Глава 1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ЦИФРОВЫХ АВТОМАТОВ

1.1. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ

Понятие информации является важнейшим для современной науки и относится к наиболее общим понятиям. Она является средством общения между людьми, характеризует производственные процессы, оценивает состояние анализируемых объектов.

Кибернетика, вычислительная техника и все области их применения оперируют этим понятием, которое для них — и сырье, и продукты производства. Цифровой автомат можно определить как преобразователь информации. Все процессы в ЭВМ, вычислительных комплексах и системах связаны с преобразованием, хранением и передачей информации. Что же такое информация? До сих пор нет единого мнения о понятии — информация.

Понятие информации можно дать только на интуитивном уровне. Считается, что информация содержится в данных, понимая под последними идеи и факты, представленные в формализованном виде. В зависимости от меры использования собственно информации, подходу к ее оценке, методов ее обработки мы можем определить следующее понятие информации: информация есть прирост знаний по принципу «раньше не знали, теперь знаем», связанный с объемом информации и неожиданностью ее появления. Чем меньше вероятно событие, тем больше информации несет сообщение об этом событии. Кроме этого, следует учитывать «заинтересованность» приемника информации в получении большого объема информации об источнике. Так, например, получение информации цифровым автоматом о том, что объект управления находится в рабочем состоянии, не повлияет на его работу, а информация о том, что объект работает, но не выполняет свои функции, определит действия регулирующего устройства.

Иной пример. Пусть существует идея создания некоторого прибора. Если эту идею формализовать, то описание прибора должно содержать точные однозначные данные, которые будут содержать необходимую и достаточную информацию для его проектирования. Однако не все данные несут в себе информацию, поскольку для пользователей эти данные могут содержать информацию, которая может трактоваться по-разному.

Так, услышав звонок, преподаватель получает информацию об окончании лекции. Звонок — это сигнал, содержащий, например, для студентов и преподавателей информацию о начале или окончании лекции. Для любого другого, не связанного с лекциями, именно этот звонок не несет информацию о начале или окончании лекции, т. е. это просто звонок.

С наиболее общей точки зрения процесс получения информации есть не что иное, как процесс снятия неопределенности в результате того, что из некоторой совокупности возможных в данной конкретной ситуации явлений выделяется явление, фактически имевшее место [36].

Передача информации как процесс передачи знаний должна быть однозначной, т. е. восприниматься всеми одинаково, что можно обеспечить, представляя ее каким-либо набором знаков (букв, цифр, звуков, изображений, специальных символов) или функциями физических величин, которые могут быть представлены в единицах измерений цифровых или аналоговых сигналов.

Информация передается от источника к приемнику в виде сообщений, которые кроме знакового изображения информации (букв, цифр и т. д.) содержат и семантику, расшифровывающую ее смысл для приемника, Таким образом, сообщение есть информация плюс семантика.

При автоматизации процесса обработки информации собственно в ЭВМ (цифровом автомате) можно отказаться от семантики.

Одним из важнейших вопросов теории информации является установление меры количества и качества информации.