Информация согласованная по семантической форме с тезаурусом. Семантическая информация

1.4.2.2 Семантическая мера информации

Семантика – наука о смысле, содержании информации.

Для измерения смыслового содержания информации, т. е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, связывающая семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертеж, радиопередача и т. п.) может содержать разное количество информации для разных людей в зависимости от их предшествующих знаний, уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

Для измерения количества семантической информации используется понятие "тезаурус пользователя", т. е. совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

В зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации S и тезаурусом пользователя S p изменяется количество семантической информации I c , воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус. Характер такой зависимости показан на рисунке 1. 2.

Рис. 1. 2. Зависимость количества семантической информации, воспринимаемой потребителем, от его тезауруса I C = f(S p)

Рассмотрим два предельных случая, когда количество семантической информации I C равно 0:

При пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию;

При пользователь все знает и поступающая информация ему не нужна.

Максимальное количество семантической информации потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом (), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее неизвестные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения.

Следовательно, количество семантической информации и новых знаний в сообщении, получаемое пользователем, является величиной относительной.

Относительной мерой количества семантической информации может служить коэффициент содержательности С, определяемый как отношение количества семантической информации к ее объему:

1.4.2.3 Прагматическая мера информации

Эта мера определяет полезность информации (ценность) для достижения пользователем поставленной цели. Это величина относительная, обусловленная особенностями использования информации в той или иной системе. Ценность информации целесообразно измерять в тех же самых единицах (или близких к ним), в которых измеряется целевая функция.

Введенные меры информации представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 Единицы измерения информации и примеры

Мера информации	Единицы измерения	Примеры (для компьютерной области)
Синтаксическая: шенноновский подход компьютерный подход	Степень уменьшения неопределенности Единицы представления информации	Вероятность события Бит, байт, кбайт и т. д.
Семантическая	Тезаурус Экономические показатели	Пакет прикладных программ, персональный компьютер, компьютерные сети и т. д. Рентабельность, производительность, коэффициент амортизации и т. д.
Прагматическая	Ценность использования	Емкость памяти, производительность компьютера, скорость передачи данных и т. д.; денежное выражение; время обработки информации и принятия решений

1.4.3 Качество информации

Получая какую-либо информацию, человек пытается ее осмыслить и оценить: Что в ней нового? Насколько она ему важна? Правдива ли она? Может возникнуть множество вопросов относительно полученной информации. Как же правильно ее оценить? Оказывается, любая информация должна обладать рядом свойств. Только определив, насколько ваша информация отвечает присущим ей свойствам, можно оценить ее качество. Качество информации – обобщенная положительная характеристика информации, отражающая степень ее полезности для пользователя.

Важнейшие свойства информации: достоверность, полнота, доступность, актуальность, защищенность, ценность, содержательность, своевременность, защищенность.

Одно из свойств информации – достоверность, означающая истинное, объективное отражение действительности. Как известно, каждый человек воспринимает окружающую действительность субъективно, имея свои собственные, отличные от других взгляд и мнение, поэтому передаваемая или получаемая человеком информация не может быть абсолютно объективна. Она лишь может быть максимально приближена к объективной, например прогноз погоды. Существуют различные источники получения информации о предстоящей погоде: собственные наблюдения, сводки погоды, составленные метеослужбами различных ведомств, городов, а также гидрометеорологическими службами целых регионов. Каждая из этих служб имеет свои средства наблюдения и составления прогнозов, учитывает какие-то показатели больше, какие-то меньше. У всех различная точность предсказания погоды.

Точность 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, измеряется значением единицы младшего разряда числа;

Реальная, определяется значением единицы последнего разряда числа, верность которого гарантируется;

Максимальная, ее можно получить в конкретных условиях функционирования системы;

Необходимая, определяется функциональным назначением показателя.

Рассмотрим на примере прогноза погоды свойства информации. Получая сводку погоды, в одних случаях нас интересует температура и влажность воздуха, в других – осадки и направление ветра, в третьих, возможно, нам потребуется полная картина предстоящей погоды. Полнота информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения состав (набор) показателей. Как неполная, т. е. недостаточная для принятия правильного решения, так и избыточная информации снижают эффективность принимаемых пользователем решений.

Также важно, чтобы получаемая информация соответствовала данной ситуации. Например, можно получить полную сводку погоды из достоверного источника, но она окажется ненужной, если будет содержать сведения недельной давности. Иными словами, информация должна быть актуальной, что определяется степенью сохранения ценности информации для управления в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.

Однако достоверная, полная и актуальная информация о погоде на предстоящую неделю может быть записана (или произнесена) в терминах и обозначениях синоптиков, непонятных большинству людей. В этом случае она окажется бесполезной. Значит информация должна быть выражена в таком виде, который был бы понятен получателю данной информации. В этом заключается следующее свойство информации – доступность, которая обеспечивается выполнением соответствующих процедур ее получения и преобразования.

Получая новую информацию, человек решает, нужна ли она для решения какой-то данной проблемы. Одна и та же информация может быть очень важной для одного и быть абсолютно бесполезной для другого. От того, какие задачи можно решить с помощью данной информации, зависит ее ценность. В зависимости от того, какой объем поступивших данных был переработан, определяется содержательность информации, которая отражает семантическую емкость.

С увеличением содержательности информации растет семантическая пропускная способность информационной системы, так как для получения одних и тех же сведений требуется преобразовать меньший объем данных. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка. Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Своевременность информации означает ее поступление в соответствии со временем решения поставленной задачи.

Защищенность – свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения.

По информации не рассматривался смысл (значение) поступающей информации, а в ряде случаев это принципиально, Ю.А. Шрейдер предложил «Семантическую теорию информации».

Так «…результаты анализа или оценки одного и того же произведения литературы или искусства, полученные разными критиками или в разное время, часто не совпадают между собой даже по основным, принципиальным вопросам. Всё это показывает, что восприятие эстетическое не является абсолютным, зависящим лишь от того, что воспринимается, от «информации», заключённой в объекте восприятия, от самого художественного произведения.

Поскольку в процессе восприятия участвует приёмник, воспринимающий эстетическое сообщение, то результаты анализа и оценка сообщения существенно зависят от свойств самого приёмника.

В связи с этим нельзя не сказать о некоторых подходах кибернетики к вопросам эстетического восприятия, которые, в частности, могут способствовать объективной оценке художественного произведения. Естественно, что при такой постановке задачи эти подходы должны учитывать семантическую (смысловую, или содержательную) сторону произведений, а также способность приёмника извлечь из произведения «художественную», эстетическую информацию.

Некоторые аспекты теории информации имеют непосредственное приложение к исследованию восприятия художественных произведений. Так, в последнее время за рубежом и в нашей стране проводятся исследования, связанные с разработкой семантических аспектов теории информации. В общих чертах один из таких аспектов, разрабатываемых Ю. А. Шрейдером , заключается в следующем.

Поскольку информация I, которую получает приёмник из сообщения Т , существенно зависит от свойств самого приемника, вводится в рассмотрение понятие тезауруса θ приёмника.

В словарной практике тезаурусом […] принято называть одноязычный ассоциативный словарь, в котором указаны различные смысловые связи между словами. Тезаурус θ , как и всякий справочник, отражает сведения, накопленные к определённому моменту времени некоторым индивидуумом (приёмником). В частности, он характеризует способность этого индивидуума воспринимать те или другие сообщения.

Информация I , получаемая приёмником, характеризуется как принимаемым сообщением Т , так и степенью изменения тезауруса θ, т. е. I = I (Т, θ).

Иначе говоря, количество информации I (Т, θ), содержащееся в сообщении Т относительно тезауруса θ, характеризуется степенью изменения тезауруса под действием воспринимаемого сообщения.

Очевидно, что из одного и того же сообщения разные приёмники (с разными тезаурусами) извлекают неодинаковую информацию. Вследствие неподготовленности данный тезаурус вообще может не воспринять некоторые (непонятные ему) сообщения. Последние для данного приёмника не несут никакой информации (приемник получил нулевую информацию), и в этом случае его тезаурус не изменился.

Но нулевую информацию приёмник получает также и в случае, если он воспринимает уже известное сообщение. В обоих этих случаях тезаурус приёмника не изменяется и I (Т, θ) = θ .

Таким образом, семантическая теория информации признаёт, что большую роль при восприятии сообщения играет «настройка», «предпрограммирование», подготовленность приёмника.

Поэтому из некоторого данного сообщения примитивный тезаурус информации не извлекает, развитый тезаурус «понимает» сообщение и получает максимальную информацию, а перенасыщенный тезаурус также информации не получает из-за слишком хорошей подготовленности. Так, например, одно и то же «сообщение» - учебник по высшей математике дошкольнику не даёт никакой информации (тезаурус неподготовлен), студенту-математику даёт максимум информации, а профессору-математику опять-таки не даёт никакой информации (тезаурус перенасыщен).

Аналогично и для восприятия художественного произведения (в частности, музыкального) приемник должен обладать некоторым тезаурусом в данном виде искусства. Художественная, или эстетическая, информация, содержащаяся в данном произведении, отлична от нуля лишь для некоторого диапазона тезаурусов…».

Для измерения смыслового содержания информации, т.е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используется понятие тезаурус пользователя.

Тезаурус - это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

В зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации S и тезаурусом пользователя S p изменяется количество семантической информации I c , воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус. Характер такой зависимости показан на рис.2.2. Рассмотрим два предельных случая, когда количество семантической информации I c равно 0:

при S p 0 пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию;

при Sp; пользователь все знает, н поступающая информация ему не нужна.

Рис. 2.2. Зависимость количества семантической информации. воспринимаемой потребителем, от его тезауруса Ic=f(Sp)

Максимальное количество семантической информации I c потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом S p (S p = S p opt), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения.

Следовательно, количество семантической информации в сообщении, количество новых знаний, получаемых пользователем, является величиной относительной. Одно и то же сообщение может иметь смысловое содержание для компетентного пользователя и быть бессмысленным (семантический шум) для пользователя некомпетентного.

При оценке семантического (содержательного) аспекта информации необходимо стремиться к согласованию величин S и S p .

Относительной мерой количества семантической информации может служить коэффициент содержательности С , который определяется как отношение количества семантической информации к ее объему:

Прагматическая мера информации

Эта мера определяет полезность информации (ценность) для достижения пользователем поставленной цели. Эта мера также величина относительная, обусловленная особенностями использования этой информации в той или иной системе. Ценность информации целесообразно измерять в тех же самых единицах (или близких к ним), в которых измеряется целевая функция.

Пример 2.5. В экономической системе прагматические свойства (ценность) информации можно определить приростом экономического эффекта функционирования, достигнутым благодаря использованию этой информации для управления системой:

Inb(g)=П(g /b)-П(g),

где Inb(g) -ценность информационного сообщения b для системы управления g,

П(g) -априорный ожидаемый экономический эффект функционирования системы управления g,

П(g /b) - ожидаемый эффект функционирования системы g при условии, что для управления будет использована информация, содержащаяся в сообщении b.

Для сопоставления введенные меры информации представим в табл.2.1.

Таблица 2.1. Единицы измерения информации и примеры

КАЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ

Возможность и эффективность использования информации обусловливаются такими основными ее потребительскими показателями качества, как репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, актуальность, своевременность, точность, достоверность, устойчивость.

Репрезентативность 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. C=Ic/Vд.

Наряду с коэффициентом содержательности С, отражающим семантический аспект, можно использовать и коэффициент информативности, характеризующийся отношением количества синтаксической информации (по Шеннону) к объему данных Y=I/Vд.

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 принята правильного решения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений.

Доступность 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.

Точность 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.

Достоверность 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.

В 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.

Адекватность информации может выражаться в трех формах: семантической, синтаксической, прагматической.

Синтаксическая адекватность . Она отображает формально-структурные характеристики информации и не затрагивает ее смыслового содержания. Эта форма способствует восприятию внешних структурных характеристик, т.е. синтаксической стороны информации.
Семантическая (смысловая) адекватность . Эта форма определяет степень соответствия образа объекта и самого объекта. Семантический аспект предполагает учет смыслового содержания информации.
Прагматическая (потребительская) адекватность . Она отражает отношение информации и ее потребителя, соответствие информации цели управления, которая на ее основе реализуется. Эта форма адекватности непосредственно связана с практическим использованием информации, с соответствием ее целевой функции деятельности системы.

Качество информации определяется такими показателями, как:

репрезентативность,
содержательность,
достаточность,
доступность,
актуальность,
своевременность,
точность,
достоверность,
устойчивость.

Репрезентативность 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.

С увеличением содержательности информации растет семантическая пропускная способность информационной системы, так как для получения одних и тех же сведений требуется преобразовать меньший объем данных.

Наряду с коэффициентом содержательности С, отражающим семантический аспект, можно использовать и коэффициент информативности, характеризующийся отношением
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 праг-матикой. Как неполная, т.е. недостаточная для принятия правильного решения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений.

Доступность 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.

Точность 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.

Достоверность 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.

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 .

3. Какие существуют меры информации и когда ими надо пользоваться? Синтаксическая мера информации

Семантическая мера информация

Прагматическая мера информации

4.Основные идеи иерархического, фасетного, дескрипторного методов классификации.

5. Понятие системы кодирования информации. Классификация методов. Что представляет собой классификационное, регистрационное кодирование?

6.Сопоставьте назначение системы классификации и системы кодирования.

7.Поясните классификацию информации, циркулирующей в организации. Особенности экономической информации.

8. Понятие системы счисления. Как представляются числа в форме с фиксированной и плавающей запятой?

9. Основные единицы количества машинной информации. Понятие «бит».

10.Каковы структура и назначение кодов ascii? Что такое алгебра логики?

11.Что такое: алгоритм, машинная команда, машинная программа? Какова структура машинной команды? Что такое адрес операнда?

12. Какие основные блоки входят в состав пк? Микропроцессор и его функции.

14. . Каковы назначение и основные характеристики оперативной, постоянной и внешней памяти?

15. Основные блоки персонального компьютера и их значение. Последовательность работы блоков пк при выполнении программы.

16. Какова классификация вычислительных машин? Что такое цифровая вычислительная машина, аналоговая, гибридная?

17. Что представляют собой сервер, рабочая станция, распределенная обработка данных?

18. Понятия «многомашинный вычислительный комплекс» и «компьютерная сеть». Пояснить отличие компьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса.

19. Классификация компьютерных сетей. Глобальная, региональная, локальная вычислительная сети. Основные элементы компьютерной сети.

20. Понятие абонентской системы. Основные компоненты коммуникационной сети.

22. Коммуникационное оборудование локальных сетей: маршрутизаторы, мосты, коммутаторы, модемы.

24. Определение компьютерной сети. Цели объединения. Понятие архитектуры вычислительной сети.

25. Что такое топологии сети и каковы особенности кольцевой, шинной, звездообразной топологии.

26. Назовите основные типы физической передающей среды для лвс. Охарактеризуйте основные методы доступа к передающей среде.

27. Архитектуры обработки удаленных данных: файл-сервер, клиент-сервер.

Семантическая мера информация

Тезаурус - это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

при S p 0 пользователь не воспринимает, не понимает поступающую информацию;

при Sp; пользователь все знает, н поступающая информация ему не нужна.

Рис. 2.2. Зависимость количества семантической информации.воспринимаемой потребителем, от его тезауруса Ic=f(Sp)

Максимальное количество семантической информации I c потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом S p (S p = S p opt), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения.

При оценке семантического (содержательного) аспекта информации необходимо стремиться к согласованию величин S и S p .

Относительной мерой количества семантической информации может служить коэффициент содержательностиС, который определяется как отношение количества семантической информации к ее объему:

Прагматическая мера информации

Синтаксические меры информации. Объем данных в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) принятого алфавита в этом сообщении. Часто информация кодируется числовыми кодами в той или иной системе счисления. Естественно, что одно и то же количество разрядов в разных системах счисления способно передать разное число состояний отображаемого объекта.

Семантическая мера информации. Для измерения смыслового содержания информации, то есть ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера информации, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя воспринимать поступившее сообщение. Прагматическая мера информации Прагматическая мера информации - это полезность информации, ее ценность для пользователя (управления). Эта мера также является величиной относительной, обусловленной особенностями использования информации в той или иной системе управления. Ценность информации целесообразно измерять в тех же самых единицах (или близких к ним), в которых измеряется целевая функция.