Основы теории информации. Информация.

По современным представлениям информация является одной из исходных категорий мироздания наряду с материей и энергией. Эти категории взаимосвязаны между собой; усмотреть такие связи можно как в природных явлениях, так и в явлениях и процессах, порожденных человеком.

Примерами природных явлений, в которых проявляются связи между материей, энергией и информацией, могут служить:

• фазовый переход из кристаллического состояния твердого тела в жидкое – в нем, наряду с материальными преобразованиями и энергетическими затратами, происходит и потеря информации относительно расположения атомов (сопровождаемая ростом энтропии);

• условные и безусловные рефлексы – это информация, которая появилась и сохраняется в мозге животного благодаря материальным и энергетическим воздействиям внешней среды.

Примерами связей материя - энергия - информация в обществе людей являются:

• любое производство, включающее материальную составляющую (исходные материалы), энергетические ресурсы, необходимые для преобразования материальных объектов, а также информационное обеспечение в виде описания технологий, различной документации и пр.;

• подготовка новых членов общества - образование - информационный процесс, требующий как материального, так и энергетического обеспечения;

• управление в любой сфере состоит в выработке решений на основе имеющейся информации, которые могут иметь конкретные материальные и энергетические проявления, например падение с велосипеда или отключение электроэнергии.

Экскурс в историю.

Для характеристики информационного обеспечения исторических эпох выделим несколько параметров:

• организация передачи информации в пространстве, т.е. распространение информации с целью обеспечения доступа к ней людей (потребителей), удаленных друг от друга, в относительно небольшой временной интервал;

• организация передачи информации во времени, т.е. накопление и хранение информации в интересах будущих потребителей;

• организация обработки информации, т.е. преобразование имеющейся информации с целью ее использования для решения задач практики - управления, обучения, создания новой информации (наука и искусство) и пр.

I информационный барьер

I-й информационный барьер был преодолен приблизительно в V тысячелетии до н.э. До того времени единственным хранилищем информации был мозг человека.

Передача информации была связана с механическим перемещением самого человека, и, следовательно, скорость передачи была весьма низкой, а передача ненадежной. Обработка информации также производилась человеком. Противоречие состояло в том, что человечеству требовалась возможность сохранять во времени опыт и знания, накопленные предыдущими поколениями с тем, чтобы они могли быть переданы поколениям последующим. Барьер был преодолен благодаря появлению письменности.

Носителями информации стали камни, глиняные таблички, папирус, пергамент, береста, материя; позднее (во II веке н.э.) появилась бумага.

II информационный барьер сформировался к XV в. из-за того, что в связи с развитием производства - появлением цехов, мануфактур - возникла потребность в большом числе образованных людей, способных этим производством управлять.

Противоречие состояло в том, что количество источников информации - рукописей, рукописных книг - не могло обеспечить обучение большого количества людей. Изобретение книгопечатания (т.е. тиражирования информации) в Европе в XV в. И. Гутенбергом и в XVI в. И. Федоровым позволило преодолеть данное противоречие. В то время скорость передачи информации определялась скоростью механического перемещения ее бумажного носителя. Обработка производилась человеком. Поскольку основным носителем информации являлась бумага, и именно этим определялись технологии накопления и распространения информации, по определению В. М. Глушкова это состояние можно назвать бумажной информатикой.

К началу XX в. ситуация изменилась, в первую очередь в отношении скорости распространения информации: сначала появилась почта; в XIX в. - телеграф, затем телефон; в 1905 г.- радио; в 1920-1930-е годы - телевидение. В результате этих изобретений информация практически мгновенно могла быть доставлена в любую точку земного шара. Появились и новые устройства, обеспечивавшие иные (по сравнению с бумагой) принципы записи информации для хранения - фотография, затем кино, затем магнитная запись. Без существенных изменений оставалась лишь ситуация, связанная с переработкой информации, - эту функцию по-прежнему выполнял только человек.

К III-му информационному барьеру человечество подошло во второй половине XX столетия, когда общие объемы информации, которыми оно располагало, выросли настолько, что суммарной пропускной способности человеческого мозга оказалось недостаточно для ее переработки.

Прогресс человечества стал зависеть от того, удастся ли решить проблему автоматизации обработки информации. Варианты решения появились в 1945-46 гг., когда:

• американские инженеры П. Экерт и Дж. Моучли построили первую цифровую вычислительную машину «ЭНИАК»,

• математик Дж. фон Нейман описал принципы работы автоматических вычислительных устройств,

• в 1948 г. К. Шеннон опубликовал знаменитую работу «Математическая теория связи», где изложил математические принципы кодирования и передачи информации, а также предложил метод объективного измерения количества информации -

именно эти идеи и составили основу новой науки - информатики.

Норберт Винер – один из соавторов основ современной теории информации.

Главный вклад Норберта Винера в историю мировой науки – его исследование возможностей перенесения принципов поведения животных в систему обучения механизмов, поэтому его называют отцом кибернетики – науки, постулаты которой позволяют сконструировать искусственный интеллект и управлять им.

Кибернетика – наука об управлении, связах и обработке информации в технике, живых организмах и человеческом обществе.