Количество информации как мера уменьшения неопределенности знания. (Содержательный подход к определению количества информации)
Процесс познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и т. д.). Получение новой информации приводит к расширению знаний или, как иногда говорят, к уменьшению неопределенности знания. Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности нашего знания, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию.
Например, после сдачи зачета или выполнения контрольной работы вы мучаетесь неопределенностью, вы не знаете, какую оценку получили. Наконец, учитель объявляет результаты, и вы получаете одно из двух информационных сообщений: "зачет" или "незачет", а после контрольной работы одно из четырех информационных сообщений: "2", "3", "4" или "5".
Информационное сообщение об оценке за зачет приводит к уменьшению неопределенности вашего знания в два раза, так как получено одно из двух возможных информационных сообщений. Информационное сообщение об оценке за контрольную работу приводит к уменьшению неопределенности вашего знания в четыре раза, так как получено одно из четырех возможных информационных сообщений.
Ясно, что чем более неопределенна первоначальная ситуация (чем большее количество информационных сообщений возможно), тем больше мы получим новой информации при получении информационного сообщения (тем в большее количество раз уменьшится неопределенность знания).
Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений.
Рассмотренный выше подход к информации как мере уменьшения неопределенности знания позволяет количественно измерять информацию. Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:
N = 2i
(1.1)
Бит. Для количественного выражения любой величины необходимо сначала определить единицу измерения. Так, для измерения длины в качестве единицы выбран метр, для измерения массы - килограмм и т. д. Аналогично, для определения количества информации необходимо ввести единицу измерения.
За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержится в информационном сообщении, уменьшающем неопределенность знания в два раза. Такая единица названа битом.
Если вернуться к рассмотренному выше получению информационного сообщения о результатах зачета, то здесь неопределенность как раз уменьшается в два раза и, следовательно, количество информации, которое несет сообщение, равно 1 биту.
Производные единицы измерения количества информации. Минимальной единицей измерения количества информации является бит, а следующей по величине единицей - байт, причем:
1 байт = 8 битов = 23 битов.
В информатике система образования кратных единиц измерения несколько отличается от принятых в большинстве наук. Традиционные метрические системы единиц, например Международная система единиц СИ, в качестве множителей кратных единиц используют коэффициент 10n, где n = 3, 6, 9 и т. д., что соответствует десятичным приставкам "Кило" (103), "Мега" (106), "Гига" (109) и т. д.
В компьютере информация кодируется с помощью двоичной знаковой системы, и поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2n
Так, кратные байту единицы измерения количества информации вводятся следующим образом:
1 килобайт (Кбайт) = 210 байт = 1024 байт;
1 мегабайт (Мбайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайт;
1 гигабайт (Гбайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.
Введение (ИС)
Внедрение информационной системы (ИС) на предприятии зачастую вызвано необходимостью разностороннего анализа реализации бизнес-процессов в случае, когда ручная обработка информации является трудоемкой или невыполнимой: ИС позволяет автоматизировать аналитику путем перевода учета из бумажной формы в электронную.
Важно помнить о том, что организация выполнения работ, движения документов и т.д. на предприятии может быть «хаотичной». Например: один и тот же документ движется не линейно от одного сотрудника к другому, а по мере возникновения потребности у сотрудника в информации, содержащейся в документе (движение документа не формализовано). Поэтому бизнес-процесс должен быть подготовлен к внедрению ИС, т.к. «хаос автоматизировать невозможно» (нужна ссылка): должны быть формализованы должностные инструкции, внутренние корпоративные регламенты, движение ресурсов, документов, и т.д.
Тогда становится возможным внедрение ИС, которая, по сути, «накладывается» на уже существующий подготовленный бизнес-процесс, заменяя бумажную форму обработки информации электронной.
Проектирование ИС выполняется в три этапа:
- бизнес-проектирование;
- моделирование информационных процессов;
- моделирование данных.
В ходе выполнения этапа бизнес-проектирования изучаются и моделируются бизнес-процессы предприятия.
Собираемая информация фиксируется в классификаторах – иерархических списках (организационных звеньев, функций, материальных ресурсов, баз и хранилищ данных, документов и т.п.). Для установления взаимосвязей между различными типами информации, иначе говоря, установления отношений между классификаторами в нужной комбинации, используются матричные проекции.
Изучение бизнеса предприятия начинается с определения направлений его деятельности, т.е. того, что предприятие предлагает рынку; в дальнейшем определяется организационная структура и состав сотрудников, а также функции, которые они выполняют. Полученная информация образует организационно-функциональную модель предприятия.
Но формирование организационно-функциональной модели для описания бизнеса предприятия недостаточно. Поэтому, следующим шагом является построение процессной модели предприятия, которая позволяет помимо направлений деятельности, функционала и состава сотрудников, описать:
- структуру предприятия с точки зрения отношения подчиненности и с точки зрения функциональной группировки подразделений;
- процессы предприятия, направленные на удовлетворение потребностей рынка, управление внутренней средой, обеспечение деятельности;
- регламенты выполнения функций;
- инфраструктуру предприятия;
- движение документов и ресурсов;
- и т.д.
Полученная процессная модель дает полное описание бизнеса предприятия, в том числе работы с документами и сообщениями, что служит основой проектирования ИС: как говорилось выше, ИС позволяет перевести учет из бумажной формы в электронную. А из этого следует, что информационное наполнение БД проектируемой ИС будут определять формы документов, используемые для ведения учета.
Каждая функция учета, выполняемая сотрудником, – это регистрация информации в документе. Для того чтобы понять, какая именно информация регистрируется в документе, необходимо произвести детализацию работы с документами до полей документов, для чего создается диаграмма потоков данных (диаграмма потоков данных процесса «Как-есть»).
Важно отметить, что помимо функций учета можно выделить функции формирования отчетности (аналитика) и функции промежуточной обработки данных (результат выполнения функции используется сотрудником в его дальнейшей работе, но документально не оформляется).
Диаграмма потоков данных процесса «Как-есть» играет ключевую роль в процессе разработки ИС, т.к. используется для описания автоматизируемого бизнес-процесса на информационном уровне: на диаграмме отображаются функции по обработке информации, документы, поля документов и процессы, с которыми взаимодействует автоматизируемый процесс. А это позволяет перейти на этап логического проектирования, в рамках которого определить функции проектируемой ИС, создать модель данных, а также разработать пользовательские представления.
Функции ИС, по сути, соответствуют функциям сотрудников с той лишь разницей, что:
- функции учета с точки зрения пользователя – ввод информации в пользовательское представление, а с точки зрения ИС – проверка введенной информации и ее сохранение;
- функции формирования отчетности и функции промежуточной обработки с точки зрения пользователя – ввод критерия выдачи требуемой информации (например: дата, на которую формируется отчет, или поисковый запрос), а с точки зрения ИС – обработка данных, запрашиваемых пользователем, и представление их в требуемом виде.
Детальное рассмотрение (до полей документов) работы с документами позволяет:
- определить информацию, которая должна сохраняться в модели данных;
- определить структуры пользовательских представлений.
После того, как определены функции ИС, спроектирована модель данных, и разработаны пользовательские представления, создается «Модель ИС», которая позволяет установить следующие связи:
- пользователи – пользовательские представления;
- пользовательские представления – функции ИС;
- функции ИС – модель данных.
Построение модели ИС – завершающая стадия логического проектирования.
Следующий этап – физическое проектирование, в рамках которого осуществляется:
- доработка модели данных с учетом специфики ее реализации в конкретной СУБД;
- генерация модели данных в СУБД (результатом чего является БД);
