Інформація та складні інформаційні динамічні системи

Одним із видів зв'язків між елементами системи можуть бути інформаційні. Це дозволяє серед безлічі різновидів систем виділити інформаційну систему.

Системи, елементи яких об'єднуються за допомогою процесів передачі, отримання, зберігання та обробки інформації, називаються інформаційними.

Елементи складної динамічної системи сполучені різними вида­ми зв'язків, у тому числі й інформаційними. Кібернетика вивчає складні динамічні системи в основному в аспекті цих останніх. Інші види зв'язків вона не бере до уваги, вважаючи неістотними.

Одна зі складових частин кібернетики - теорія інформації. Це розділ науки, що вивчає кількісні закономірності отримання, переда­чі, обробки та зберігання інформації. Поняття " інформація" багато­планове, багатобічне.

Визначення поняття " інформація" (Д. С. Чернавський):

• інформація є знання, передані кимось іншим або придбані
шляхом власного дослідження або вивчення;

• інформація - це відомості, що містяться в даному повідомлен­
ні та розглядаються як об'єкт передачі, зберігання й обробки;

• інформація є віддзеркалення в свідомості людей об'єктивних
причинно-наслідкових зв'язків у реальному світі, що нас оточує;

• інформацією називають всілякі відомості, що циркулюють у
природі та суспільстві: сукупність повідомлень про зміни, що здійс­
нюються в системі та навколишньому її середовищі, повідомлень,
виступаючих як особлива форма зв'язку між об'єктами - передава­
чем (джерелом інформації) і приймачем (споживачем її).

Офіційно теорія інформації народилася в 1948 р., коли К. Шен-нон опублікував статтю " Математична теорія зв'язку", в якій заклав фундамент сучасної теорії зв'язку, або теорії інформації. Передумо­вами для її створення були роботи ряду учених-математиків і фізиків: 3. Морзе, Л. Больцмана, Л. Сциларда, Р. Хартлі.

Інформація підрозділяється на декілька видів. У неорганічному світі існує елементарна інформація, в живій природі — біологічна, в людському суспільстві - інтелектуальна (смислова, або семантична).

Виходячи з цього, інформаційні системи можна класифікувати на елементарні, зв'язок усередині яких здійснюється за допомогою елементарної інформації; біологічні, коли між елементами та підсис­темами циркулює біологічна інформація (такі системи виділяються в людському організмі, в організмах тварин і будь-яких інших біо­логічних істот); соціальні - за наявності смислової або інтелектуа­льної інформації. Різновидом останніх є економічні інформаційні системи — системи, що діють у процесах виробництва, розподілу і споживання матеріальних благ у суспільстві. Цей вид складних ди­намічних систем служить основним об'єктом досліджень в еконо­мічній кібернетиці.

У процесах функціонування соціальних інформаційних систем, як і в соціальних системах взагалі, значну роль грають і неорганічні, не­живі об'єкти - технічні засоби, канали зв'язку, засоби відображення та зберігання інформації і ін. Але роль людини тут завжди визначальна, оскільки вони створені по його задуму і для задоволення його потреб.

Кількісну оцінку інформації можна здійснити за допомогою статистичного підходу, за якого вона розглядається як сукупність відомостей, повідомлень про положення певної системи, що випад­ково може виявитися в одному з можливих для неї станів. Така сис­тема має певний ступінь невизначеності, фактичний стан її до одер­жання повідомлень залишається невідомим. Повідомлення про фактичний стан і є інформацією про систему. Якщо стан системи визначений і все відомо до повідомлення, то не має сенсу в передачі повідомлення. Повідомлення про невідомий до цього фактичний стан системи буде нести тим більше інформації, чим більше ступінь невизначеності системи, тобто чим більшу кількість станів вона може приймати.

де Н(Х) — невизначеність стану системи X до одержання пові­домлення;

Н'(Х) — невизначеність стану системи X після одержання повідом­лення.

Для визначення міри невизначеності системи в теорії інформації використовується формула, яку запропонував К. Шеннон:

де п - кількість можливих станів системи;

Рі - імовірність кожного і-го з п станів.

Цю величину називають ентропією системи.

За основу логарифмів можна брати будь-яке число, більше оди­ниці. На практиці використовують число 2, що відповідає двоїчній системі розрахунків, яка застосовується в обчислювальній техніці. Така одиниця називається " біт" і є ентропією найпростішої системи, що може набувати двох рівноможливих станів: XI з імовірністю РІ = 1/2, іХ2зР2=1/2.

Для цієї системи:

Якщо як основа логарифма використовується число 10, ентропія вимірюється в " дітах", якщо використовують число є = 2, 71828, оди­ниця вимірів називається " ніт". Перехід до іншої основи логарифма означає зміну масштабу виміру невизначеності системи.

Якість інформації - сукупність властивостей інформації, що за­безпечують задоволення вимог, що до неї пред'являються:

1) Доступність - властивість, пов'язана з легкістю сприйняття
інформації, залежить від простоти інформації.

2) Актуальність - пов'язана з інтервалом часу від моменту ви­
никнення даних до моменту їхнього споживання з ураху-ванням їх цінностей. Ця властивість пов'язана зі старінням інформації. Норми старіння:

а) економічна інформація старіє через 2 роки;

б) науково-технічна - 3-5 років;

в) наукова — можливі необмежені терміни.

3) Своєчасність — властивість задовольняти інформаційні по­
треби в потрібний час і в потрібному місці.

4) Стійкість — властивість інформації реагувати на зовнішній
вплив без перекручування.

5) Точність - ступінь близькості відображуваного параметра
до його значення.

6) Вірогідність - оцінка довірчої ймовірності точності (ймові­
рність того, що ми досягнемо відповідної точності).

7) Правдивість - властивість інформації відображати реально,
без перекручувань тощо.

8) Цінність - комплексний показник якості, що розглядається
на прагматичному рівні.

По сферах застосування інтелектуальна інформація ділиться на технічну, адміністративну, юридичну, економічну й ін. Економічна інформація є віддзеркаленням економічних відносин і процесів су­спільного виробництва і цим відрізняється від інших її видів, напри­клад, від інформації технічної, що відтворює відношення між речо­винними елементами виробництва.

Економічна інформація виступає в основному як документальна. Документ - це будь-який носій інформації, де зафіксовані відомості для подальшого використання. У широкому сенсі документальними предметами вважаються разом з матеріалами архівів і бібліотек та­кож музейні експонати, виставки, колекції. Проте до економічної ін­формації ці предметні об'єкти не мають ніякого відношення. Тому дослідники економічної інформації обмежуються розглядом письмо­вих документів, а також машинних носіїв інформації.

Властивості економічної інформації:

1. Економічна інформація має лінійну форму, тобто запису­
ється рядками.

2. Вихідна та результативна інформація дискретна і представ­
лена в алфавітно-цифровому вигляді.

3. Характеризується тривалістю збереження.

4. Вихідна інформація фіксується в первинних документах,
що викликає необхідність перезапису на машинні-носії.
(Уведення АРМ і обчислювальних мереж дозволить відмо­
витися від первинних документів).

5. Однотипна й однорідна; джерела - масові, а тому має багато
спільного.

6. Ті самі вихідні дані використовуються багаторазово для
одержання інформації в різних розрізах для всіх користу­
вачів.

7. Основна частина інформації підлягає періодичній регуляр­
ній обробці.

8. Характеризується значним обсягом і простими методами
обробки.

9. У процесі обробки переважають логічні операції, арифме­
тичні зводяться до чотирьох арифметичних дій.

10. Результатна інформація часто використовується як вихідна
під час подальших розрахунків.

Особливості економічної інформації впливають на вибір техніч­них засобів її обробки.

Вимоги до економічної інформації: точність, вірогідність та опе­ративність надходження. Точність забезпечує однозначне сприйняття інформації всіма споживачами. Вірогідність визначає припустимий рівень перекручувань, за якого зберігається ефективність функціону­вання системи. Чим більш оперативна інформація, тим вище її цін­ність. Несвоєчасність надходження інформації викликає запізнюван­ня у прийнятті рішень.

Інформаційні процеси динамічні. Тому при їх описі користують­ся поняттям " потік інформації", або " інформаційний потік". У ста­тиці інформацію характеризують інформаційні масиви. Інформацій­ний масив - це вся сукупність інформації з певного питання або вирішуваної задачі.

Основна маса інформації, що циркулює в складних динамічних системах є управлінська. Наявність управління - істотна ознака складної динамічної системи, чинник, об'єднуючий різнорідні еле-

менти в єдине ціле, який спонукає їх до дії, такий, що приводить сис­тему в рух, забезпечує її цілісність, вдосконалення і розвиток.