Лекции по информационным технологиям (Лянцев) - файл n1.doc

Лекции по информационным технологиям (Лянцев)
Скачать все файлы (130.5 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc888kb.15.12.2008 10:12скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Преподаватель: Лянцев Олег Дмитриевич



Курс лекций по предмету:
Информационные технологии
- 19 лекций

- 6 л/р (на самом деле 8)

- экзамен
Литература:

  1. Советов Б.Я. и Цехановская: «Информационные технологии»;

  2. Титорилко Г. А.: «Автоматизированные информационные технологии в экономике»;

  3. Саак, Похомов, Тюшняков: «Информационные технологии управления»;

  4. Шафрин: «Информационные технологии» в 2-х частях;

  5. Уткин и Балдин: «информационные системы и технологии в экономике»;

  6. Попов В. Б. «Основы информационных технологий».


Основные сокращения:



Информация и информационные технологии



Под технологией в широком смысле понимают науку о производстве материальных благ, включающих 3 аспекта:

- информационный

- инструментальный

- социальный.

Информационный аспект включает в себя описание принципов и методов производства.

Инструментальный – орудия труда, с помощью которых реализуется производство

Социальный – это кадры и их специализация.

В более узком промышленном смысле технология рассматривается как последовательность действий над предметом труда в целях получения конечного продукта (н-р, получение стали из железной руды, масла из молока)

Информационная технология (ИТ) – совокупность методов производственных процессов и программно-технических средств, объединённых в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработка, хранение, распространение (транспортировку) и отображение информации с целью снижения трудоёмкости процессов использования информационных ресурсов, а также повышения их надёжности и оперативности.

Информационными ресурсами являются формализованные идеи и знания, различные данные, методы и средства их накопления, хранения и обмена между источниками и потребителями информации.

При этом под информацией понимают сведения об объективно существующих объектах и процессах, а также их связях и взаимодействиях, доступные для практического использования в деятельности людей.

Принципиальное отличие ИТ от производственной в том, что она соединяет работу рутинного типа (счетоводство, снятие копий, оперативный учёт и т.д.) с творческой работой, не поддающейся пока формализации. Это не позволяет сделать ИТ непрерывными. Производственная технология же непрерывна и отражает строгую последовательность всех операций для выпуска продукции.

Из-за наличия творческой работы информационным технологиям предъявляют высокие требования квалификации работника, содержания его труда, умственным и физическим нагрузкам. Отсюда вытекает важность социального подхода при внедрении человеко-машинных систем.

Понятие информационной технологии



Понятие ИТ возникло в последнее десятилетие 20 века в процессе становления информатики. Особенностью ИТ является то, что в ней и продуктом, и предметом труда является информация, а орудием труда – средства вычислительной техники и связи.

ИТ, как наука о производстве информации, возникла именно потому, что информация стала рассматриваться как вполне реальный производственный ресурс наряду с другими материальными ресурсами, причём производство информации и её верхнего уровня – знаний – оказывает решающее влияние на модификацию и создание новых промышленных технологий.

Как уже отмечалось, под ИТ понимают сочетание процедур, реализующих функции сбора, получения, накопления, хранения, обработки, анализа и передачи информации в организационных структуры с использованием средств вычислительной техники или совокупности процессов циркуляции и переработки информации и описания этих процессов.

Интеграция достижений человечества в области средств связи, обработки, накопления и отображения информации способствовало формированию автоматизированных информационных технологий (АИТ)
Основу АИТ составляют следующие технические достижения:

  1. Создание средств накопления больших объемов информации на машинных носителях, таких как магнитные и оптические диски.

  2. Создание различных средств связи: радио, ТВ, космическая связь, цифровые системы связи, компьютерные сети – позволяющие воспринимать, использовать и передавать информацию в любую точку мира.

  3. Создание компьютера (особенно персонального), позволяющего по определённым алгоритмам обрабатывать и отображать информацию, накапливать и генерировать знания.

АИТ направлены на увеличение степени автоматизации всех информационных операций и, следовательно, на ускорение научно-технического прогресса общества.
Для любой технологии могут быть выделены цель, предмет и средства.

Целью технологии в промышленном производстве является повышение качества продукции, сокращение сроков её изготовления и снижение себестоимости.

Методология любой технологии включает в себя:


Производство информации направленно на целесообразное использование ИТ и снабжение ими всех элементов организационной структуры и реализуется путём создания информационных систем.

Информационные ресурсы являются исходным “сырьём” для системы управления любой организационной структуры. Конечный продукт – принятое решение.

Принятие решения в большинстве случаев осуществляется в условиях недостатка информации, поэтому степень использования информационных ресурсов во много определяет эффективность работы предприятия.

В своём становлении любая отрасль (в т.ч. и информационная) проходила стадии от кустарного ремесленного производства к производству, основанному на высоких технологиях. ИТ обеспечивают переход от рутинных к промышленным методам и средствам работы с информацией в различных сферах человеческой деятельности, обеспечивая её рациональное и эффективное использование.

В развитии технологии выделяют два принципиально развитых этапа:

  1. - характеризуется непрерывным совершенствованием установившейся базисной технологии и достижением верхнего, предельного уровня, когда дальнейшее улучшение становится неоправданным из-за больших экономических сложений;

  2. - другой этап отличается отказом от существующей технологии и переходом к принципиально иной, развивающейся по законам 1 этапа.

Информационная технология - совокупность методов и способов получения, обработки и представления информации, направленных на изменение её состояний, свойств, форм, содержания и осуществляющихся в интересах пользователя.

Выделяют три уровня рассмотрения ИТ:

  1. Теоретический. Основная задача – создание комплекса взаимосвязанных моделей информационных процессов, совместимых параметрически и критериально.

  2. Исследовательский. Основная задача – разработка методов, позволяющих автоматизировано конструировать оптимальные конкретные ИТ.

  3. Прикладной. Делится на:

- инструментальный;

- предметный.

  1. Инструментальный подуровень определяет пути и средства реализации ИТ, которые можно разделить на методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные.

  2. Предметный подуровень связан со специальной конкретной предметной областью и находит отражение в специализированных ИТ, н-р: организационное управление, управление технологическими процессами, автоматизированное проектирование, обучение и др.


Успешное внедрение ИТ связано с возможностью их типизации. Конкретная ИТ обладает комплексным составом компонентов, поэтому целесообразно определить её структуру и состав.

Конкретная ИТ определяется в результате компиляции и синтеза базовых технологических операций специализированных технологий и средств реализации.

Технологический процесс – часть информационного процесса, содержащая действия (физические, механические и др.) по изменению состояния информации.

ИТ базируется на реализации информационных процессов, разнообразие которых требует выделения базовых, характерных для любой ИТ. Базовый технологический процесс основан на использовании стандартных моделей и инструментальных средств и может быть использован в качестве составной части ИТ.

К их числу можно отнести: операции извлечения, транспортировки, хранения, обработки и представления информации.

Среди базовых технологических процессов выделяют:

  1. Сбор (извлечение) информации;

  2. Передачу (транспортировку) информации;

  3. Обработку информации;

  4. Хранение информации;

  5. Представление и использование информации.

Процесс извлечения информации связан с переходом от реального представления предметной области к его описанию в формальном виде и виде данных, которые отражают его представление.

В процессе транспортировки осуществляют передачу информации на расстояние для ускоренного обмена и организации быстрого доступа к ней, используя при этом разлисчные способы преобразования.

Процесс обработки информации состоит в получении одних “информационных объектов” из других “информационных объектов” путём выполнения некоторых алгоритмов. Он является одной из основных операций, выполняемых над информацией и главным средством увеличения её объёма и разнообразия.

Процесс хранения связан с необходимостью накопления и долговременного хранения данных, обеспечения их актуальности, целостности, безопасности, доступности.

Процесс представления и использования информации направлен на решение задачи доступа к информации в удобной для пользователя форме.
Базовые ИТ строятся на основе базовых технологических операций, но кроме этого включают ряд специфических моделей и инструментальных средств. Этот вид технологий ориентирован на решение определённого класса задач и используется в конкретных технологиях в виде отдельных компонент.

Среди них можно выделить:

  1. Мультимедиа технологии;

  2. Feo-информационные технологии;

  3. Технологии защиты информации;

  4. CASE-технологии;

  5. Телекоммуникационные технологии;

  6. Технологии искусственного интеллекта (ИИ).


Специфика конкретной предметной области находит отражение в специализированных информационных технологиях, н-р: организационное управление, управление технологическими процессами, автоматизированное проектирование, обучение и др.

Среди них наиболее развиты следующие ИТ:

  1. организационного управления (корпоративные ИТ);

  2. ИТ в промышленности и экономике;

  3. в образовании;

  4. автоматизированного проектирования


Средства реализации ИТ можно разделить на:

- методические;

- информационные;

- математические;

- алгоритмические;

- технические;

- программные.


Computer

Aided

Software

Engineering

CASE-технология (т.е. компьютерное автоматизированное проектирование программных технологий) является своеобразной технологической оснасткой, позволяющей осуществлять проектирование ИТ.
Методические средства определяют требования при разработке, внедрении и эксплуатации ИТ, обеспечивая информационную, программную и техническую совместимость. Наиболее важными из них являются требования по стандартизации.

Информационные средства обеспечивают эффективное представление предметной области.

К их числу относят:


Математические средства выключают в себя модели решения функциональных задач и модели организации информационных процессов, обеспечивающие эффективное принятие решений. Математические средства автоматически переходят в алгоритмические, обеспечивающие их реализацию.

Технические программные средства залают уровень реализации ИТ как при их создании, так и при их реализации.

Таким образом, конкретная ИТ определяется в результате компиляции базовых технологических операций, “отраслевых технологий” и средств реализации.

Понятие информации



Понятие информации считается ёмким и широко распространённым, особенно в настоящее время, когда информатика, компьютеры и ИТ сопровождают человека с рождения.

Сам термин “информация” происходит от латинского слова “informatio”, что значит “разъяснение, осведомление, изложение”.

Саму информацию можно определить как набор сообщений об объектах окружающей среды, их параметрах, свойствах и состояниях, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределённости и неполноту знаний. Сообщения, в свою очередь, являются формаой представления информации в виде речи, текста, изображений, графиков, видеоизображений, звука и так далее.

В широком смысле, информация – это общее научное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, людьми и машинами, живой и неживой природой.

Данное определение не претендует на полноту и законченность, т.к. информация относится к наиболее фундаментальным понятиям, таким как материя, энергия, поле, которые лишь описываются и трактуются.

В слово “информация” вкладывается весьма широкий смысл, и часто его можно понять только на интуитивном уровне.

Под информацией понимаются сообщения по радио и ТВ, содержание газет, книг, баз данных, библиотеках и знания, почерпнутые из общения с людьми. Информацию хранят в книгах, библиотеках, базах данных, на бумаге и машинных носителях. Передают информацию устно и письменно, с помощью электрических сигналов и радиоволн. Получают с помощью органов чувств, электрических датчиков, фото- и видеокамер.

Отдельные данные и сообщения обрабатывают и преобразуют, систематизируют, сортируют и получают новую информацию или новые знания.

В широком смысле информация – это сведения, являющиеся объектами хранения, преобразования, передачи и помогающие решить поставленные задачи.

В философском смысле информация есть отражение реального мира – это сведения, которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте.

Таким образом, понятие “информация” связано с определённым объектом, свойства которого она отражает.

Сама по себе информация может быть отнесена к абстрактным понятиям типа математических, однако ряд её особенностей приближает информацию к реальному виду. Так, информацию можно получить, записать, передать и стереть. Информация не может возникнуть из ничего, но есть особенности, отличающие информацию от реального мира: при передаче информации из одной системы в другую, количество её в передающей системе не уменьшается, хотя в принимающей системе оно, как правило, увеличивается.

Кроме того, наблюдается независимость информации от её носителя, т.к. возможны её преобразования и передача по различным физическим средам с помощью разнообразных физических сигналов безотносительно к её семантике (содержательности, смыслу).

Информация о любом материальном объекте может быть получена с помощью наблюдения, вычислительного или натурного эксперимента, или путём логического выбора.

В связи с этим, информацию делят на доопытную (априорную) и послеопытную (апостериорную), полученную в результате проведённого эксперимента.
Одной из важнейших разновидностей информации является экономическая. Её отличительная черта – это связь с процессами управления, большими коллективами людей, организациями, предприятиями и другими экономическими структурами.

Экономическая информация – совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей производственной и непроизводственной сфер.
Часто, кроме употребления термина “информация”, используется термин “данные”, которые существенно различаются.

Информация – это сообщение, которое реально фактически используется.

Данные – это сообщения, которые не используются, а только хранятся.

Если появляется возможность использования их для уменьшения неполноты знаний о чём-либо, они превращаются в информацию.
Важным условием практического использования информации является её своевременность и адекватность.

Адекватность задаёт определённый уровень соответствия образа, построенного на полученной информации, реальному объекту.

Адекватность выражают в 3 основных формах:

  1. Синтаксическая адекватность определяет сам процесс передачи, её скорость, точность, систему кодирования, наличие помех и так далее.

  2. Семантическая адекватность считывает смысловое содержание передаваемой информации, соответствие образа объекта и его реального аналога.

  3. Прагматическая адекватность определяет соответствие полученной ифнормации той цели управления, которая на её базе реализуется.

Для выяснения этого термина служит следующий пример из жизни:

Пусть руководитель рынка работ получает приглашение на выставку автотехники. Данное приглашение содержит необходимую информацию о времени, месте проведения, составе участников и т.д.

Если приглашение получено после закрытия выставки, то информация будет уже несвоевременна, а значит, бесполезна, т.к. ей нельзя воспользоваться.

  1. Для удовлетворения синтаксической адекватности, бланк приглашения должен быть целым, изготовлен из плотной бумаги, шрифт должен быть читаем и т.д. Здесь важен процесс передачи сообщений и совершенно всё равно, что напечатано на бланке.

  2. Семантическая адекватность требует, чтобы содержание в тексте приглашения соответствовало действительности: совпадали номера павильонов, имена участников, времена мероприятий и т.п.

  3. Прагматическая адекватность определяется полезностью сведений приглашения. Если, руководясь приглашением, приглашённый быстро найдёт выставочный павильон, вовремя попадёт на семинар, и тем самым сэкономит нервы и время, то значит это полезная информация и требования прагматической адекватности выполнены.


Для того, чтобы в реальном мире происходил обмен информацией, её преобразование и передача, должны быть носители информации, передатчик, канал связи, приёмник и получатель. Среда передачи объединяет источник и получателя информации в информационную систему.


Рис. 1.
Подобные информационные системы возникают не только среди людей. Обмен информации происходит и в животном, и в растительном мире. Если же участником информационной системы (ИС) является человек, тогда речь идёт о смысловой информации.

Получатель информации оценивает её в зависимости от того, для какой задачи информация будет использована. Поэтому информация имеет свойство относительности:

Одна и та же информация для одного получателя имеет глубокий смысл и обладает ценностью, а для другого является давно известной или бесполезной. Так, информация о последних достижениях физики частиц высоких энергий очень важна для физика-ядерщика и совершенно бесполезна для агронома.
При оценке информации различают такие её аспекты, как синтаксический, семантический, прагматический.

Синтаксический аспект связан со способом передачи информации вне зависимости от её смысловых и потребительских качеств.

На синтаксическом уровне рассматриваются формы её передачи и хранения. Обычно информация, предназначенная для передачи, называется сообщением. Сообщение может быть представлено в виде знаков и символов, преобразованных в электрическую форму и закодированную, т.е. представленную в виде определённой последовательности электрических сигналов, однозначно отображающих передаваемые сообщения.

Характеристики процессов преобразования сообщений для передачи определяет синтаксический аспект. При хранении синтаксический аспект определяется другими формами представления информации, которые позволяют наилучшим образом осуществлять поиск, запись, обновления, изменение информации в информационной базе.

Информацию, рассмотренную только относительно синтаксического аспекта, часто называют данными.

Семантический аспект передаёт смысловое содержание информации и соотносит её с ранее имевшейся информацией. Смысловые связи между словами и другими элементами языка отражает “тезаурус” (словарь).

Он состоит из двух частей: списка слов и устойчивых словосочетаний, сгруппированных по смыслу, и некоторого ключа (алфавит), позволяющего расположить слова в определённом порядке.

При получении информации тезаурус может быть изменён, и степень этого изменения характеризует количество воспроизводимой информации.

Прагматический аспект определяет возможность достижения поставленной цели с учётом получаемой информации. Этот аспект отражает потребительские свойства информации – если информация оказалось ценной, поведение её потребителя меняется в нужном направлении.

Прагматический аспект проявляется при наличии единства потребителя и поставленной цели.
Информация относительно её возникновения и преобразований проходит 3 этапа, которые определяют её семантический, синтаксический и прагматический аспект.

Человек сначала наблюдает некоторые факты окружающей действительности, которые отражаются в виде определённого набора данных в его сознании – здесь проявляется синтаксический аспект.

Затем, после структуризации этих данных в соответствии с предметной областью человек формализует знания о структуре объекта – это семантический аспект полученной информации.

Информация в виде знаний имеет высокую степень структуризации, что позволяет выделять полную информацию об окружающей действительности и создавать информационные модели исследуемых объектов. Полученные знания человек затем использует в своей практике, то есть для достижения поставленных целей, что отражает прагматический аспект.
Эффективность использования информации определяется показателями её качества:

  1. Репрезентативность – определяет критерии отбора для адекватного отображения свойств объекта. Здесь важное значение имеет правильность концепций, на базе которых формируются исходные параметры и обоснованность отбора признаков и связей отражаемого объекта.

  2. Содержательность – она определяет отношение количества семантической информации к общему объёму данных.

  3. Полнота – требует, чтобы информация содержала минимально необходимый объём данных, позволяющий правильно принять верное решение.

  4. Доступность – требует, чтобы информационное сообщение было представлено получателю в максимально понятной для него форме, что достигается выполнением соответствующих процедур его получения и преобразования.

  5. Своевременность – означает её поступление в течение оговоренного срока, который определяется исходя из условий решения поставленных задач.

  6. Точность – определяет степень близости полученной информации к реальному состоянию объекта

  7. Достоверность – определяется свойством информации отражать реально существующие объекты с необходимой точностью.

  8. Устойчивость – отражает её способность реагировать на изменение исходных данных без нарушения необходимой точности.


Информация классифицируется по видам, например:

Научная информация – наиболее полно отражающая объективные закономерности природы, общества и мышления.

Информацию подразделяют по областям получения и использования:

И по назначению:


В системах организационного управления выделяют экономическую информацию, связанную с управлением людьми, и техническую, связанную с управлением техники. Экономическая информация отражает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг. В связи с тем, что экономическая информация большей частью связана с общественным производством, то её часто называют производственной информацией.

Экономическая информация характеризуется большим объёмом, многократным использованием, преобразованием, большим числом логических операций и относительно несложными математическими расчётами для получения многих видов результирующей информации.

Структурной единицей экономической информации является показатель. Показатель представляет собой контролируемый параметр экономического объекта и состоит из совокупности реквизитов. Реквизит имеет законченное смысловое содержание и потребительскую значимость.

Реквизит – это логически неделимый элемент показателя, отражающий определённые свойства объекта или процесса. Реквизит нельзя разделить на более мелкие единицы без нарушения его смысла.

Каждый показатель состоит из одного реквизита основания и одного или нескольких реквизитов-признаков.

Реквизит-основание характеризует смысловое значение показателя и определяет его основу.

Реквизит-признак характеризует количественные значения показателя.

Методы оценки количества информации



Для того, чтобы оценить и измерить количество информации в соответствии с вышеизложенными аспектами, используются различные подходы и методы.

Среди них выделяются:

Исторически наибольшее развитие получил статистический подход.

Статистический подход
Этот подход изучается в разделе кибернетики, называемой “теорией информации”. Основоположником этого подхода считается Шеннон, опубликовавший в 1948 году математическую теорию связи.

Шенноном было введено понятие “количества информации” как меры неопределённости состояния системы, снижаемой при получении информации. Количественно выраженная неопределённость состояния получила название энтропии по аналогии с подобным понятием в статистической механике.

При получении информации уменьшается неопределённость, то есть энтропия системы. Очевидно, что чем больше информации получает наблюдатель, тем больше снимается неопределённость, и энтропия системы уменьшается. При энтропии, равной нулю, в системе имеется полная информация, и наблюдателю она представлена полностью упорядоченной.

Таким образом, получение информации связано с изменением степени неосведомлённости получателя о состоянии этой системы.

До получения информации её получатель мог иметь некоторые предварительные (априорные) сведения по системе X. Оставшаяся неосведомленность и является для него мерой неопределённости состояния, т.е. мерой энтропии системы.

Обозначим априорную энтропию системы X как H(X). Тогда после получения некоторого сообщения наблюдатель приобретает дополнительную информацию I(X), которая уменьшит его начальную неосведомлённость так, что апостериорная (после получения информации) неопределённость системы станет H’(X). Тогда количество информации может быть определено как , то есть количество информации измеряется уменьшением (изменением) неопределённости состояния системы.

Если апостериорная энтропия системы обратится в 0, но первоначально неполное знание заменится полным знанием, и количество информации, полученной в этом случае наблюдателем, будет , то есть энтропия системы может рассматриваться как меря недостающей информации.

Если система X обладает дискретным состоянием, то есть переходит из состояниz в состояние скачком, и количество этих состояний равняется N, а вероятность нахождения системы в каждом из этих состояний , , , тогда, согласно теореме Шеннона, энтропия системы равна:

.

Здесь коэффициент и основание логарифма a определяют систему единиц измерения количества информации.

Логарифмическая мера информации была предложена Хартли для представления технических параметров систем связи как наиболее удобная и более близкая к восприятию человеком, привыкшему к линейным уравнениям с принятыми эталонами. Знак “–“ поставлен для того, чтобы значение энтропии было положительным, так как и log<0.

Если все состояния равновесны, то есть , то её энтропия будет определяться выражением:

.
Энтропия обладает рядом свойств.

Энтропия равна нулю только тогда, когда все вероятности , кроме одной, равны нулю, и эта вероятность . Таким образом, H(X)=0 только в случае полной определённости состояния системы.

При заданном числе состояний системы N величина H(X) максимальна и равна:

.

Единица измерения количества информации определяется с помощью выражения для энтропии системы с равновероятными состояниями.

Пусть система имеет два равновероятных состояния (N=2). Будем считать, что снятие неопределённости о состоянии такой системы даёт одну единицу информации. Так как при полном снятии неопределённости энтропия количественно равна информации, тогда справедливо:

, .

Очевидно, что правая часть равенства тождественно равна единице информации, если принять , а основание логарифма a=2.

В общем случае при N равновероятных состояний количество информации будет:

- формула Хартли.

Эта формула показывает, что количество информации, необходимое для снятия неопределённости по системе с равновероятными состояниями, зависит лишь от количества этих состояний.

Информация о состояниях системы передаётся получателю в виде сообщений, которые могут быть представлены в различной синтаксической форме (например, в виде кодовых комбинаций, использующих m различных символов и n разрядов), в каждом из которых может находиться один из символов. Если ход не избыточный, то каждая кодовая комбинация отражает одно состояние системы.

Количество кодовых комбинаций:

.

Если это выражение подставить в формулу Хартли, то получим:

.

Если код двоичный, то m = 2, и .

В этом случае количество информации в сообщении составит n двоичных единиц, называемых битами (binary digit -> bit).

При использовании в качестве основного логарифма числа 10, то единица информации будет десятичной, и называться дитом. Иногда удобно использовать число e как основание. В этом случае единицы информации называются натуральными или натами.

Введённая количественная статистическая пера информации широко используется в теории информации для оценки собственной, взаимной, условной и других видов информации.

Под собственной информацией понимается информация, содержащаяся в данном конкретном сообщении, а конкретное сообщение даёт получателю информации информацию о возможности существования конекретного состояния системы. Тогда количество собственной информации, содержащейся в сообщении , будет равно:

.

Собственная информация имеет следующие свойства:

  1. Собственная информация не отрицательна

  2. Чем меньше вероятность возникновения сообщения, тем больше информации оно содержит.

  3. Если сообщение имеет вероятность возникновения, равную единице, то информация равна нулю, так как заранее известно, что может прийти только это сообщение, а потребитель ничего нового не получит.

  4. Информация имеет свойство аддитивности, то есть количество собственной информации нескольких независимых сообщений, равно их сумме:

.

Необходимо отметить, что статистический подход к количественной оценке информации был рассмотрен для дискретных систем, случайным образом переходящих из состояния в состояние, и, следовательно, сообщения об этих состояниях также возникают случайным образом. Кроме того, статистический метод определения количества информации практически не учитывает семантического и прагматического аспекта информации.
Семантический подход
Этот подход является наиболее трудно формализуемым и до сих пор окончательно неопределившимся.

Наибольшее признание для измерения смыслового содержания информации получила тезаурусная мера, предложенная Ю.И. Шнейдером.

Для получения и использования информации её получатель должен обладать определённым запасом знаний. Если индивидуальный тезаурус (словарь) потребителя отражает его знания о данном предмете, то информацию , содержащуюся в некотором сообщении, можно оценить степенью этого тезауруса, произошедшего под воздействием этого сообщения. Очевидно, что количество этой информации нелинейно зависит от состояния индивидуального тезауруса пользователя. Если индивидуальный тезаурус получателя близок к 0, то и полученная информация также будет близка к 0. Иными словами, получатель не понимает принятого сообщения, и, как следствие, для него количество воспринятой информации равно нулю.

Такая ситуация эквивалентна прослушиванию сообщения на неизвестном иностранном языке. Соответственно, сообщение не лишено смысла, однако оно непонятно и, как следствие, не имеет информативности.

Количество сообщений также будет равно нулю, если пользователь информации абсолютно всё знает о предмете, и сообщение не даёт ему ничего нового.

Между этими полярными значениями тезауруса существует некоторое оптимальное значение опт, при котором количество информации , извлекаемое из сообщения, становится для получателя максимальным. Эта функция зависимости количества информации от состояния индивидуального тезауруса пользователя имеет вид:


Рис. 2. Зависимость количества информации от тезауруса
Тезаурусный метод подтверждает тезис о том, что информация имеет свойство относительности и имеет, таким образом, относительную субъективную ценность.

Для того, чтобы объективно оценивать нвучную информацию, появилось понятие “общечеловеческий тезаурус”, степень изменения которого и определяет значительность получаемых человечеством новых знаний.
Прагматический подход
Он определяет количество информации как меру, способствующую достижению поставленных целей.

Этот подход предложил А.А. Харкевич.

Он предлагал принять за меру ценности информации количество информации, необходимое для достижения поставленной цели. Этот подход базируется на статистической теории Шеннона и рассматривает количество информации как приращение вероятности достижения цели.

Так, если принять вероятность достижения цели до получения информации равной , а после её получения - , то прагматическое количество информации будет:

.

Если основание логарифма a принять равным 2, то будет измеряться в битах, как и при статистическом подходе.

При оценке количества информации в семантическом и прагматическом аспектах необходимо учитывать и временную зависимость информации. Дело в том, что информация, особенно в системах управления экономическими объектами, имеет свойство стареть, то есть её ценность со временем падает, и важно использовать её в момент наибольшей ценности.
Структурный подход
Он связан с проблемами хранения, реорганизации и извлечения информации, и по мере увеличения объёмов накапливаемой в компьютерах информации, приобретает всё большее значение. При структурном подходе абстрагируются от субъективности, относительной ценности информации и рассматривают логические и физические структуры организации информации.

С изобретением компьютера появилась возможность хранить на машинных носителях громадные объёмы информации, но для её эффективного использования необходимо определить такие структуры организации информации, чтобы существовала возможность быстрого поиска, извлечения, записи, модификации информационной базы.

При машинном хранении информации структурной единицей информации является 1 байт, содержащий 8 двоичных единиц информации, то есть 8 бит.

Менее определённой, но также переводимой (...) является неделимая единица экономической информации – реквизит. Реквизиты объединяются в показатели, показатели – в записи, записи – в массивы, из массивов создаются комплексы массивов, а из комплексов – информационные базы.

Структурная теория позволяет на логическом уровне построить оптимальную структуру информационной базы, которая потом с помощью определённых средств реализуется на физическом уровне – уровне технических устройств хранения информации. От выбранной структуры хранения зависит такой важный параметр, как время доступа к данным, то есть структура влияет на время записи и доступа к информации, а, значит, и время реорганизации и создания информационных баз (ИБ). ИБ, совместно с системой управления базой данных (СУБД) формируют автоматизированный банк данных. Значения структурной теории информации растёт при переходе от банка данных к банку знаний, в которых информация подвергается ещё более высокой степени структуризации.

После преобразования информации в машинную форму, её семантический и прагматический аспекты как бы уходят в тень, и дальнейшая обработка происходит по “машинным” законам, одинаковым по информациям любого смыслового содержания.

Информация в машинном виде (в виде электрических, магнитных и тому подобных сигналов и состояний) называется данными. Для того, чтобы понять их смысловое содержание, необходимо данные снова преобразовать в информацию. Преобразование “информация => данные” производится в устройствах ввода-вывода ЭВМ.

Методы обработки данных



На выбор того или иного способа обработки данных в АИТ влияет большое количество факторов, связанных как с самим объектом управления, так и с управляющей системой.

Количество возможных вариантов построения технологических процессов обработки данных оказывается довольно значительным, поэтому с целью облегчения изучения и проектирования этих процессов целесообразно выделить некоторые классы процессов. При этом значительное влияние оказывают возможные режимы обработки данных в вычислительной системе.

Целесообразно выделять режим работы и режим эксплуатации вычислительных систем.

Режим эксплуатации связан с повышением эффективности работы пользователя

Режим работы определяет эффективность работы вычислительной системы.

Эффективность работы вычислительной системы часто характеризуется её производительностью. Большое влияние на производительность оказывает возможность совмещения в системе устройств ввода-вывода для центрального процессора (ЦП). Такую возможность обеспечивает многопрограммный режим работы.

Наличие нескольких процессоров также влияет на производительность. Такой режим работы называется многопроцессорным.

К режиму эксплуатации вычислительной системы относится режим пакетной обработки: off-line. Это объединения нескольких прикладных программ в группы, именуемые пакетами. Для данного режима характерно невмешательство оператора, высокая эффективность работы вычислительной системы, но большие затраты времени на ожидание результата.

Ускорение выдачи результата возможно при использовании режима работы системы, называемого параллельной обработкой или квантованием времени. Каждой прикладной программе из группы выделяется квант времени, по истечении которого управление передаётся следующей программе. Это позволяет получить результат по коротким программам до окончания обработки всего пакета.

Ещё более ускоряет получение ответа пользователь. Возможность непосредственного доступа осуществляется в оперативном режиме обработки: on-line.

При многопроцессорном режиме обработки ЭВМ с использованием квантования времени и режима непосредственного доступа, получается режим разделения времени: time-sharing.

Задачи, решаемые АСУ, можно подразделить на задачи, которые требуют немедленного ответа, и задачи, допускающие задержку ответа. Для задач с немедленным ответом предназначен режим реального времени. Он характеризуется дистанционной обработкой информации или телеобработкой. Телеобработка применима и для других режимов (например, для пакетного). Она позволяет передавать пакеты на обработку ЭВМ и получать резуьтаты пользователя, находящегося на значительном расстоянии от неё.

Для передачи данных используются каналы связи.

Выбор того или иного режима эксплуатации вычислительной системы определяется параметрами решаемых задач.

Когда пользователь имеет доступ к каким-либо терминалам и в обработке учувствует небольшой объём данных (что характерно для информационного поиска и обработки сообщений) целесообразно использовать непосредственный доступ с немедленной обработкой.

Для больших объёмов информации и некритичности времени обработки характерен пакетный режим. Он сочетается с телеобработкой, что обеспечивает более быструю доставку результатов пользователю.

Подготовленные и введённые в вычислительную систему дынные в процессе хранения располагаются на внешнем носителе информации.

Идеология, положенная в основу хранения, во многом определяет технологию внутри машинной обработки данных, то есть рост избыточности информационных массивов, возрастание суммарного объема архивов данных, и, соответственно, рост машинного времени и числа работников приводит к необходимости организации хранения данных в виде банка данных, что облегчит внесение изменений в массивы.

Значительная часть информации подлежит переработке, хранению, передаче, сбору, доведению до пользователя. Остальная часть поступает извне или вырабатывается внутри производства, то есть имеют место процессы циркуляции и переработки информации. Они называются информационными процессами

Превращение информации в ресурсы



Обеспечение любого вида деятельности составляют финансы, материальные ресурсы, штаты и информационные ресурсы. Если первые 3 вида ресурсов можно рассмотреть обособленно, то информационные ресурсы тесно взаимосвязаны с каждым из них, и по уровню иерархии стоят выше, так как используются при управлении остальными.

Информацию как вид ресурсов можно создавать, искать, принимать, копировать в той или иной форме, обрабатывать и разрушать. Информационные образы могут создаваться в самых разнообразных формах:

Важность информации как экономической категории составляет одну из главнейших характеристик индустриальной эпохи.

Информационный ресурс – концентрация имеющихся фактов, документов, данных и знаний, отражающих реальное, изменяющееся во времени состояние общества и используемых при подготовке кадров научных исследований и материального производства.

Факты – результат наблюдения за состоянием предметной области.

Документ – часть информации, определённым образом структурированная и занесённая на бумажный носитель.

Данные – вид информации, отличающийся высокой степенью форматируемости, в отличие от более свободных структур, характерных для речевой, текстовой и визуальной информации.

Знания – итог теоретической и практической деятельности человека, отражающие накопление предыдущего опыта и отличающиеся высокой степенью структурированности.

Можно выделить 3 основных вида знаний:

  1. Декларативные (факториальные), представляющие общее описание объекта, что не позволяет использовать их без предварительной структуризации конкретной предметной области.

  2. Понятийные (системные), содержащие взаимосвязи между понятием и свойством понятий.

  3. Процедурные (алгоритмические), позволяющие получить алгоритм решения.



Контрольные вопросы





  1. В чём сущность создания информационного общества?

  2. Какие существуют точки зрения на понятие “информация”?

  3. В чём заключается понятие “информация”?

  4. Какие существуют виды иерархии информации?

  5. В чём суть информационного подхода к процессу управления?

  6. Чем определяются количественные характеристики информации?

  7. Какие критерии используются при статистическом подходе к оценке качества информации?

  8. В чём суть семантического подхода к оценке качества информации?

  9. В чём суть прагматического подхода к оценке качества информации?

  10. Чем определяется информационный ресурс и каковы его составляющие?


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации