«Информатиканың теориялық негіздері» Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
-ДӘРІС. Ақпарат және оның қасиеттері
жүктеу/скачать 0.64 Mb.
|
| 2-ДӘРІС. Ақпарат және оның қасиеттері.
Қарастырылатын сұрақтар: Ақпарат философиялық категория ретінде. Ақпаратты түрлендіру. Хабар ақпаратты жеткізуші. Хабарды сигналдар көмегімен жеткізу. Ақпараттар көзі, ақпарат қабылдаушы және жеткізу каналы. Хабарды дискретизациялау. Ақпаратты өрнектеу формалары. Статикалық. Динамикалық. Кодтау. Декодтау. Ақпаратты өлшеу. Құрылымдық өлшем (геометриялық, комбинаториялық, аддитивтік (Хартли өлшемі)). Статикалық өлшем (энтропия ұғымы, энтропия қасиеттері). Семантикалық өлшем (мазмұндылық, логикалық саны, ақпараттың орындылығы және мәнділігі). Ақпаратты жеткізу. Кедергілерсіз канал арқылы. Кедергілермен канал арқылы. Ақпарат теориясы жеке пән ретінде мына тапсырмаларды шешу барысына туды: бұл берілуге бөгет болу жағдайында берушіден қабылдаушыға ақпараттың сенімді әрі тиімді берілуін қамтамасыздандыру. Бұл нақтылаулырды қажетсінеді. "сенімдіні", бұл ақпарат жоғалу, берілу процесінде болмауы тиіс; қабылдаушы беруші жіберген ақпаратты бұрмалаусыз толығымен алуы тиіс дегенді білдіреді; "тиімдісін" бұл байланыс жолының падаланылым уақыты мейлінше азайтуды талап ететін экономиаклық фактор болғандықтан беру анағұрлым жылдам тәсілмен іске асырылуы тиіс дегенді білдіреді; кедергілер байланыстың кез келген шынайы жолында болады: солайша, жоғарыда қайылған міндетте анық пратикалық бағыттылық болады. Бұл есептерді шешу шартты түрде техникалық және математикалық деп атауғаболатын екі бағытпен жүргізіледі. Техникалық іздеу беру үлкен жылдамдықпен жүруі мүмкін байланыс сызығының практикалық жасалуымен кедергіден қорғанысты немесе олардың әсерін азайтуды қамтамасыздандырумен жылдам және сенімді байланысты қамтамасыздандыратын техникалық қондырғы жасалуымен байланысты. Алайда бұл өңдеулердің негізінде ақпарат берудің қандай да бір нақты сызығына емес, байлыныстың кез келген жолына қолданылатын кейбір ортақ заңдар мен принциптер жатыр. Олар ақпаратты кодтау тәсілдерін, ақапарттың сенімді берілу шарттарын, соңында ақпаратты процесстерді сандап түсіндіріп беруге мүмкіндік беретін шамалары анықтайды. Дәл осы әдістер ақпарат теорисының мағыналы негізін құрайды. Ақпарат теориясы жалпылықтың жоғары кезеңі мен математикалық теория болып табылады. Ол түсіндірілуі үшін ықтыималдық және энтропия ұғымдары қоданылатын кездейсоқ оқиғалар теориясына сүйенеді. Теорияның өз шеңберіне ақпарат ұғымы кіреді және оның өлшемі бит белгіленеді. Ақпарат теорясы басқа теориялар сияқты математикада құрылады: алдымен аксиомалық бастапқы ұғым анықталады, ал сосын олардан талдау жолымен жаңа жағдайлар немесе теориялар дұрыстығы дәлелденеді-осы теория негізін салушылар Клод Шеннон дәл осы жолдармен жүрген. Ақпарат теориясы пайаланылуына мысалдарды информатика, техника, психология, биология, физика, педагогика, лингвистикада және т.б. табуға болады. Алайда басқа кез келген математикалық теория сияқты ақпарат теориясы баяндалған материалдың жүйелерде немесе процесстерде теорияның бастапқы жағдайын қанағаттандырса, сонша практиканы нақты тапсырмаларды шешу үшін қолданылады. Оның басқа жағдайларда олданылмаушылығын теорияның кемшілігіне еш санауға болмайды. Сөз сонымен қата бастапқы терминнің өзі - информация - тек осы теорияда ғана пайдаланылмайтындығы туралы болады; алайда, еер басқа пәндерде оған басқа мағына берілсе, онда ақпарат теориясы оған қолданылумен талап етуге болмайды. Дәл осылай Ньютон механикасы бұл терминнің мағынасының барлық түрінде емес, тек дененің уақыт ағынымен кеңістікте ауыспалылығы қозғалысын суреттейтін теория болып табылады; қозғалыстың басқы түрлері - өсіміктің жетілуі, әлемнің дамуы, қоғамдық ұйымдастырудағы өзгерістер және т.б. Ньютон заңымен түсіндірілмейтіні сөзсіз, бірақ бұл соңғысының мағынасын төмендетпейді. Ақпараттың математикалық ұғымы оның сандық өлшемінің мүмкіндігімен байланысты оның үстіне ақпарат теориясында хабарламадағы ақпарат саны хабарламаны алған соң кездейсоқ оқиғалардың нәтижесі анықталмаушылығы қаншалықты азайғанымен анықталатын кезде энтропиялық тәсіл орнығады. Егер хабарлама бастапқы белгісіздікті бүтіндей алып тастайтын боса, ол оқиға туралы толық ақпарат таратады. Техникалық қосымшаларда қарапайым есептеуде хабарламадағы белгілер саны негізделген ақпарат санын санауды басқа тәсілі қолданылады - мұндай амал көлемдік деген атқа ие болды. Жалпы жағдайда ақпарат санының бұл екі мөлшері сәйкестенбейді, сонымен қатар ақпарат теориясында хабарламада энтропиялық мөлшер қос символдың санынан аспайтыны көрсетіледі. Екі амалда да ақпараттың сандық мөлшері, оның семантикалық негізіне бекітілмейтіндігі бірдей болып шығадаы. Тұрмыстық көзқараста мағынасын жоғалтқан жоғалтқан ақпарат алушы үшін қандай да бір бағасын да жоғалтады әйткенмен ақпарат беруге немесе сақтауға арналған қондырғы берілген ақпарттың мағынасын бағалай алмайды-бұл жағдай басытыс семантиткалық негізіне байланыссыз ақпартың сенімді берілуі және сақталу міндеті болады. Егер пошташы хаттардың мазмұнын бағалап, өз түсінігіне байланысты олардың өайсысын жіберіп, жібермеуі маңызды екекенің шешетін болса, бізге жағдай ұнай қояр ма еді? Байланыс құралы болған пошташы тіпті ішінде қағаздың таза беті болса да мекен – жайына апаруы тиіс. Оған қоса сақтау және беру үшін ақпарттардың сандық сипаты, олардың бағалану әдістері мағыңды болып шығады – оларды ақпарат теоричсы анықтайды. Осылайша, ақпарат теориясы ақпараттың мазмұндық жағын елемеуге болатын практикалық тапсырмаларды шешуге ғана қолданылады. Кез келген ғылым ол пайдаланыланатын ұғымдар мен терминдердің қатаң анықталуынан басталады. Сондықтан ақпарат теориясы негіздерінің мазмұнын дәл нақты анықтамадан бастау әбден қонымды болар еді. Қандай да бір ұғымды анықтау-бұрын анықталған басқа ұғым арқылы жеткізу деген сөз. Ситуацияның қиындығы, әйткенмен ақпарат әлемнің бастапқы категорияларының бірі болып табылып, сондықтан “жалпы ақпарат” анықтамасын неғұрлым қарапайым, әлдеқайда бұрынғы терминмен өиюластыру мүмкін емес болатындығында. “Информация” ұғымының жеке түсіндірілуіне қатысты айтар болсақ, онда әртүрлі ғылыми пәндерде, техникада және тұрмыстық деңгейде олардың едәуір айырмашылықтарын айта кеткен жөн. Мұндай жағдайды қандай да бір ерекше санаудың қажеті жоқ-терминнің қозғалыс, энергия, жүйе, байланыс, тіл т.б. сияқты көптеген мағынасы болып және сол мағынада қоданылғанда көптеген ұқсас үлгілер келтіруге болады. бір мағыналы болмауды терминнің өз анықтамасы әрбір “тар” пәнде берілетіндігі жеңеді-оның “жеке” деп санаған жөн – дәл сол қолданылады. Бірақ бұл мұндай анықтаманы көшіруге және оны осы пәннің шеңберінен тыс қолдануға негіздеу бермейді. Мысалы, теориялық механикада “байланыс” дегеннің ауысымдылығы мүмкіндігін шектейтін қандай да бір артық әсер ретінде анықталады. Мұндай түсіндірмені айталық, телеграфта немесе әлеуметтік ғылымда қолдануға тырысудың мәні жоқ. Информация терминімен де ұқсас жағдай: тұрмыстық деңгейде және көптеген ғылыми пәндерде ол мәлімдеу, білім, мәліметтер, хабар, хабарлама, басқарма және т.б. ұғымдармен байланыстырылады. Барлық аталған мысалдарда жалпысы олардағы мәнді және мағыналысы пайдалану үшін аұқпараттың мазмұндық жағы – “дұрыс мағына” жағынан бұл әбден табиғи болып көрінеді. Алайда мағынаның бағалануы мен әртүрлі адамдардың бір ақпаартты бағалауы, жалпы айтқанда, әртүрлі болады: ақпарттың мағыналық жағының объективті сандақ өлшемі болмайды. Бір жағынана ақпараттың семантикалық негізі еш рөл ойнамай қалған, нақтырақ өлшеуі өлшеуі тиіс, ал бұл үшін ақпараттың материалдық көрсетілуінің өзгермеуін қамсыздандыруы жөн ақпараттың ерекше бнлгілері түрінде қабылданатын жағдайлардың мысалдарын келтіруге болады. осы себептен теориялық техникалық және тіпті ұйымдастырушылық қолданыстар қатарында ақпараттың, онымен байланысты өзгерістер болмауын, сондай-ақ осы процестердің, салыстырусыз-ақ ақпарттың өзінің мазмұның іске асырудың ең жақсы жағдайын іздеуді қамсыздандыру тапсырмасына мұқият болу керек. Мысалы, кітапхан міндеті- қордағы кітаптарға олардың мазмұнына байланыссыз кез келгеніне оқырмандардың рұқсатын, тіркелуін, сақталуын қамтамасыз ету. Кітапханашылардың әрекеті формалды белгілеріне- кодтары, автордың фамилияларына, атауы бойынша қажетті кітапты іздеп тауып оқырманға беруге салды, оған қоса кітаптың мазмұны, пайдалылығы, мәнділігі т.б. оны сақтаушы емес оқырман бағалайды. Ақпаратты оның семантикалық негізінен ажыратып, біз ақапарат анықтамасын құруға, сонымен қатар оның объективті сандық өлшемін жүргізуге мүмкіндік аламыз, операциялық деп аталатын анықтама әдісі және түсіндіріп баяндаудағы өлшеу әдісі немесе анықталатын шаманың мәнін табу пайдаланылатын болады- мұндай тәсілге бір мағыналылықпен өлшемі жоқ категориялар үшін жету қиын объективтілікті қамсыздандыратындықтан ғылыми білімдегі жоғары бағалау беріледі. Мұндай тәсілдің ашылуы ақпарат теориясының басты еңбегі болып табылады. Ақпараттың операциялық анықтамасын ал өткен және жалғасып келе жатқан ұғымдар қатарын менгертуді талап ететіндіктен, 2 тарауда қарастыратын боламыз. Әзірге біз, кез келген ақпарат ие болатын ерекшеліктерді талқылаймыз. Сондықтан біздің материалдық әлемімізде болып, таралуы үшін ол қандайда бір материалдық негізбен міндетті түрде байланысты болуы тиіс – онсыз ақпаратты біз көрсетіп, беріп және сақтай алмаймыз, мысалы, қабылдап есте сақтай алмаймыз. Анықтама жүргіземіз: Ақпараттың көрсетілуі немесе берілуі үшін қызмет ететін материалды объектіні немесе ортаны материалды таратушы деп атайтын боламыз. Ақпараттың материалын таратушы қағаз, ауа, лазерлі дик электромагнитті өріс және т.б. болуы мүмкін. Оның үстіне ақпарат сақталуы уақыт ағымымен өзгермейтін таратушының кейбір сипаттамаларымен байланысты, мысалы, дыбыс толқынының тербеліс амплитудасы немесе өткізгіштегі қуат басқаша айтқанда ақпарат сақталуы таратушының жағдайының белгіленуімен, ал таралу таратушыда өтетін процеспен байланысты жағдай мен процесте физикалық, химиялық, биологиялық немесе басқа негіз болуы мүмкін, бастысы олар материалдық. Алайда кез келген процеспен ақпартты байланыстыруға болмайды. Соның ішінде стационарлы процесс, яғни уақыт өте өзгеретін процесс ақпарат таратпайды. Бұған тұрақты электр тоғы, шамның тегіс жануы немесе бір қалыпты гуіл бола алады- оларда процесс болып жатқан, яғни бірдеңе жұмыс істеп жатқан ақпарат болады. Егер біз шамды өшіріп, жақсақ, яғни оның жарықтығын өзгертсек іс басқа кезекпен жағып, үзіліс жасау ақпаратты көрсестеді және беру мүмкін процесс қажет. Оған қоса ақпарат процестің болуымен емес, оның қандай да бір сипаты өзгеруімен байланысады. Ақпарат берілуі үшін пайдаланылатын таратушы сипатының өзгеруі сигнал деп, ал өлшеудің кейбір шкаласына жататын осы сипаттаманың мәні сигнал параметрі деп аталады. кестеде ақпарат берілу үшін пайдаланылатын процестердің және олармен байланысты сигналдардың мысалы келтірілген
жүктеу/скачать 0.64 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|