Заходи і одиниці кількості та обсягу інформації

У теорії інформації використовуються наступні підходи до її вимірюванню: об’ємний, імовірнісний, алгоритмічний, семантичний і аксіологічний:

• 1. Кількісний (з погляду інформаційного обсягу) підхід. У двійковій системі числення знаки 0 і 1 називають бітами (від англ. Binary digiTs – двійкові цифри). Віддають перевагу саме двійковій системі числення тому, що вона найпростіша для використання в комп’ютері і реалізується за допомогою двох протилежних фізичних станів: намагнічена / Не намагнічена, вкл. / Викл., Заряджена / не заряджена тощо. Обсяг інформації, записаної двійковими знаками в пам’яті комп’ютера або на зовнішньому носії інформації, підраховується просто за кількістю необхідних для такого запису двійкових символів. При цьому неможливо неціле число бітів. Для зручності введені і більші, ніж біт, одиниці кількості інформації. Так, двійкове слово з восьми знаків містить один байт інформації (200 = 1 байт), 210 = 1024 байти утворюють 1 кілобайт (Кбайт), 220 = 1024 кілобайт – 1 мегабайт (Мбайт), 230 = 1024 мегабайта – 1 гігабайт (Гбайт) , а 2 40 = 1024 гігабайт – 1 терабайт (Тбайт). Таким чином, для десяткової системи числення ми маємо ряд +1000, 1001, 1002, 1003, 1004, а для двійковій – 200, 210, 220, 230, 230.
• 2. Ентропійний (імовірнісний) підхід. Цей підхід є загальноприйнятим у теорії інформації та кодування. Даний спосіб вимірювання виходить з наступної моделі: одержувач повідомлення має певне уявлення про можливі наступах деяких подій. Ці уявлення в загальному випадку недостовірні і виражаються ймовірностями, з якими він очікує ту чи іншу подію. Загальна міра невизначеностей називається ентропією. Ентропія характеризується деякою математичною залежністю від сукупності ймовірності настання цих подій. Кількість інформації в повідомленні визначається тим, наскільки зменшилася ця міра після отримання повідомлення: чим більше ентропія системи, тим більше ступінь її невизначеності. Надходить повідомлення повністю або частково знімає цю невизначеність, отже, кількість інформації можна вимірювати тим, наскільки знизилася ентропія системи після отримання повідомлення. За міру кількості інформації приймається та ж ентропія, але з протилежним знаком – негентропії.
• 3. Алгоритмічний підхід. Будь-якого повідомлення можна приписати кількісну характеристику, що відображає складність (розмір) програми, яка дозволяє його виробити (А. Н. Колмогоров). Оскільки є багато різних обчислювальних машин та мов програмування, тобто різних способів завдання алгоритму, то для визначеності задається деяка конкретна машина, наприклад машина Тьюринга [1]. Тоді в якості кількісної характеристики повідомлення можна взяти мінімальне число внутрішніх станів машини, потрібних для відтворення даного повідомлення. [1]
• 4. Семантичний підхід. Для вимірювання смислового змісту інформації, тобто її кількості на семантичному рівні, найбільше визнання отримала тезаурусні міра, яка пов’язує семантичні властивості інформації зі здатністю користувача приймати повідомлення, що надійшло. Для цього використовується поняття “тезаурус користувача”. Тезаурус – це сукупність відомостей, якими володіє користувач або система. Залежно від співвідношень між смисловим змістом інформації S і тезаурусом користувача Sp змінюється кількість семантичної інформації Iс, сприйманої користувачем і включаемой їм надалі в свій тезаурус.

Наприклад, при Sp ≈ 0 користувач не сприймає, не розуміє що надходить; а при Sp → ∞ користувач все знає, і надходить інформація йому не потрібна. Максимальна кількість семантичної інформації Iс споживач набуває при узгодженні її смислового змісту S зі своїм тезаурусом Sp, коли надходить інформація зрозуміла користувачеві і несе йому раніше не відомі (відсутні в його тезаурусе) відомості.

Отже, кількість семантичної інформації в повідомленні, кількість нових знань, одержуваних користувачем, є величиною відносною. Одне і те саме повідомлення може мати смисловий зміст для компетентного користувача і бути безглуздим (семантичний шум) для недосвідченого користувача. При оцінці семантичного (змістовного) аспекту інформації необхідно прагнути до узгодження величин S і Sp.

5. Аксіологічний підхід виходить з цінності, практичної значущості інформацією, тобто якісних характеристик, значущих в соціальній системі.

Відзначимо, що останні два підходи не виключають кількісного аналізу, але він помітно ускладнюється, оскільки повинен базуватися на сучасних методах математичної статистики.

Процес засвоєння інформації

Внутрішній (психологічний) процес засвоєння інформації включає низку етапів, до яких відносять: сприймання — осмислення і розуміння — узагальнення — закріплення — застосування на практиці (Фіцула М., 2000, с. 88).

Сприймання — передбачає відображення у свідомості людини предметів і явищ навколишнього світу та їх взаємозв’язків. Вони можуть бути запропоновані у природній для себе формі, у вербальному викладі, з допомогою ілюстрування тощо і відповідно передбачати участь різних органів сприймання з боку того, хто навчається, — слухових, зорових тощо рецепторів.

Обов’язком учителя є постійне здійснювання вибору і оцінка інформації, яку він пропонує дітям (позбавляти її зайвих деталей, підкреслювати головне, дотримуватись логіки змісту тощо), а також психологічно правильно добирати форму її презентації. Загальновідомо, що у роботі з молодшими школярами доцільно широко застосовувати образність (предмети, унаочнення, малюнки тощо). Тим часом для учнів старших класів доцільнішою видається вербальна презентація інформації (Ващенко Г. — 2, 1997, с. 96—97).

Процес сприймання на цьому етапі можна вважати успішним, якщо вчитель застосовуватиме добре продумані схеми — те, що в педагогіці останніх років називають “опорними сигналами”. У кожному разі особливе значення у сприйманні інформації має перше враження, перше відбиття нових образів і понять у свідомості людини. Отже, цьому моменту вчитель повинен приділяти належну увагу.

Осмислення і розуміння — передбачає усвідомлення сенсу сприймання інформації та розкриття суттєвих ознак предметів, явищ та зв’язків між ними. Він втілює перетворення конкретних образів у поняття — процес абстрагування. Як на етапі сприймання, так і на рівні осмислення та розуміння каталізатором виступають емоції. Саме тому емоційність повинна супроводжувати весь процес пізнання.

Узагальнення — це етап, на якому вирішальну роль відіграє синтез, коли щойно сформовані первинні поняття “об’єднуються” в поняття вищого рівня. Це можна простежити на процесі вербалізованого пізнання, наприклад, читання книжки: “по-няття-словосполучення” об’єднуються у “поняття-речення”, а ці, в свою чергу, — у “поняття-абзаци”; “поняття-абзаци” — у “поняття-розділи” тексту. І так усе вище, поки людина не сприйме зміст усієї книжки.

У такому рецептивному процесі велику роль відіграє розумовий досвід людини, а відтак і здатність її посилювати своє сприймання тими знаннями, які набуті раніше.

Закріплення в пам’яті — коли одержана ззовні інформація стає власним надбанням людини. Успіх цього етапу залежить від низки чинників: від спроможності пам’яті, особистої зацікавленості учня в інформації, від емоційного контексту, в якому відбувається процес, від авторитетності джерела (книжка, вчитель), з якого вона походить тощо.

Застосування знань, умінь і навичок. Людина володіє щасливим даром боронитися від інформації й забувати все, що для неї не є значущим. Тому вона сприймає її спочатку лише оперативною пам’яттю, а відтак переносить поступово в пам’ять довготривалу. На цьому шляху знання поєднуються з діяльністю і, як мовилося вище, забезпечують формування умінь, а уміння з часом можуть трансформуватися в навички. Але все це залежить виключно від того, наскільки інформація відповідає потребам людини. Найміцнішими є ті знання, які знаходять застосування у діяльності. А залежно від частоти такого використання інформації, її засвоєння може вести до навичок. Очевидно, що на цьому етапі відбувається повне злиття нової інформації з раніше набутим інформативним досвідом.

Що стосується мотивації та волі самої дитини, то найкраще діє тут мотивація внутрішня, що йде від розуміння власних потреб і цілей. Усіляке силування і підганяння дитини з допомогою оцінок часто наносить шкоду.