Характеристики информационных потоков

Информационный поток – это последовательность однородных сообщений, документов, запросов. Поток можно охарактеризовать следующими показателями:

интенсивностью потока – средним числом сообщений, посту­пающих в единицу времени, например в течение одного часа. Если интенсивность потока не изменяется во времени, то поток является ста­ционарным;

средним объемом информации (числом символов), поступающих в единицу времени, например в течение одного часа;

коэф­фициентом концентрации потока – показателем неравномерности в течение заданного периода, характеризующимся отношением среднего числа сообщений (или объема информации), поступающих в определенный пе­риод (например, в течение часа) наибольшей нагрузки, к среднему числу сообщений в течение заданного периода (например, суток).

Перечисленные характеристики потока могут быть определены на ос­нове данных наблюдений (экспериментальных данных).

При аналитических расчетах характеристик информационных систем, проводимых на этапе проектирования, необходимо использовать ту или иную модель потока сообщений. Модель потока определяется следующей совокупностью свойств:

ординарностью – события появляются поодиночке, вероятность того, что на интервале длиною D t появится два и более события, стремится к нулю при уменьшении D t;

отсутствием последействия – поток событий называется потоком без последействия, если для любых непересекающихся интервалов времени числа событий, попадающих на эти интервалы, являются независимыми случайными величинами;

стационарностью – вероятностные характеристики не меняются во времени. Если поток ординарный и без последействия и, следовательно, числа событий на непересекающихся интервалах одной и той же длины являются независимыми случайными величинами, то в случае стацио­нарного потока все эти величины будут иметь один и тот же пуассоновский закон распределения, т. е. интенсивность потока будет по­стоянной.

Стационарный ординарный поток без последействия называется стационарным пуассоновским или простейшим потоком события.

На железнодорожном транспорте потоки сообщений часто можно рассматривать как периодически нестационарные. Это означает, что количественные характеристики потока (интенсивность) меняются в течение периода заданной длины (например, в течение суток), а затем эта закономер­ность периодически повторяется. Суточную периодичность имеют потоки сообщений о прибытии поездов, потоки запросов в информационно-справочные системы вокзалов, потоки заявок на приобретение или резервирование билетов и т. д. При этом в течение суток часто можно выделить интервал времени, где поток имеет наибольшую и неизменную интенсив­ность.

Периодическое (суточное) повторение закономерностей изменения характеристик потока позволяет рассматривать реализацию, полученную в течение п суток, как п реализаций суточного процесса.

В АСУ железнодорожного транспорта имеются вполне установившиеся потоки информации, которые циркулируют по каналам связи. Информация в системах передается, принимается и перерабатывается. Следовательно, система может иметь количественные характеристики информационных сообщений. Такими характеристиками являются производительность системы в целом, ее уровней и элементов, их пропускная способность, скорость передачи данных и другие параметры.

При оценке количества информации, прежде всего, возникает вопрос о виде исходной информации, поэтому измерение ее количества в значительной степени зависит от подхода к самому понятию информации, т. е. к ее содержанию. В настоящее время существуют три основные теории, в которых к понятию содержательного характера информации подходят с разных позиций.

Статистическая теория оценивает информацию в системе управления с позиции меры неопределенности, снимаемой при получении информации. Как правило, она не затрагивает смысла передаваемой информации, т. е. семантического содержания. В статистической теории основное внимание обращается на распределение вероятностей отдельных квантов слов, фраз, сообщений информации и построение на его основе некоторых обобщенных характеристик, позволяющих оценить качество информации о каком-то кванте.

Семантическая теория учитывает в основном ценность информации, полезность ее и, тем самым, помогает связать ценность информации и количество ее с эффективностью управления в системе.

Структурная теория рассматривает структуру построения отдельных информационных массивов, при этом за единицу информации принимают элементарные структурные единицы – кванты, и количество информации оценивается простейшим подсчетом квантов в информационном массиве.

В теории информации за единицу количества информации принято число сведений, которое передается двумя равновероятными символами или сообщениями. Она называется двоичной системой информации.