В современной информатике и теории управления сложными системами ключевую роль играет понимание природы информационной работы․ Один из фундаментальных подходов, разработанных в рамках отечественной школы информатики (в частности, в работах, преподаваемых в ПГУТИ и отраженных в учебных материалах к экзаменам по информатике), определяет полезную информационную работу не просто как затрату энергии или времени, а как специфический остаток после покрытия затрат на борьбу с неопределенностью․
Концептуальный аппарат: Информационные ресурсы и социальная энтропия
Для понимания сути «остатка работы» необходимо определить базовые категории:
Информационные ресурсы (ИР)
В широком смысле ИР — это совокупность данных, организованных для эффективного получения достоверной информации․ Важно отличать два аспекта:
- Объективный: Знания, отчужденные от создателей и материализованные в документах, базах данных, алгоритмах, программах, произведениях искусства и науки․
- Функциональный: Информация (сведения, знания, программы, методики), зафиксированная на материальном носителе, предназначенная для автоматизированной обработки и предоставления другим пользователям․
Социальная энтропия как мера неупорядоченности
Перенося понятие энтропии Клода Шеннона (меру неопределенности случайной величины) на социальные и управленческие системы, вводится категория социальной энтропии․
Социальная энтропия — это мера отклонения состояния системы от некоторого эталонного, оптимального по критерию недоиспользования информационных ресурсов․
Критически важно различать два уровня энтропии:
- Энтропия субъекта (наблюдателя/управляющей подсистемы): Недостаток знаний об объекте, неопределенность модели объекта в голове управляющего․
- Энтропия объекта: Неопределенность состояния самого объекта, разброс функций и действий его элементов, обусловленный недоиспользованием ИР (не релевантность структуры)․
Снижение социальной энтропии — это путь к интенсификации производства: чем выше информационный уровень функционирования системы (чем ниже энтропия), тем экономнее расходуются традиционные ресурсы (энергия, сырье, рабочая сила, время)․ Неупорядоченность целого может нивелировать улучшения в отдельных частях․
Классификация социальной энтропии: Внутренняя и Внешняя
Для оценки эффективности вычислительных машин (ЭВМ) и информационных систем вводится разделение энтропии на два принципиально разных компонента:
| Тип энтропии | Суть | Источник | Способ компенсации |
|---|---|---|---|
| Внутренняя (исходная) | Связана с недоиспользованием имеющихся ИР | Неполное использование накопленного опыта, знаний, баз данных | Задействование имеющегося опыта, здравого смысла, стандартных алгоритмов, рутинная обработка |
| Внешняя (добавленная) | Связана с недостатком ИР для решения новой задачи | Постановка новой цели, изменение условий среды, необходимость инноваций | Творческие прорывы, новаторские шаги, генерация нового знания, научные открытия |
Это деление фундаментально для определения КПД ЭВМ: машина в основном эффективно компенсирует внутреннюю энтропию (автоматизация рутины), тогда как внешняя энтропия требует участия человеческого интеллекта (наблюдателя)․
Природа информационной работы
Определение информационной работы в полном цикле выходит за рамки простой обработки данных:
Определение
Информационная работа в полном цикле, это воздействие наблюдателя (управляющей подсистемы) на объект путем выработки и передачи сообщений, обусловливающих:
- Удержание объекта в имеющемся исходном состоянии (поддержание порядка, борьба с распадом)․
- Перевод объекта в новое состояние — достижение новой цели (развитие, изменение)․
Неэнтропийная природа
Информационная работа имеет неэнтропийную природу․ Она направлена против хаоса, против роста энтропии․ Однако существует диалектическое противоречие:
- Постановка новой цели объекту добавляет ему энтропию (разрушает старый уклад, создает неопределенность перехода)․
- Снятие этой добавленной энтропии требует новой, дополнительной информационной работы․
Именно эта часть работы, преодоление энтропии, введенной новой целью — и определяет полезность информационной работы, её внешнюю отдачу․
Формула полезной работы: «Остаток от работы наблюдателя»
Синтезируя вышеизложенное, мы приходим к центральной тезе темы статьи:
Полезная информационная работа наблюдателя (а значит и ЭВМ как орудия наблюдателя) есть остаток от работы, затраченной на компенсацию энтропии самого наблюдателя, его неупорядоченности и исходной энтропии объекта․
Разбор компонентов формулы:
- Общая работа наблюдателя (Затраты): Суммарный ресурс (время, когнитивные усилия, вычислительная мощность), направленный на управление․
- Затраты на компенсацию энтропии наблюдателя (Внутренние потери): Усилия, потраченные на преодоление собственной неопределенности, незнания, ошибок восприятия, логических противоречий, устаревшей ментальной модели․ Это «накладные расходы» на самоупорядочивание субъекта управления․
- Затраты на компенсацию исходной энтропии объекта (Объективные затраты): Минимально необходимая работа для приведения объекта в соответствие с текущей целью при идеальном наблюдателе․ Это борьба с хаосом в самом объекте․
- Остаток (Полезная работа / Внешняя отдача): Та часть ресурса, которая реально привела к достижению новой цели, к развитию системы, к снижению общей энтропии системы «Наблюдатель, Объект — Среда»․
Эвристическое значение подхода
Данная формулировка переводит оценку эффективности ИТ из плоскости «объем обработанных данных» в плоскость «системная эффективность управления»:
- Критерий качества модели: Чем точнее модель объекта у наблюдателя (чем ниже энтропия наблюдателя), тем больше доля общей работы переходит в «остаток» (полезную отдачу)․
- Оценка КПД ЭВМ: ЭВМ как «орудие наблюдателя» идеально подходит для компенсации исходной энтропии объекта (обработка массивов по алгоритмам) и частично внутренней энтропии наблюдателя (справочники, подсказки, контроль ошибок)․ Но ЭВМ принципиально не может компенсировать внешнюю (добавленную) энтропию без участия наблюдателя, ставящего цели․
- Управление знаниями: Инвестиции в обучение, документацию, корпоративную культуру, это инвестиции в снижение энтропии наблюдателя, направленные на увеличение «остатка» полезной работы в будущем․
Понятие «остатка от работы, затраченной на компенсацию энтропии самого наблюдателя» выступает строгим кибернетическим определением эффективности интеллектуального труда․ Оно подчеркивает, что результат управления не дается бесплатно: он покупается за счет преодоления двойного барьера неопределенности — субъективного (в голове управляющего) и объективного (в управляемой системе)․
Максимизация этого остатка — главная задача информатизации общества: создание таких ИР и таких интерфейсов взаимодействия «Человек, Машина», которые минимизируют энтропию наблюдателя (дают ему полную, достоверную, своевременную картину мира) и максимально автоматизируют компенсацию исходной энтропии объекта, освобождая когнитивный ресурс человека для генерации новых целей — то есть для работы с внешней энтропией, где рождается прогресс․
Статья подготовлена на основе материалов курса «Вопросы к экзамену по информатике» (ПГУТИ), главы «Информационный ресурс, социальная энтропия, информационная среда» (источник: studfile․net);