Информационные технологии в образовании: проблема определения понятий

Преподавание дисциплины «информационные технологии» в вузе, как и других дисциплин, связанных с обработкой информации, предполагает определение (трактовку) используемых в процессе преподавания таких понятий как: информация, информационные технологии, информационные системы, данные и т.д. Многие из этих понятий являются базовыми, первичными понятиями, т.е. близкими к филосовским понятиям, например, информация и данные, поэтому на протяжении многих лет существовала и существует серьезная проблема при их определении. Решение этой проблемы во многом позволяет методически верно подходить к решению многих задач в области информационных технологий, в том числе и в преподавании дисциплины «Информационные технологии». Освещению этой проблемы уделено достаточно много места в учебной литературе по информатике и информационным технологиям, что является свидетельством ее важности и актуальности.

Многие авторы в отечественной и зарубежной литературе, в том числе и учебной, при определении этих понятий пытаются выразить их через сходства или различия самих понятий или, вообще, при определении одного из них не упоминают о другом, т.е. дается, например, достаточно произвольная трактовка таких понятий как информация и данные. Решение этой проблемы видится в нескольких направлениях: принять за основу при определении понятий существующие нормативные документы (стандарты), ограничиться собственными определениями или принять ряд приемлемых соглашений по определению этих понятий. При кажущейся простоте первого направления, когда за основу при определении понятий можно принять нормативные документы, следует целых ряд задач, требующих своего решения. Например, если в качестве определения понятия данные принять определение согласно стандарту ИСО/МЭК 2382-1, который рассматривает данные как интерпретируемое формализованным способом представление информации, пригодное для коммуникации, интерпретации или обработки, то возникает целый ряд проблем. Данные и информация – это различные понятия, и если да, то при каких условиях (условия не оговариваются), если информация не пригодна для коммуникации, то это уже не данные и т.д. Таким образом, можно сделать вывод, что нормативные документы при определении первичных понятий есть только шаг к истинному определению данных понятий, но никак не сама истина.

Многие авторы не принимают во внимание определения понятий, принятых в нормативных документах, и ограничиваются собственными определениями. Чтобы не быть голословными, приведем здесь несколько примеров.

«Данными называют факты, сведения, представленные в формализованном виде (закодированные), занесенные на те или иные носители и допускающие обработку с помощью специальных технических средств» [1].

Приводимое определение можно в полной мере отнести и к понятию информация, т.е. являются ли понятия данные и информация синонимами или имеют различия, ответить затруднительно.

«Данные – это материальные объекты произвольной формы, выступающие в качестве средства представления информации. Преобразование и обработка данных позволяют извлечь информацию, т.е. данные служат исходным «сырьем» для получения информации. Фиксация информации в виде данных осуществляется с помощью конкретных средств общения на конкретном физическом носителе» [2].

Согласно этому определению данные, будучи средством представления информации, ею как таковою не являются, кроме того, из этого определения можно также сделать вывод, что фиксированные данные есть информация. Налицо явное противоречие.

«Сигналы, зарегистрированные на материальном носителе, называются данными. Данные несут информацию о событии, но не являются самой информацией, так как одни и те же данные могут восприниматься (отображаться или интерпретироваться) в сознании разных людей совершенно по-разному. Чтобы получить информацию, имея данные, необходимо к ним применить методы, которые преобразуют данные в понятия, воспринимаемые человеческим сознанием. Таким образом, можно считать, что информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных методов» [3].

Это определение также содержит противоречие, так как данные и несут информацию о событии (т.е. содержат в себе информацию) и не являются ею.

«Данные – это особая форма представления информации. Под данными понимается информация, представленная обычно в цифровой форме или в каком - либо другом формализованном виде. Данные – это такой вид информации, который легко закодировать и передавать в форме дискретных электрических сигналов. Слова «данные» и «информация» кажутся синонимами. Тем не менее, в контекстах, относящихся к обработке данных в информационных системах, они имеют различные значения. Здесь под данными понимается то, что поступает на вход системы обработки. Информация – это то, что получается на выходе системы обработки данных, это переработанные данные» [4].

В этом определении также содержится противоречие, так как, если информация это то, что получается на выходе системы обработки, а данные это то, что поступает на вход этой системы, то при подаче этой информации на вход другой системы обработки информации она автоматически становится данными.

«Данные – формализованное представление сообщения о любых фактах, действиях, предположениях, которые могут быть описаны понятным для вычислительного устройства способом, т.е. данные представляются сигналами. Человек работает с данными, чтобы получить информацию. Поэтому неправильно отождествлять данные и информацию. Информация – это интерпретация данных. Компьютер собирает и обрабатывает данные, чтобы пользователь получил информацию» [5].

В понятие информация входит не только интерпретация данных, так как информация кроме рассмотрения ее на семантическом (смысловом) уровне может рассматриваться на синтаксическом уровне (вероятностный подход к определению информации) и прагматическом уровне. В современном представлении информация как понятие может рассматриваться на различных уровнях ограничений ее свойств, поэтому принципиально может существовать бесконечно много уровней ограничений свойств информации и, соответственно, понятий информации. Решение этих вопросов лежит в области науки – семиологии, занимающейся исследованием свойств знаков и знаковых систем. Согласно этой науке любое сообщение как форма представления информации в виде совокупности знаков может рассматриваться на нескольких уровнях:

Так, на синтаксическом уровне рассмотрения под информацией следует понимать меру устранения неопределенности, в отношении интересующего нас исхода.

На семантическом (смысловом) уровне рассмотрения понятия информации, под информацией следует понимать меру, связывающую ее смысловое содержание со способностью человека ее осмыслить.

На прагматическом уровне рассмотрения понятия информации, связанного с полезностью информации, под информацией можно понимать меру достижения потребителем информации (человеком) поставленной практической цели.

Автор этой статьи придерживается направления (подхода), при котором необходимо принять ряд приемлемых соглашений по определению базовых понятий, которые бы устранили противоречия, лежащие в плоскости разных подходов к определению понятия информации. В качестве таких соглашений можно принять:

Соглашение 1. При синтаксическом (вероятностном) подходе к определению понятий информация и данные они являются синонимами.

Соглашение 2. При семантическом (смысловом) подходе следует разделять входную информацию, поступающую на вход системы обработки информации в данный момент времени, и выходную информацию, и данные являются синонимом входной информации. Таким образом, под данными следует понимать входную информацию, поступающую на вход системы обработки информации в данный момент времени и определенным образом структурированную в зависимости от целей, преследуемых системой передачи и обработки информации.

Соглашение 3. При прагматическом подходе данные и информацию не следует отождествлять, и информация может рассматриваться как интерпретация данных.

Таким образом, при трактовке таких базовых понятий как информация и данные, а также при установлении сходств и различий этих понятий необходимо учитывать современные подходы, сложившиеся в информатике и информационных технологиях.

Данный подход к определению базовых понятий в области информационных технологий в полной мере можно отнести и к трактовке таких понятий как информационный процесс и информационная система.

Под информационным процессом согласно принятому подходу будем понимать последовательность действий, выполняемых с информацией. К таким действиям можно отнести: отбор (восприятие) информации, преобразование информации, передачу информации, обработку информации, хранение и поиск информации.

Отбор информации связан с целенаправленным извлечением и анализом информации об объекте, процессе или явлении. Результатом этого отбора является формирование модели (образа) объекта, процесса или явления их опознание и оценка. Отбор информации выполняет несколько функций, среди которых можно выделить две важных функции: оценка информации на значимость и сжатие информации. При оценке информации на значимость происходит ее селекция или информационная фильтрация, результатом которой является отделение полезной информации от информационных шумов (помех). Сжатие информации необходимо для ее представления в компактном виде, который позволяет более эффективно использовать каналы, по которым передается информация, и средства ее хранения.

Преобразование информации включает в себя операции, связанные с нормализацией (приведение к определенным нормам), аналого-цифровым преобразованием, кодированием и т.д. Результатом преобразования информации является материальный носитель (сигнал), представленный в форме, удобной для передачи, обработки и хранения.

Передача информации является важной составляющей информационного процесса, в результате которого происходит транспортировка информации от источника информации к приемнику. Передача осуществляется в среде распространения по соответствующим каналам, имеющим различную физическую природу: электромагнитную, электрическую, оптическую и т.д.

Обработка информации также является важной составляющей информационного процесса, под которой можно понимать преобразование информации, осуществляемое по определенным законам (математики, логики, физики и т.д.) и неформальным правилам (опыт, интуиция, «здравый смысл» и т.д.). Результатом обработки является тоже информация, которая может быть представлена в иных формах (например, упорядоченная по каким-то признакам) или содержащая ответы на поставленные вопросы (Акулов). В случае, если процесс обработки подлежит формализации, то он может осуществляться техническими средствами. Примером может служить обработка информации на компьютере.

Хранение информации связано с ее записью на некоторый материальный носитель с целью дальнейшего поиска, извлечения и использования. В качестве таких носителей могут использоваться: бумага, магнитная лента, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на оптических и магнитооптических дисках и т.д.

Реализуются информационные процессы в системах, которые называются информационными, при этом под системой в общем случае понимается совокупность объектов и отношений между ними, существующая как единое целое.

Таким образом, проблему определения понятий при преподавании информационных технологий можно решить, приняв определенные соглашения, которые должны корректироваться с учетом развития информационных технологий как науки.