Розділ 1 елементи теорії інформації

1.1 Поняття інформації. Форми інформації

Інформація виникає в тих випадках, коли встановлюються деякі загальні властивості предметів чи явищ, з’являються нові знання. Передаванням та обробленням інформації людство займається з прадавніх часів. Малюнки стародавніх людей, намагання створення мови та писемності, розшифровування слідів, звукова та світлова сигналізація – це приклади операцій зберігання, передавання та оброблення інформації [1-1]. Але предметом вивчення інформація стала порівняно недавно, і зараз існує ряд визначень поняття “інформація”.

П рийнято вважати, що інформація – це відомості, які є об’єктом зберігання, передавання та перетворення. Доцільно зауважити, що інформація не виникає сама по собі, створення інформації пов’язують з джерелом інформації (джерелом повідомлень), яке характеризують деякою структурою та відповідно до складності джерела – певною кількістю станів. Формою представлення інформації є повідомлення. Кожен з можливих станів джерела відтворюється відповідним повідомленням. У матеріально-енергетичній формі інформація завжди проявляється у вигляді сигналів. Взаємозв’язок понять, які використовують стосовно терміну «інформація», ілюструє рис. 1.1.

Норберт Вінер відмічав: “ Інформація – це інформація, а не матерія і не енергія ”. Вірне по суті ствердження Н. Вінера породило ствердження про відсутність будь-якого зв’язку між матерією та інформацією.

Проте, коли має місце взаємодія матеріальних об’єктів, у кожному з них виникають зміни, що відображають властивості інших об’єктів. Глибина змін залежить від властивостей об’єктів, що взаємодіють, від здатності одного об’єкта до відображення властивостей іншого. Спостерігаючи зміни, що виникають у одному об’єкті, можна більшою чи меншою мірою судити про властивості інших. Це означає, що один об’єкт несе деяку інформацію про інші. В усіх матеріальних системах отримання інформації про об’єкти, процеси тощо пов’язано зі взаємодією з ними, з відображенням властивостей процесів та матеріальних об’єктів згідно з характеристиками і властивостями органів взаємодії. Це дає підставу характеризувати інформацію як суть, зміст відображення [1-4].

Під інформацією розуміють суттєві, визначальні характеристики процесів та об’єктів, виділену суть явищ матеріального світу. Поняття “інформація” передбачає абстрагування від багатьох властивостей реальних подій та об’єктів [1-20], причому межі абстрагування – умовні та визначаються специфікою вирішуваних задач.

У матеріально-енергетичній формі інформація завжди проявляється у вигляді сигналів.

Первинним та неподільним елементом інформації слід вважати подвійну подію, тобто ствердження чи заперечення, наявність чи відсутність. Подвійну подію умовно представляють одиницею чи нулем, імпульсом чи паузою. Згідно [1-16 ] подія не має геометричних розмірів, її представляють точкою.

Множину подій, упорядковану в одному вимірі, називають величиною. Прийняття величиною одного зі значень множини є подія.

Я кщо множина має скінченну кількість значень, то вона є дискретною. Якщо число значень нескінченне, то величина є неперервною. Геометричну величину представляють лінією (рис. 1.2).

Якщо існує відповідність між величиною та іншою величиною, між величиною та простором або величиною та часом, то мова йдеться про функції X₁(X₂), X(N) або X(T). За цих умов геометричну функцію можна представити як поле подій. Розрізняють функції з неперервним та дискретним аргументом.

Комплекс інформації X(T, N) являє собою відповідність між величиною, з одного боку, та часом і простором – з іншого. Геометрично комплекс інформації представляють тривимірним полем подій.

Інформацію описують моделями з різною вимірністю. Подія являє собою нуль-вимірну інформацію, величина – одновимірну, функція – двовимірну. Слідуючи таким шляхом далі, можна уявити чотиривимірну, ..., n-вимірну інформацію. Багатовимірна інформація моделюється багатовимірним простором¹⁾.