Informationsverarbeitung

Informationsverarbeitung, Erfassung, Aufzeichnung, Organisation, Abruf, Anzeige und Verbreitung von Informationen. In den letzten Jahren wurde der Begriff häufig speziell für computergestützte Operationen verwendet.

Im Volksmund bezieht sich der Begriff Information auf Fakten und Meinungen, die im Laufe des täglichen Lebens bereitgestellt und empfangen werden: Man erhält Informationen direkt von anderen Lebewesen, von Massenmedien, von elektronischen Datenbanken und von allen möglichen beobachtbaren Phänomenen in der Umgebung Umgebung. Eine Person, die solche Fakten und Meinungen verwendet, generiert mehr Informationen, von denen einige während des Diskurses, durch Anweisungen, in Briefen und Dokumenten sowie durch andere Medien an andere weitergegeben werden. Informationen, die nach logischen Zusammenhängen organisiert sind, werden als Wissensbestand bezeichnet, der durch systematische Exposition oder Untersuchung erworben werden kann. Die Anwendung von Wissen (oder Fähigkeiten) führt zu Fachwissen, und zusätzliche analytische oder erfahrungsbezogene Erkenntnisse gelten als Beispiele für Weisheit. Die Verwendung des Begriffs Information beschränkt sich nicht ausschließlich auf die Kommunikation in natürlicher Sprache. Informationen werden auch durch Kunst, Mimik und Gesten oder durch andere körperliche Reaktionen wie Zittern registriert und kommuniziert. Darüber hinaus ist jedes Lebewesen mit Informationen in Form eines genetischen Codes ausgestattet. Diese Informationsphänomene durchdringen die physische und mentale Welt und sind so vielfältig, dass sie bisher allen Versuchen einer einheitlichen Definition von Informationen widersprochen haben.

Das Interesse an Informationsphänomenen nahm im 20. Jahrhundert dramatisch zu und ist heute Gegenstand von Studien in einer Reihe von Disziplinen, darunter Philosophie, Physik, Biologie, Linguistik, Informations- und Informatik, Elektronik- und Kommunikationstechnik, Managementwissenschaften und Soziales Wissenschaften. Auf der kommerziellen Seite hat sich die Informationsdienstleistungsbranche zu einer der neueren Branchen weltweit entwickelt. Fast alle anderen Branchen - Fertigung und Dienstleistung - befassen sich zunehmend mit Informationen und deren Handhabung. Die unterschiedlichen, wenn auch häufig überlappenden Sichtweisen und Phänomene dieser Bereiche führen zu unterschiedlichen (und manchmal widersprüchlichen) Konzepten und „Definitionen“ von Informationen.

Dieser Artikel behandelt solche Konzepte, die sich auf die Informationsverarbeitung beziehen. Bei der Behandlung der Grundelemente der Informationsverarbeitung wird zwischen Informationen in analoger und digitaler Form unterschieden und deren Erfassung, Aufzeichnung, Organisation, Abruf, Anzeige und Verbreitungstechniken beschrieben. Ein separater Artikel, Informationssystem, behandelt Methoden zur organisatorischen Kontrolle und Verbreitung von Informationen.

Allgemeine Überlegungen

Grundlegendes Konzept

Das Interesse daran, wie Informationen kommuniziert werden und wie ihre Träger Bedeutung vermitteln, hat seit der Zeit der vorsokratischen Philosophen das Untersuchungsfeld der Semiotik, das Studium von Zeichen und Zeichenphänomenen besetzt. Zeichen sind die irreduziblen Elemente der Kommunikation und die Bedeutungsträger. Dem amerikanischen Philosophen, Mathematiker und Physiker Charles S. Peirce wird zugeschrieben, auf die drei Dimensionen von Zeichen hingewiesen zu haben, die sich jeweils auf den Körper oder das Medium des Zeichens, das Objekt, das das Zeichen bezeichnet, und den Interpretanten oder beziehen Interpretation des Zeichens. Peirce erkannte, dass die grundlegenden Informationsverhältnisse im Wesentlichen triadisch sind; Im Gegensatz dazu sind alle Beziehungen der Naturwissenschaften auf dyadische (binäre) Beziehungen reduzierbar. Ein anderer amerikanischer Philosoph, Charles W. Morris, bezeichnete diese drei Zeichendimensionen als syntaktisch, semantisch und pragmatisch, die Namen, unter denen sie heute bekannt sind.

Informationsprozesse werden von Informationsprozessoren ausgeführt. Für einen bestimmten Informationsprozessor, ob physisch oder biologisch, ist ein Token ein bedeutungsloses Objekt, das der Prozessor als völlig anders als andere Token erkennt. Eine Gruppe solcher eindeutigen Token, die von einem Prozessor erkannt werden, bildet das grundlegende „Alphabet“. Beispielsweise bilden Punkt, Strich und Leerzeichen das grundlegende Token-Alphabet eines Morsecode-Prozessors. Objekte, die Bedeutung tragen, werden durch Muster von Token dargestellt, die als Symbole bezeichnet werden. Letztere bilden zusammen symbolische Ausdrücke, die Eingaben in oder Ausgaben von Informationsprozessen darstellen und im Prozessorspeicher gespeichert sind.

Informationsprozessoren sind Komponenten eines Informationssystems, das eine Klasse von Konstrukten ist. Ein abstraktes Modell eines Informationssystems enthält vier Grundelemente: Prozessor, Speicher, Rezeptor und Effektor (Abbildung 1). Der Prozessor hat mehrere Funktionen: (1) elementare Informationsprozesse an symbolischen Ausdrücken auszuführen, (2) die Eingabe- und Ausgabeausdrücke, mit denen diese Prozesse arbeiten und die sie erzeugen, vorübergehend im Kurzzeitgedächtnis des Prozessors zu speichern, (3) die Ausführung dieser Prozesse zu planen und (4) diese Abfolge von Operationen gemäß dem Inhalt des Kurzzeitgedächtnisses zu ändern. Der Speicher speichert symbolische Ausdrücke, einschließlich solcher, die zusammengesetzte Informationsprozesse darstellen, die als Programme bezeichnet werden. Die beiden anderen Komponenten, der Rezeptor und der Effektor, sind Eingabe- und Ausgabemechanismen, deren Funktionen darin bestehen, symbolische Ausdrücke oder Stimuli von der externen Umgebung zur Manipulation durch den Prozessor zu empfangen und die verarbeiteten Strukturen an die Umgebung zurückzusenden.

Die Kraft dieses abstrakten Modells eines Informationsverarbeitungssystems wird durch die Fähigkeit seiner Komponentenprozessoren bereitgestellt, eine kleine Anzahl elementarer Informationsprozesse auszuführen: Lesen; Vergleichen; Erstellen, Ändern und Benennen; Kopieren; Speicherung; und schreiben. Das Modell, das für eine Vielzahl solcher Systeme repräsentativ ist, hat sich als nützlich erwiesen, um künstliche Informationssysteme zu erläutern, die auf sequentiellen Informationsprozessoren implementiert sind.

Da erkannt wurde, dass Informationsprozesse in der Natur nicht streng sequentiell sind, wurde seit 1980 zunehmend auf die Untersuchung des menschlichen Gehirns als paralleler Informationsprozessor geachtet. Die kognitiven Wissenschaften, das interdisziplinäre Feld, das sich auf die Erforschung des menschlichen Geistes konzentriert, haben zur Entwicklung von Neurocomputern beigetragen, einer neuen Klasse paralleler Prozessoren mit verteilter Information, die die Funktionsweise des menschlichen Gehirns nachahmen, einschließlich seiner Fähigkeiten zur Selbst- Organisation und Lernen. Sogenannte neuronale Netze, mathematische Modelle, die vom neuronalen Schaltungsnetz des menschlichen Gehirns inspiriert sind, finden zunehmend Anwendung in Bereichen wie Mustererkennung, Steuerung industrieller Prozesse und Finanzen sowie in vielen Forschungsdisziplinen.

Information als Ressource und Ware

Im späten 20. Jahrhundert erhielten Informationen zwei wichtige utilitaristische Konnotationen. Einerseits wird es als wirtschaftliche Ressource betrachtet, die anderen Ressourcen wie Arbeit, Material und Kapital in nichts nachsteht. Diese Ansicht beruht auf Beweisen dafür, dass der Besitz, die Manipulation und die Verwendung von Informationen die Kosteneffizienz vieler physischer und kognitiver Prozesse erhöhen können. Bemerkenswert ist der Anstieg der Informationsverarbeitungsaktivitäten in der industriellen Fertigung sowie bei der Lösung menschlicher Probleme. Die Analyse eines der drei traditionellen Wirtschaftszweige, des Dienstleistungssektors, zeigt einen starken Anstieg der informationsintensiven Aktivitäten seit Beginn des 20. Jahrhunderts. Bis 1975 machten diese Aktivitäten die Hälfte der Erwerbsbevölkerung der Vereinigten Staaten aus.

Informationen haben als individuelle und gesellschaftliche Ressource einige interessante Merkmale, die sie von den traditionellen Vorstellungen von wirtschaftlichen Ressourcen unterscheiden. Im Gegensatz zu anderen Ressourcen sind Informationen umfangreich, wobei die Grenzen offenbar nur durch die Zeit und die kognitiven Fähigkeiten des Menschen begrenzt sind. Seine Ausdehnung ist auf Folgendes zurückzuführen: (1) es ist von Natur aus diffus, (2) es reproduziert sich und wird nicht durch Nutzung konsumiert, und (3) es kann nur geteilt und nicht in Transaktionen ausgetauscht werden. Gleichzeitig sind Informationen sowohl syntaktisch als auch semantisch komprimierbar. Zusammen mit seiner Fähigkeit, andere wirtschaftliche Ressourcen zu ersetzen, seiner Transportierbarkeit bei sehr hohen Geschwindigkeiten und seiner Fähigkeit, dem Informationsinhaber Vorteile zu verschaffen, bilden diese Merkmale die Grundlage für gesellschaftliche Branchen wie Forschung, Bildung, Verlagswesen, Marketing, und sogar Politik. Die gesellschaftliche Sorge um die Bewirtschaftung von Informationsressourcen hat sich vom traditionellen Bereich der Bibliotheken und Archive auf organisatorische, institutionelle und staatliche Informationen unter dem Dach des Managements von Informationsressourcen ausgeweitet.

Die zweite Wahrnehmung von Informationen ist, dass es sich um ein Wirtschaftsgut handelt, das dazu beiträgt, das weltweite Wachstum eines neuen Segments der Volkswirtschaften - des Informationsdienstleistungssektors - zu stimulieren. Dieser Sektor nutzt die Eigenschaften von Informationen und baut auf der Wahrnehmung seines individuellen und gesellschaftlichen Nutzens und Werts auf. Er bietet eine breite Palette von Informationsprodukten und -dienstleistungen. Bis 1992 war der Marktanteil des US-amerikanischen Informationsdienstleistungssektors auf rund 25 Milliarden US-Dollar gestiegen. Dies entsprach etwa einem Siebtel des Computermarktes des Landes, der in diesem Jahr rund 40 Prozent des weltweiten Marktes für Computer ausmachte. Die wahrscheinliche Konvergenz von Computern und Fernsehen (die einen 100-mal größeren Marktanteil als Computer darstellt) und ihre Auswirkungen auf Informationsdienste, Unterhaltung und Bildung dürften jedoch die jeweiligen Marktanteile der Informationsindustrie umstrukturieren.