Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 0.51 Mb.
|
Так как l-Iog 1=0 и Iim(jcx logx) = 0, то энтропия заранее известного сигнала равна нулю. , то после получения сигнала энтропия должна уменьшиться до Н2. Количество информации, полученное адресатом, равно I = Н1-Н2. Если неопределённость снята полностью (Н2=0), то I = Н,. Связь "энтропия - информация" Энтропия есть мера недостатка информации. Её величина тем больше, чем более вероятно рассматриваемое состояние. В то же время информации тем больше, чем менее вероятно передаваемое сообщение. end Энтропия Н достигает максимального значения, когда вероятности появления возможных значений информативного параметра сигнала одинаковы, т.е. при равенстве всех Р, (Pj=l/n) соотношение (2.3) обращается в формулу Хартли (2.2): H(max)=-(сумма от 1 до n (1/n)*log(1/n))=log n Пример 2. Если в тексте на русском языке, алфавит которого содержит 33 буквы и пробел, появление всех символов считать равновероятным, то вероятность появления каждого из них равна 1/34 и количество информации, связанное с появлением каждого символа: H = log(34по основанию 2)~5 бит.При двоичном кодировании количество информации на один символ H=log 2 = 1 бит. Таким образом, количество информации в битах, заключенной в двоичном слове, равно длине самого слова. Количественная оценка информации используется: • при передаче информации на расстояние для определения пропускной способности канала связи; • для определения количества информации, которое человек способен воспринимать, удерживать в памяти и перерабатывать в течение определенного времени, откуда вытекает важность дозировки учебной информации; • для расчёта объёма оперативной памяти ЭВМ, чтобы оценить возможности машины при решении сложных задач. 11. Оценка качества информации. Основные показатели. Оценка важности. Результат решения той или иной информационной задачи определяется не только количеством информации, т.е. объёмом тех сведений, которые используются в процессе её решения, но и качеством содержания, в частности такими показателями, как: • достаточность сведений для информационного обеспечения решаемой задачи; • адекватность информации, т.е. соответствие текущему состоянию объектов или процессов; • релевантность или чистота информации, т.е. доля полезной информации в общем её объёме (отсутствие шумов); • важность, оцениваемая как с точки зрения важности самих задач, для которых она предназначена, так и с точки зрения ценности информации, используемой при их решении; • толерантность, т.е. форма представления информации с точки зрения удобства восприятия и использования в процессе решаемой задачи. Важность Для оценки важности информации используется показатель К(ви) характеризующий значимость информации как с точки зрения задач,так и с точки зрения организации её обработки. Этим двум аспектам соответствуют две группы критериев. по назначению а) К(вз) - важность самих задач, для решения которых используется информация; б) К(из) - степень важности информации для эффективного решения соответствующей задачи. по условиям её обработки в) К(пи) характеризует потери информации в случае её" изменения в процессе обработки под воздействием помех; г) К(св) характеризует уровень затрат на восстановление нарушенной информации (важность информации с точки зрения стоимости её восстановления). Тогда очевидно: К(ви)= f (К(вз), К(ИЗ) К(пи), К(св)). То есть для оценки важности информации необходимо уметь определять значения перечисленных коэффициентов и знать вид зависимости.К сожалению, на сегодняшний день не известно ни то, ни другое.В качестве выхода из создавшегося положения используем подход, основанный на неформально-эвристических методах. Для этого значения критериев, входящих в зависимость (2.5), будем выражать лингвистическими переменными (рис. 2.5). Затем сформируем возможные комбинации критериев в пределах каждой группы (табл. 2.1, а, б ). Итоговая классификационная таблица (табл. 2.2) содержит 17 элементов, эквивалентных 17 классам важности. Поскольку номер класса сам по себе не характеризует важность информации, да и оперировать с семнадцатью классами затруднительно, поделим классы на сеть категорий важности, присвоив им содержательные наименования (табл. 2.3). Оперировать с категориями проще, однако для аналитических расчётов необходимы количественные значения показателей важности информации, получить которые можно, построив логистическую кривую (рис. 2.6) зависимости значения важности информации от её категории и класса. Таким образом, алгоритм определения показателя важности информации следующий: • экспертное определение значений критериев К(вз), К(из), К(пи), К(св) в лингвистических переменных; • градация критериев по таблицам 2.1 ,а,б; • построение итоговой таблицы важности и логистической кривой на её основе; • вычисление значений К по кривой. 12. Оценка качества информации. Основные показатели. Оценка адекватности. Результат решения той или иной информационной задачи определяется не только количеством информации, т.е. объёмом тех сведений, которые используются в процессе её решения, но и качеством содержания, в частности такими показателями, как: • достаточность сведений для информационного обеспечения решаемой задачи; • адекватность информации, т.е. соответствие текущему состоянию объектов или процессов; • релевантность или чистота информации, т.е. доля полезной информации в общем её объёме (отсутствие среди необходимых данных ненужных, или, как принято говорить, шумов); • важность, оцениваемая как с точки зрения важности самих задач, для которых она предназначена, так и с точки зрения ценности информации, используемой при их решении; • толерантность, т.е. форма представления информации с точки зрения удобства восприятия и использования в процессе решаемой задачи. Адекватность Адекватность информации - это определённый уровень соответствия созданного с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу или явлению. Адекватность информации определяется двумя характеристиками: а) объективностью съёма информации о предмете, процессе или явлении; б) продолжительностью интервала времени х между началом съёма информации и текущим моментом, т. е. до момента оценки её адекватности. Объективность полученной информации, т. е. насколько точно отражает информация исследуемый процесс или предмет, в свою очередь, зависит от способа её получения и качества его реализации. хар-ки1измеряемая-непосредственно(колич ,кач)косвенно(аналит ,логич) 2не-имею аналоги(в данной среде, в сходной)нет аналогов(конкретных, прибл) Например, напряжение U (в) можно измерить либо аналоговым способом (точность низкая), либо цифровым способом с высокой точностью. Классификация характеристик по возможным способам получения их значения приведена на рис. 2.7 Если качество определения значения характеристики оценивать тремя логистическими переменными - высокое, среднее, низкое, то все возможные значения адекватности информации по объективности её определения можно структурировать в соответствии с табл. 2.4 и получить 10 классов. Кривая, описывающая изменение адекватности от объективности съёма (определения) информации о процессе или явлении, приведена на рис. 2.8. По аналогии с методикой оценки важности информации естественно предположить, что при высоком качестве определения значения измеряемой характеристики непосредственно и притом количественно адекватность соответствующей информации будет близка к 1, а при низком качестве определения значения не измеряемой характеристики, не имеющей даже отдалённого аналога, адекватность информации близка к "О". Естественно также предположить, что внутри данного интервала изменение адекватности происходит по логистической кривой. Для оценки адекватности информации по длительности интервала времени (Дт) между моментом начала съёма информации и текущим моментом пользуются известным в теории информации законом старения информации. Из рис. 2.9 видно, что закон характеризуется четырьмя интервалами. Поскольку в большинстве практических приложений важно, чтобы информация была адекватной одновременно по обоим параметрам, то в соответствии с теоремой умножения вероятностей общий показатель адекватности информации К(а) = К(а')К(а''), где а' и а'' - независимые величины. 13. Оценка качества информации (полноты, релевантности, толерантности). Полнота (достаточность) информации - относительный показатель, поскольку информация оценивается применительно к определённой задаче или группе задач. Необходимо заранее составить перечень сведений, требуемых для решения конкретной задачи. Это должна быть полная и хорошо структурированная совокупность данных, необходимых для информационного обеспечения объекта в соответствии с его целевым назначением. Для представления таких сведений удобно воспользоваться так называемыми объектно-характеристическими таблицами (ОХТ), каждая из которых представляет двумерную матрицу. В строках её приводится перечень наименований объектов, процессов или явлений, предметов, входящих в круг интересов решаемой задачи, а в столбцах - наименование характеристик тех предметов, явлений или процессов, значения которых необходимы для решения задачи. Сами значения характеристик будут располагаться на пересечении соответствующих строк и столбцов. Совокупность всех ОХТ, необходимых для обеспечения решения всех задач объекта (предприятия, учреждения, заведения), может быть названа информационным кадастром объекта РЕЛЕВАНТНОСТЬ Релевантность есть показатель, характеризующий долю полезной информации в её общем объёме V.Коэффициент релевантности K^(p)=N(p)/N(o) где N(p) - количество полезной информации; N(о) - общий объём информации. Количественная оценка такого показателя затруднительна. В сфере научно-технической информации под N(о) понимается общее количество документов, выданных на запрос, а под N(p) - количество документов, оказавшихся полезными. различают два вида информации - документальную и фактографическую. К первому относят источники, где могут быть необходимые данные, документы о фактах, а ко второму - собственно факты, т.е. элементы информации, пригодные для непосредственного использования. Если вернуться к примеру с ЭКГ (см. раздел 2.3), то выписка о болезни сердца, где описываются различные стороны заболевания, относится к первому типу, а сама кардиограмма - ко второму. ТОЛЕРАНТНОСТЬ Толерантность - способ представления информации с точки зрения её использования потребителем характеризуется временем на извлечение, средствами, затраченными на извлечение информации, средствами отображения, возможностью восприятия информации и др. Подходы к оценке толерантности являются достаточно сложными 14. Общая характеристика процесса сбора, передачи, обработки и накопления информации. Характеристика данных и их носителей. Важная составляющая часть информации - данные, представляющие собой зарегистрированные сигналы. Физический метод регистрации данных может быть разным: изменение формы или параметров качества, изменение электрических, магнитных, оптических характеристик, изменение состояния электронной схемы и другие. В соответствии с методами регистрации данные могут храниться и транспортироваться на носителях различного вида: бумага, магнитные ленты и диски, оптические диски, CD-ROM и др. На бумаге данные регистрируются путём изменения оптических характеристик её поверхности. Изменение оптических свойств используется в CD-ROM устройствах, осуществляющих запись лазерным лучом на пластмассовых носителях с отражающим покрытием. Магнитные ленты и диски используют изменение магнитных свойств материала. Со свойствами носителей тесно связаны свойства информации. Любой носитель характеризуется разрешающей способностью (количество данных, записанных в принятых для носителя единицах измерения), динамическим диапазоном (логарифм отношения максимальной и минимальной амплитуд сигнала): DD=Lg(A(max)/a(min)) Эти характеристики носителя нередко определяют такие свойства информации, как полнота, достоверность, доступность. Так, полноту информации проще обеспечить базой данных (БД), размещённых на CD-ROM дисках, чем на гибких магнитных дисках (ГМД), поскольку в первом случае плотность записи данных на единицу длины дорожки намного выше. Доступность информации в книге для обычного потребителя выше, чем на том же CD-ROMe, поскольку не все потребители обладают знаниями и оборудованием для съёма информации в электронном виде. Смена типа носителя связана с задачей преобразования данных, относящейся к одной из важнейших задач обработки информации. Действительно, устройство ввода-вывода (УВВ) данных, работающее с носителем информации, составляет до половины аппаратных средств в структуре стоимости ВС. 15. Задачи и методы обработки информации. Классификация задач обработки информации может быть выполнена по двум критериям: • относительно самого содержания обработки, например поиск данных в массивах и др.; • относительно глубины и сложности процедур.Классификацию по первому критерию можно выполнить в соответствии с уровнем воздействия на информацию в процессе решения задачи. Таких уровней три: • синтаксический, когда обрабатываемая информация претерпевает лишь синтаксические изменения (приём, регистрация, пересылка, сортировка); • семантический, когда в результате преобразования информации возникают новые её семантические элементы, которые носят безотносительный характер обеспечиваемой деятельности (всевозможные преобразования по аналитическим и логическим зависимостям); • прагматический, когда результаты преобразования содержат новые семантические элементы, но уже ориентированные на определённую область деятельности. Преобразование на этом уровне сводится к выработке информации, обеспечивающей принятие оптимального решения. Оптимальным называют решение многовариантной задачи, которое из множества допустимых наилучшим образом удовлетворяет условиям данной задачи.процесс принятия любого решения делится на две фазы: • анализ ситуации с целью поиска оптимальных вариантов; • непосредственное принятие решения. Выделенные три уровня преобразования информации (синтаксический, семантический, прагматический) могут быть квалифицированы как три класса задач обработки информации: • информационно-поисковые (преобразование на синтаксическом уровне); • логико-аналитические (преобразование на семантическом уровне). Это сугубо вычислительные процессы: • поисково-оптимизационные (преобразование на прагматическом уровне). Позволяют находить оптимальные решения в различных ситуациях.} 16. Сообщения и их представление. Источники сообщений. Информационные свойства сообщений. Энтропия источника сообщений. Сообщение - это форма представления информации (текст и т.д.). С формальной точки зрения -это совокупность знаков или первичных сигналов, содержащих информацию. Конкретная форма сообщения (внешняя форма, изображение) называется представлением. Одно и то же сообщение может быть представлено различными способами. Многие формы представления допускают различные толкования: • пол (мужской, женский или средний); Важно установить способ для выявления значения представления. Переход от представления к абстрактной информации, т.е. к значению представления называется интерпретацией. Представление интерпретируется (истолковывается), чтобы получить информацию. Одно и то же представление (сообщение), по-разному интерпретированное, может нести различную информацию, например разное толкование одних и тех же юридических законов; единица информации байт может интерпретироваться устройством управления ЭВМ как: • целое число без знака; • целое число со знаком; • команда и т.д. Извлечение информации связано с изменением во времени значений какой-либо величины, характеризующей состояние х i-тое источника информации.информационное сообщение можно представить функцией X(t), которая может быть аналоговой или цифровой (дискретной).Соответственно и сообщения могут быть непрерывными (аналоговыми) или дискретными. |
