай — замкнутый контур управления, в котором информация о результатах выполнения команд передается управляющему устройству с помощью так называемой «обратной связи».

Любая информация, для того чтобы быть переданной, должна быть соответственным образом «закодирована», т.е. переведена на язык специальных символов или сигналов. Сигналами, передающими информацию, могут быть электрические импульсы, световые или звуковые колебания, механические перемещения и т.д.

Одной из задач теории информации является отыскание наиболее экономных методов кодирования, позволяющих передать заданную информацию с помощью минимального количества символов. Эта задача решается как при отсутствии, так и при наличии искажений (помех) в канале связи.

Другая типичная задача теории информации ставится следующим образом: имеется источник информации (передатчик), непрерывно вырабатывающий информацию, и канал связи, по которому эта информация передается в другую инстанцию (приемник). Какова должна быть пропускная способность канала связи для того, чтобы канал «справлялся» со своей задачей, т.е. передавал всю поступающую информацию без задержек и искажений?

Ряд задач теории информации относится к определению объема запоминающих устройств, предназначенных для хранения информации, к способам ввода информации в эти запоминающие устройства и вывода ее для непосредственного использования.

Чтобы решать подобные задачи, нужно прежде всего научиться измерять количественно объем передаваемой или хранимой информации, пропускную способность каналов связи и их чувствительность к помехам (искажениям). Основные понятия теории информации, излагаемые в настоящей главе, позволяют дать количественное описание процессов передачи информации и наметить некоторые математические закономерности, относящиеся к этим процессам.

Дата добавления: 2014-12-27