Các yếu tố cơ bản trong xử lý thông tin

Lịch sử xử lý thông tin

Để giải thích và hiểu được các tín hiệu nhận được từ các giác quan, con người phải phát triển và học các hệ thống ngôn ngữ phức hợp, nó bao gồm một "bộ chữ cái" các tín hiệu và các tác nhân kích thích cùng với các quy tắc sử dụng chúng. Điều đó cho phép người ta nhận ra các đối tượng mà họ nhìn thấy, hiểu được các thông báo mà họ đọc hoặc nghe, cảm nhận được các tín hiệu nhận được qua xúc giác và khứu giác.

Chẳng hạn, chính nhờ sáng tạo ra hệ thống ký âm trong âm nhạc, các nhạc sĩ đã sáng tác ra những bản giao hưởng tuyệt vời thể hiện những cung bậc tình cảm khác nhau và người nghe có am hiểu về âm nhạc có thể cảm thụ được cái hay, cái đẹp của nó; hệ thống văn tự của hàng trăm ngôn ngữ nói do con người sáng tạo ra đã giúp con người ghi lại những thông tin, lưu giữ và lưu truyền chúng qua không gian và thời gian,..

Các vật mang thông tin chuyển tải tín hiệu tới người nhận có thể là giấy, sóng điện từ, sóng ánh sáng, sóng âm. Cho đến trước khi máy tính điện tử ra đời, các tín hiệu truyền đi thông qua các vật mang tin trên là những tín hiệu được lưu trữ và xử lý dưới dạng tương đồng, dựa trên công nghệ in, chụp ảnh và điện thoại. Với công nghệ thông tin hiện đại, thông tin được biểu diễn dưới dạng các tín hiệu số nhị phân, dựa trên kỹ thuật số.

Đó có thể coi là bước chuyển biến mang ý nghĩa lịch sử vào cuối thế kỷ 20 trong cách thức mà con người sáng tạo, tiếp cận và sử dụng thông tin. Với kỹ thuật số, máy tính điện tử trở thành công cụ chủ yếu xử lý thông tin. Máy tính điện tử thu nhận dữ liệu, xử lý rất nhanh các dữ liệu đó để biến chúng thành thông tin hữu ích, phục vụ cho nhu cầu thông tin đa dạng của con người.

Việc ghi thông tin bằng kỹ thuật số, là một bước tiến rất dài so với kỹ thuật tương đồng (analogue) dựa vào tín hiệu cơ học hoặc tín hiệu điện. Lúc đầu người ta dùng băng dục lỗ để lưu trữ dữ liệu dưới dạng số nhị phân. Ngày nay chúng đã được thay thế bằng các phương tiện dựa trên cơ sở công nghệ điện từ và điện quang, đó là các băng từ, đĩa từ, đĩa quang. Trong đó, đặc biệt phải kể đến đĩa mềm ra đời những năm 1970 được sử dụng rất thuận lợi cho các máy tính cá nhân, và đĩa quang ra đời đầu những năm 1980 cho khả năng lưu trữ thông tin đa phương tiện với dung lượng lớn.

Kỹ thuật số đã mở rộng khái niệm truyền thống về tài liệu. Ngày nay tài liệu không chỉ là các đối tượng vật chất ghi cố định các thông tin mà bao gồm cả các vật mang tin đa phương tiện. Nhờ được ghi dưới dạng số hoá, các đối tượng này rất dễ thao tác; chúng có thể chia nhỏ, kết hợp với các phần khác, thay đổi dạng thức, hiển thị dưới nhiều hình thức trên nhiều thiết bị khác nhau.

Việc sử dụng kỹ thuật số để biểu diễn thông tin đã dẫn đến việc ra đời một nguồn thông tin mới bên cạnh các nguồn thông tin truyền thống lưu trữ trong các thư viện hoặc cơ quan lưu trữ: nguồn thông tin số (Digital Information Resouces) hay còn gọi là nguồn thông tin điện tử (Electronic Information Resouces). Đó là các cơ sở dữ liệu, cơ sở tri thức, các bản tin điện tử, sách báo và tạp chí điện tử, các Website trên Internet, các CD-ROM,...

Giao lưu thông tin ngày nay

Thông tin tiềm tàng khắp nơi trong xã hội. Đó là các nguồn thông tin về lao động, đất đai, tài nguyên, môi trường; thông tin về các tổ chức và các hoạt động kinh tế, xã hội; thông tin về khoa học và công nghệ; thông tin về sản xuất, kinh doanh... Nhưng thông tin chỉ có giá trị và ý nghĩa khi nó được truyền đi, phổ biến và được sử dụng. Có thể nói bản chất của thông tin nằm trong sự giao lưu của nó.

Để phân biệt nội dung thông tin cần truyền đi và cách thức chuyển giao thông tin người ta tách nội dung thông tin ra khỏi hình thức biểu diễn nó. Các hình thức biểu diễn thông tin (các ký hiệu, dấu hiệu, hình ảnh...) là hữu hạn nhưng nội dung của thông tin (khái niệm, ý tưởng, sự kiện, tên...) thì vô hạn.

Trong trường hợp thông tin có một hình thức biểu diễn, quá trình chuyển giao thông tin chính là quá trình truyền các ký hiệu biểu diễn nó. Những ý tưởng mới sẽ được truyền đi bằng một tổ hợp mới của một số hữu hạn các ký hiệu (chữ cái, chữ số...). Trong đời sống hàng ngày thông tin được biểu diễn bằng ngôn ngữ. Khi đó thông tin được diễn tả bằng cú pháp và ngữ nghĩa của ngôn ngữ mà người ta sử dụng.

Lý thuyết thông tin xác định số lượng thông tin như sau: Người ta thừa nhận rằng càng nhiều tín hiệu sinh ra từ nguồn tin thì càng có nhiều thông tin được truyền đi. Khi đó thông tin được mô tả bằng sự thống kê và tổ hợp các dấu hiệu phát ra từ nguồn.

Thông báo được chuyển đi bằng cách ghi tín hiệu lên một dạng vật chất trung gian, tức là một cái giá, gọi là vật mang tin. Vật mang tin có thể là giấy, sóng điện từ, băng từ... Về mặt lý thuyết mỗi vật mang tin đều có khả năng xác định giới hạn số lượng các tín hiệu mà nó có thể chứa đựng trên đơn vị không gian hay thời gian.

Lý thuyết thông tin sẽ cho chúng ta biết cách ước lượng giới hạn này và quan trọng hơn là làm thế nào để trình bày các tín hiệu sao cho khi chúng được truyền đi trên các vật mang tin, thông tin ít bị sai lệch nhất.

Các kỹ sư truyền thông có trách nhiệm truyền đi chính xác các tín hiệu nhưng họ không cần quan tâm đến nội dung cũng như chất lượng của thông tin. Rõ ràng là việc truyền đi chính xác một thông tin không chính xác không làm cho thông tin này trở nên "tốt hơn".