Слайд 1ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Карякин Юрий Евгеньевич
Слайд 3Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их
параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень
неопределенности, неполноты знаний.
Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в информацию.
Слайд 4При работе с информацией всегда имеется ее источник и потребитель
(получатель). Пути и процессы, обеспечивающие передачу сообщений от источника информации
к ее потребителю, называются информационными коммуникациями.
Адекватность информации — это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению и т.п.
Слайд 5ФОРМЫ АДЕКВАТНОСТИ ИНФОРМАЦИИ
Слайд 6Синтаксическая адекватность.
Она отображает формально-структурные характеристики информации и не затрагивает
ее смыслового содержания. На синтаксическом уровне учитываются тип носителя и
способ представления информации, скорость передачи и обработки, размеры кодов представления информации, надежность и точность преобразования этих кодов и т.п. Информацию, рассматриваемую только с синтаксических позиций, обычно называют данными, так как при этом не имеет значения, смысловая сторона. Эта форма способствует восприятию внешних структурных характеристик. Т.е. синтаксической стороны информации.
Слайд 7Семантическая (смысловая) адекватность.
Эта форма определяет степень соответствия образа объекта
и самого объекта. Семантический аспект предполагает учет смыслового содержания информации.
На этом уровне анализируются те сведения, которые отражает информация, рассматриваются смысловые связи. В информатике устанавливаются смысловые связи между кодами представления информации. Эта форма служит для формирования понятий и представлений, выявления смысла, содержания информации и ее обобщения.
Слайд 8Прагматическая (потребительская) адекватность.
Она отражает отношение информации и ее потребителя,
соответствие информации цели управления, которая на ее основе реализуется. Проявляются
прагматические свойства информации только при наличии единства информации (объекта), пользователя и цели управления. Прагматический аспект рассмотрения связан с ценностью, полезностью использования информации при выработке потребителем решения для достижения своей цели. С этой точки зрения анализируются потребительские свойства информации. Эта форма адекватности непосредственно связана с практическим использованием информации, с соответствием ее целевой функции деятельности системы.
Слайд 10Классификация мер
Для измерения информации вводятся два параметра: количество информации I
и объем данных VД.
Эти параметры имеют разные выражения и интерпретацию
в зависимости от рассматриваемой формы адекватности.
Каждой форме адекватности соответствует своя мера количества информации и объема данных
Слайд 13Эта мера количества информации оперирует с обезличенной информацией, не выражающей
смыслового отношения к объекту.
Объем данных VД в сообщении измеряется количеством
символов (разрядов)» этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения данных.
Количество информации / на синтаксическом уровне невозможно определить без рассмотрения понятия неопределенности состояния системы (энтропии системы).
Слайд 14Пусть до получения информации потребитель имеет некоторые предварительные (априорные) сведения
о системе . Мерой его неосведомленности о системе является функция
H().
После получения некоторого сообщения получатель приобрел некоторую дополнительную информацию I(), уменьшившую его априорную неосведомленность так, что апостериорная (после получения сообщения ) неопределенность состояния системы стала H().
Тогда количество информации I() о системе, полученной в сообщении Р, определится как
I()= H() – H(),
т.е. количество информации измеряется изменением (уменьшением) неопределенности состояния системы.
Слайд 15Если конечная неопределенность H() обратится в нуль, то первоначальное неполное
знание заменится полным знанием и количество информации I()= H(). Иными
словами, энтропия системы H() может рассматриваться как мера недостающей информации.
Энтропия системы H(), имеющая N возможных состояний, согласно формуле Шеннона, равна:
где Pi — вероятность того, что система находится в i-м состоянии.
Слайд 16Для случая, когда все состояния системы равновероятны, т.е. их вероятности
равны, ее энтропия определяется соотношением
Часто информация кодируется числовыми кодами в
той или иной системе счисления, особенно это актуально при представлении информации в компьютере. Естественно, что одно и то же количество разрядов в разных системах счисления может передать разное число состояний отображаемого объекта, что можно представить в виде соотношения
N=mn,
где N — число всевозможных отображаемых состояний;
т — основание системы счисления (разнообразие символов, применяемых в алфавите);
n — число разрядов (символов) в сообщении.
Слайд 17Наиболее часто используются двоичные и десятичные логарифмы. Единицами измерения в
этих случаях будут соответственно бит и дит.
Коэффициент (степень) информативности (лаконичность)
сообщения определяется отношением количества информации к объему данных, т.е.
С увеличением Y уменьшаются объемы работы по преобразованию информации (данных) в системе. Поэтому стремятся к повышению информативности, для чего разрабатываются специальные методы оптимального кодирования информации.
Слайд 19Тезаурус — это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.
В
зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации S и тезаурусом
пользователя Sp изменяется количество семантической информации IC, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус.
Слайд 20Рассмотрим два предельных случая, когда количество семантической информации IC равно
0:
при Sp 0 пользователь не воспринимает, не понимает
поступающую информацию;
при Sp пользователь все знает, и поступающая информация ему не нужна.
Максимальное количество семантической информации IC потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом Sp (Sp = Sp opt), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения.
Слайд 21Относительной мерой количества семантической информации может служить коэффициент содержательности C,
который определяется как отношение количества семантической информации к ее объему:
Слайд 23В экономической системе прагматические свойства (ценность) информации можно определить приростом
экономического эффекта функционирования, достигнутым благодаря использованию этой информации для управления
системой:
In() = П(/) – П(),
где
In() — ценность информационного сообщения для системы управления ,
П(),— априорный ожидаемый экономический эффект функционирования системы управления у,
П(/) — ожидаемый эффект функционирования системы у при условии, что для управления будет использована информация, содержащаяся в сообщении .
Слайд 25Возможность и эффективность использования информации обусловливаются такими основными ее потребительскими
показателями качества, как
репрезентативность,
содержательность,
достаточность,
доступность,
актуальность,
своевременность,
точность,
достоверность,
устойчивость.
Слайд 26Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования в
целях адекватного отражения свойств объекта. Важнейшее значение здесь имеют:
правильность
концепции, на базе которой сформулировано исходное понятие;
обоснованность отбора существенных признаков и связей отображаемого явления.
Нарушение репрезентативности информации приводит нередко к существенным ее погрешностям.
Содержательность информации отражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информации в сообщении к объему обрабатываемых данных, т.е. с увеличением содержательности информации растет семантическая пропускная способность информационной системы, так как для получения одних и тех же сведений требуется преобразовать меньший объем данных.
Слайд 27Наряду с коэффициентом содержательности С, отражающим семантический аспект, можно использовать
и коэффициент информативности, характеризующийся отношением количества синтаксической информации (по Шеннону)
к объему данных.
Достаточность (полнота) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения состав (набор показателей). Понятие полноты информации связано с ее смысловым содержанием (семантикой) и прагматикой. Как неполная, т.е. недостаточная для принятия правильного решения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений.
Слайд 28Доступность информации восприятию пользователя обеспечивается выполнением соответствующих процедур ее получения
и преобразования. Например, в информационной системе информация преобразовывается к доступной
и удобной для восприятия пользователя форме. Это достигается, в частности, и путем согласования ее семантической формы с тезаурусом пользователя.
Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации для управления в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.
Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованного с временем решения поставленной задачи.
Слайд 29Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию
объекта, процесса, явления и т.п.
Для информации, отображаемой цифровым кодом,
известны четыре классификационных понятия точности:
формальная точность, измеряемая значением единицы младшего разряда числа;
реальная точность, определяемая значением единицы последнего разряда числа, верность которого гарантируется;
максимальная точность, которую можно получить в конкретных условиях функционирования системы;
необходимая точность, определяемая функциональным назначением показателя.
Слайд 30Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с
необходимой точностью.
Измеряется достоверность информации доверительной вероятностью необходимой точности, т.е.
вероятностью того, что отображаемое информацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.
Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности.
Устойчивость информации, как и репрезентативность, обусловлена выбранной методикой ее отбора и формирования.
Слайд 31В заключение следует отметить, что такие параметры качества информации, как
репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, устойчивость, целиком определяются на методическом уровне
разработки информационных систем.
Параметры актуальности, своевременности, точности и достоверности обусловливаются в большей степени также на методическом уровне, однако на их величину существенно влияет и характер функционирования системы, в первую очередь ее надежность.
При этом параметры актуальности и точности жестко связаны соответственно с параметрами своевременности и достоверности.