Пример 2. Программист получает задачу: вычислить на ЭВМ какую-то функцию, положим, синус какого-то угла. Он решает ее математически, разрабатывая или применяя для данного случая численный метод решения. В итоге получается алгоритм – это семантический уровень. Найденный алгоритм он излагает на алгоритмическом языке – составляет программу. Это синтаксический уровень.
Редактор компьютера автоматически проверяет правильность записи программы на алгоритмическом языке. Затем после исправления синтаксических ошибок программа попадает в транслятор, где переводится на язык машинных кодов – в строго двоичные обозначения – чисто кодовый уровень. На этом уровне происходит переработка заложенных чисел по заложенным правилам и алгоритму. Затем транслятор вновь переводит обработанную информацию на алгоритмический язык и выдает необходимую часть этой информации в заданном формате выходных данных на дисплей или на печать. Это снова синтаксический уровень. Работа машины на этом кончается, а программисту еще предстоит обдумать смысл полученного результата и по этому смыслу судить о правильности своего алгоритма.
Если, положим, тот же синус получился больше единицы, очевидно в алгоритме имеется ошибка. Это уже семантический уровень восприятия информации, который завершается волевым решением человека: переделывать программу или удовлетвориться результатом и считать по данной программе для других численных данных.
На приведенной схеме и примерах видна роль технических приспособлений и инструментов в передаче (переработке) информации. Уровень статистический и синтаксический дают некий простор для деятельности технических средств. Машина может подправить в программе только синтаксическую ошибку. Но она ни в коем случае не может найти ошибку в самом алгоритме. Хорошо подобранный или изготовленный инструмент может оформить музыку более красочно, но безвкусную мелодию он исправить неспособен. Для исправления подобных недочетов необходим человеческий разум.
Отметим также, что ни инструмент сам не дает музыки, ни ЭВМ сама не вырабатывает информации. Компьютер выдает ту же самую информацию, которая была в него заложена, просто в другом виде. Он многократно умножает любую ошибку алгоритма и доводит ее до абсурда. Неслучайно у пользователей вычислительных машин распространена грубоватая, но точная поговорка: машина – дура, каким бы быстродействием и памятью она ни обладала.
ИНФОРМАЦИЯ И ВЕРОЯТНОСТЬ
Может ли набор кодовых знаков случайно стать воспринимаемой информацией, имеющей правильный синтаксис и какую-либо семантику – смысловое значение?
Рассмотрим простейший пример. Запишем возможно более простое и краткое сообщение:
ВАНЯ + ТАНЯ = ЛЮБОВЬ
Сообщение содержит 16 символов из расширенного русского алфавита, включающего арифметические знаки. Для простоты условимся считать такой алфавит не превышающим 32-х знаков. Вероятность того, что первая буква сообщения будет отгадана правильно, составляет 1/32. Такова же вероятность угадывания второй и третьей и любой прочей буквы (знака). Общая вероятность будет равна произведению 16 таких вероятностей, то есть (1/32)^16 = (1/2)^8 ≈ 10^–24. По порядку величины эта вероятность равна тому, что у молекул целого моля газа под поршнем вдруг появится скорость, направленная в одну сторону и второе начало термодинамики будет нарушено: внутренняя энергия газа перейдет в кинетическую энергию поршня почти целиком!
Вероятность такого события чрезвычайно мала. А ведь информационное сообщение нарочно выбрано самое простейшее. Отсюда следует вывод: случайным образом информация появиться не может. Ее может создать и закодировать только разум. Разум же рождающий информацию всегда идет от цели и семантики к синтаксису и коду, но не наоборот. Сначала нужно понять, что хочешь напечатать, а уже потом перебирать пальцами по клавиатуре.
Даже если бы удалось какое-то значащее сообщение получить случайно, то его смысл и цель сами собою, от правильного синтаксиса «снизу вверх» появиться не могут. Информация созидается только от цели к смыслу и ниже, но никак не наоборот.
В итоге «первый закон» информатики можно выразить так: информация порождается (создается) только разумом, но не случаем. Информация не возникает из ничего. Очень похоже на первое начало термодинамики: энергия не возникает из ничего.
ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ
Есть и другой важнейший закон информатики, о котором также молчит школьный учебник, но который используется во всех информационных системах.