Неважно какая наука начинается со серьезных определений применяемых ею понятий и определений. Потому было бы полностью разумным начать изложение основ теории инфы конкретно с ее четкого определения. Найти какое-либо понятие — означает выразить его через другие понятия, уже определенные ранее. Сложность ситуации, но, в том, что информация является одной из начальных категорий мироздания, и, как следует, определение «информации вообще» нереально свести к каким-то более обычным, более «исходным» терминам. Что касается личных трактовок понятия «информация», то необходимо подчеркнуть существенное их расхождение в разных научных дисциплинах, в технике и на бытовом уровне. Такое положение не следует считать каким-то необыкновенным — можно привести много подобных примеров, когда термин имеет и употребляется во огромном количестве значений: движение, энергия, система, связь, язык и пр. Неоднозначность преодолевается тем, что в каждой «узкой» дисциплине дается свое определение термина — его следует считать личным — и конкретно оно употребляется. Но это, непременно, не дает основания переносить такое определение и использовать его вне рамок данной дисциплины. К примеру, в теоретической механике «связь» определяется как некоторое наружное воздействие, ограничивающее способности перемещения (степени свободы) тела; нет смысла такую трактовку пробовать использовать, скажем, в телеграфии либо соц науках.

Подобна ситуация и с термином «информация»: на бытовом уровне и в почти всех научных дисциплинах он ассоциируется с понятиями сведения, познания, данные, весть, сообщение, управление и др. Общим во всех перечисленных примерах будет то, в их значимым и весомым для использования является содержательная сторона информации — с позиций «здравого смысла. Это представляется полностью естественным. Но оценка смысла и ценности одной и той же информации разными людьми, вообщем говоря, будет различной; беспристрастная количественная мера смысловой стороны информации отсутствует. С другой стороны, можно привести примеры ситуаций, когда семантическая база информации роли не играет, поточнее, она принимается в виде атрибута (характеристики, свойства) информации, который не должен изменяться, а для этого следует обеспечить неизменность вещественного представления информации. По этой причине в ряде теоретических, технических и даже организационных приложений можно просто сосредоточиться на задачке обеспечения неизменности информации в процессах, с ней связанных (сначала, это передача и хранение), также поиске лучших критерий воплощения этих процессов безотносительно содержания самой информации. К примеру, задачка библиотеки — обеспечить хранение, учет и доступ читателей к хоть каким имеющимся в фонде книжкам, независимо от их содержания; деяния библиотекарей сводятся к тому, чтоб по формальным признакам — кодам, фамилии создателя, наименованию — найти подходящую книжку и выдать читателю; при всем этом содержание, полезность, новизну, значимость и т.п. книжки оценивает конкретно читатель (т.е. лицо, использующее информацию), а не тот, кто ее хранит.

Отделив информацию от ее семантической базы, получаем возможность выстроить определение информации и параллельно ввести ее беспристрастную количественную меру. Будет применен метод определения, который именуется операционным и который состоит в описании способа измерения либо нахождения значения определяемой величины — такому методу отдается предпочтение в научном знании, так как он обеспечивается однозначность и объективность, чего тяжело достигнуть для категорий, не имеющих меры (к примеру, попытайтесь найти понятие «доброта»). Открытие такового метода определения информации является одной из основных наград теории информации.

Операционное определение информации будет нами рассмотрено в гл. 2, так как оно просит освоения ряда предыдущих и сопутствующих понятий. Пока же обсудим особенность, которой обладает неважно какая информация, — это то, что информация -категория нематериальная. Как следует, для существования и распространения в вещественном мире она должна быть непременно связана с какой-нибудь вещественной основой — без нее информация не может проявиться, передаваться и сохраняться, к примеру, восприниматься и запоминаться нами.

Введем определение:

Вещественный объект либо среду, которые служат для представления либо передачи информации, будем именовать ее вещественным носителем.

Вещественным носителем информации может быть бумага, воздух, лазерный диск, электрическое поле и пр. При всем этом хранение информации связано с некой чертой носителя, которая не изменяется со временем, к примеру намагниченные области поверхности диска либо буковка на бумаге, а передача информации — напротив, с чертой, которая меняется со временем, к примеру амплитуда колебаний звуковой волны либо напряжение в проводах. Другими словами, хранение информации связано с фиксацией состояния носителя, а распространение — с процессом, который протекает в носителе. Состояния и процессы могут иметь физическую, хим, биологическую либо иную базу — главное, что они вещественны.

Но не с хоть каким процессом можно связать информацию. А именно, стационарный процесс, т.е. процесс с постоянными в течение времени чертами, информацию не переносит. Примером может служить неизменный электронный ток, ровненькое горение лампы, либо равномерный рокот — они содержат только ту информацию, что процесс идет, т.е. что-то работает. Другое дело, если будем лампу включать и выключать, т.е. изменять ее яркость, — чередованием вспышек и пауз можно представить и передать информацию (к примеру, средством азбуки Морзе). Таким образом, для передачи нужен нестационарный процесс, т.е. процесс, свойства которого могут изменяться; при всем этом информация связывается не с существованием процесса, а конкретно с конфигурацией какой-нибудь его свойства.

Изменение свойства носителя, которое употребляется для представления информации, именуется сигналом, а значение этой свойства,.отнесенное к некой шкале измерений, именуется параметром сигнала.

В табл. 1.1 приведены примеры процессов, применяемых для передачи информации, и связанных с ними сигналов.

Таблица 1.1.

Но одиночный сигнал, как увидим в предстоящем, не может содержать много инфы. Потому для передачи информации употребляется ряд последующих вереницей сигналов.

Последовательность сигналов именуется сообщением.

Таким образом, от источника к приемнику информация передается в виде сообщений. Можно сказать, что сообщение выступает в качестве вещественной оболочки для представления информации при передаче. Как следует, сообщение служит переносчиком информации, а информация является содержанием сообщения.

Соответствие меж сообщением и содержащейся в нем информацией именуется правилом интерпретации сообщения.

Это соответствие может быть конкретным и разноплановым. В первом случае сообщение имеет только одно правило интерпретации. К примеру, по последовательности точек, тире и пауз в азбуке Морзе совершенно точно восстанавливается переданная буковка. Неоднозначность соответствия меж сообщением и информацией вероятна в 2-ух вариантах:

  • одна и та же информация может передаваться разными сообщениями (к примеру, прогноз погоды может быть получен по радио, из газеты, по телефону и пр.);
  • одно и то же сообщение может содержать различную информацию для различных приемников (примером может служить передача в 1936 г. по радио фразы «Над всей Испанией светлое небо», которое для непосвященных людей имело смысл прогноза погоды, а для знакомых с правилом интерпретации — сигналом к началу военных действий).

Обсудим последующее начальное понятие — информационный процесс. Вообщем термин «процесс» применяется в тех случаях, когда некое качество, характеризующее систему либо объект, изменяется со временем в итоге наружных воздействий либо каких-либо внутренних обстоятельств. Какие атрибуты могут изменяться со временем у нематериальной информации? Разумеется, только ее содержание и вещественная оболочка, средством которого информация представлена, т.е. сообщение. В связи с этим примем последующее определение:

Информационный процесс — это изменение со временем содержания информации либо представляющего его сообщения.

Разных видов информационных процессов оказывается малость:

  • порождение (создание) новейшей информации;
  • преобразование информации (т.е. порождение новейшей информации в итоге обработки имеющейся);
  • ликвидирование информации;
  • передача информации (распространение в пространстве).

По сути все перечисленные действия происходят не конкретно с самой информацией, а с сообщением, т.е. ее вещественной оболочкой. И с этих позиций вероятны только два типа процессов: изменение сообщения с сохранением содержащейся в нем информации и изменение сообщения, сопровождающееся преобразованием информации. К процессам первого типа относятся передача информации без утрат и обратимая перекодировка; к процессам второго типа — создание-уничтожение, необратимая перекодировка, передача с потерями, обработка с возникновением новейшей информации.

Раздельно следует тормознуть на хранении информации. Как уже было сказано, хранение связывается с фиксацией параметра вещественного носителя, который дальше со временем не изменяется. Как следует, запись информации на носитель (конкретно момент фиксации параметра) и ее следующее считывание подпадают под определение информационного процесса, но само хранение — нет. Хранение следовало бы именовать информационным состоянием, но, такое понятие в информатике не употребляется.

С передачей информации связана еще одна пара начальных сопряженных понятий — источник и приемник информации.

Источник информации — это субъект либо объект, порождающий информацию и представляющий ее в виде сообщения.

Приемник информации — это субъект либо объект, принимающий сообщение и способный верно его интерпретировать.

В этих определениях сочетание «субъект либо объект» значит, что источники и приемники информации могут быть одушевленными (человек, животные) либо неодушевленными (технические устройства, природные явления). Для того чтоб объект (либо субъект) числился источником информации, он должен не только лишь ее породить, да и иметь возможность инициировать некий нестационарный процесс и связать информацию с его параметрами, т.е. сделать сообщение. К примеру, если человек что-то выдумал, но держит это в собственном мозге, он не является источником информации; но он им становится, как свою идею изложит на бумаге (в виде текста, рисунка, схемы и пр.) либо выскажет словами.

В определении приемника информации принципиальным представляется то, что факт приема сообщения еще не значит получение информации; информация может считаться приобретенной исключительно в том случае, если приемнику понятно правило интерпретации сообщения. Другими словами, понятия «приемник сообщения» и «приемник информации» не тождественны. К примеру, слыша речь на незнакомом языке, человек оказывается приемником сообщения, но не приемником информации.

Для связи с наружным миром у человека, как понятно, имеются 5 органов эмоций. Как следует, принимать сообщение можно только средством 1-го из их (либо группой органов). Это не значит, но, что человек не может использовать для передачи и приема информации какие-то другие процессы, им не воспринимаемые, к примеру радиоволны. В данном случае человек-источник употребляет промежуточное устройство, модифицирующее его сообщение в радиоволны — радиопередатчик, а человек-приемник — другое промежуточное устройство — радиоприемник, модифицирующий радиоволны в звук. Таковой подход приметным образом расширяет способности человека в осуществлении передачи и приема информации.

Промежуточные устройства-преобразователи получили заглавие технические средства связи, а в совокупность с соединяющей их средой они именуются линией связи. К ним относятся телеграф, телефон, радио и телевидение, компьютерные телекоммуникации и пр. При использовании таких средств появляется необходимость преобразования сообщения из 1-го вида в другой без значимой для получателя утраты информации, также увязки скорости передачи сообщения (т.е. интервала следования и величины отдельных сигналов) с способностями полосы связи и приемника. Обе эти трудности оказываются центральными в теории информации.