Составляющие информационных процессов (операции над информацией)

Вопросы для проверки знаний

1. Что называют информацией

2. Что означает термин "информатика", и каково его происхождение?

3. В чем смысл понятий "объект информации" и "субъект (адресат) информации"?

4. Назовите основные виды информации по отношению к своему адресату.

5. Что такое "информационные каналы"? Приведите примеры.

6. Назовите основные виды информации, используемые человеком.

7. Назовите основные типы носителей информации. Приведите их примеры.

8. Назовите основные виды информации по отношению к конечному результату и по ее изменчивости.

9. Назовите действия, называемые информационными процессами. Приведите примеры ситуаций, в которых информация: а) создаётся; б) копируется; в) передаётся; г) обрабатывается; д) воспринимается; е) разрушается; ж) запоминается; з) измеряется; и) ищется; к) делится на части; л) принимается; м) упрощается.

10. Что подразумевается под понятиями "информационная система" и "информационная технология "?

В информационных системах исходные сведения об объекте претерпевают многократные преобразования. Основными составляющими данных информационных процессов являются следующие действия:

1) отбор (выбор) информационных параметров объекта с учетом поставленных задач по его исследованию и/или обработке;

2) формирование сообщений, т.е. преобразование информации к стандартному виду, удобному для последующего ввода и машинной обработки;

3) ввод преобразованной информации в вычислительные устройства;

4) обработка информации - арифметические расчеты, логические операции и т.д.;

5) хранение и поиск информации;

6) передача и прием информации;

7) отображение (воспроизведение), представление информации человеку.

Рассмотрим основные особенности каждой составляющей информационных процессов.

1. Отбор информации. Любой физический объект определяется бесконечным числом различных информационных характеристик (параметров), которые описывают его с самых различных сторон. Деление всех признаков на группы осуществляют таким образом, чтобы параметры в каждой из них отражали близкие свойства объекта.

Например, книга может быть охарактеризована следующими группами информационных параметров:

- семантические и прагматические (сюжет, содержание, фабула, художественные достоинства и т. п.);

- геометрические (длина, ширина, толщина, форма обложки и пере­плета и т. д.);

- физические (вес, гигроскопичность, шероховатость бумаги);

- статистические (среднее количество знаков (букв) на странице, распределение букв по частоте их появления и т. п.);

- химические (влагозащищенность, стойкость, материал переплета и т. п.).

Процесс отбора информации всегда носит селективный характер и заключается в выделении совокупности его наиболее важных для решения поставленной задачи признаков (параметров), а также связей (отношений) между ними. Например, в случае с книгой для хранения информации на магнитной ленте важно знать, сколько знаков содержится в книге, а для хранения самой книги в некотором архиве (депозитарии) наиболее важными являются геометрические параметры, химические свойства бумаги.

Обозначим для объекта (системы) S множество выделенных параметров через U, а отнощения между ними - через R₁,..., R_n. Такой отбор задает модель объекта вида М_O={U; R₁,..., R_n}. Элементы множества U могут быть также системами, по сложности не уступающими исходной системе S.

Пример 1. Из литературы по радиотехнике составлен словарь часто встречаемых (ключевых) слов (называемых дескрипторами), обозначенных следующим образом:

x₀₁ – антенна; x₀₂ – кодер; x₀₃ – оператор; x₀₄ – передатчик; x₀₅ – приемник; x₀₆ – шум (помеха); x₀₇ – сигнал; x₀₈ – усилитель; x₀₉ – экран (ЭЛТ).

Дескрипторы задают множество выделяемых параметров. Отбор информации можно выполнить следующим образом. Пусть исследуемый семантический блок имеет вид предложения:

“Приходящий сигнал воспринимается антенной, преобразуется усилителем приемника и направляется на экран электронно-лучевой трубки для выдачи оператору”.

Процесс отбора информации представляют в виде следующих этапов: массив – семантический блок – модель блока. Он описывается формулой

O_i®S_i®M_O.

где O_i – исследуемый массив (совокупность текстов); S_i – выбранный из массива семантический блок (предложения текста); M_O – модель семантического блока. Знак “®” означает понятие “соответствует”.

В этом случае модель массива, построенная при отборе в соответствии с заданным словарем, содержит только множество выделенных параметров и имеет вид:

M_O=ïx₀₇x₀₁x₀₈x₀₅x₀₉x₀₃ï.

Пример 2. Наряду со словарем ключевых слов составлен словарь отношений (глагольных воздействий, называемых релатемами) между отдельными дескрипторами:

R₀₁ – воспринимать; R₀₂ – выделять; R₀₃ – высвечивать; R₀₄ – преобразовывать; R₀₅ – усиливать; R₀₆ – направлять; R₀₇ – выдавать.

Тогда модель семантического блока будет иметь вид

M_O=ïx₀₇R₀₁x₀₁R₀₄x₀₈x₀₅R₀₆x₀₉R₀₇x₀₃ï.

Объем выборки в модели может зависеть от падежных окончаний ключевых слов, их соподчинения и т. п.

Отбор информации представляет важную область информационных технологий Особенно он необходим в сложных информационных системах. При оптимальном отборе наряду с выделением существенной доли требуется обоснованно отбросить неважную или ненужную информацию об объекте В то же время, неправильный отбор может привести к потере информации, необходимой для решения задачи.

2. Формирование сообщений. Процесс формирования сообщений осуществляют на основе отобранной информации об объекте. Он заключается в составлении описания объекта на некотором формальном языке, который понятен адресату. Такое построение отобранной информации обеспечивает ее ввод в систему-адресат и осуществление последующих операций по ее преобразованию.

Формирование сообщений обычно сводится к решению двух основных взаимосвязанных задач - минимизации общего объема передаваемой информации при сохранении либо допустимом сокращении ее смыслового содержания.

На практике построение формализованных сообщений широко используется для создания так называемых поисковых образов документов, для обработки экономической информации, при сжатии (компрессии) сообщений и т. д.

3. Ввод информации. В процессе ввода информации осуществляются:

- выбор такого вводного устройства и программного обеспечения, которые соответствуют выделенному элементу информации;

- образование кодовой комбинации для данного информационного элемента;

- передача кодовой комбинации в канал связи.

4. Обработка информации. Обработка – одна из основных операций над информацией. Она заключается в получении одних информационных объектов из других за счет их преобразования по заданным алгоритмам. Техническими средствами обработки информации являются всевозможные вычислительные устройства и системы, в первую очередь, компьютер.

Характерным для задач обработки информации является то, что при их решении применяются общие, многократно повторяющиеся процессы преобразования информационных массивов - упорядочение, выборка, поиск, редактирование и т. д.. Эти типовые процессы выражаются при помощи набора типовых операций, которые можно разделить на четыре класса:

- операции структурного преобразования (изменение структуры, упорядоченности и размеров массивов);

- операции изменения значений величин (выполнение арифметических и логических преобразований, например суммирование, определение прихода – расхода материалов и т. п.);

- операции перемещения данных (изменение места хранения массивов внутри системы);

- операции управления (изменение порядка выполнения операций в процессе обработки информации).

5. Хранение и поиск информации. Необходимость промежуточного либо долговременного хранения информации возникает при выполнении практически всех видов операций с информацией. Типовыми ситуациями являются следующие:

- число приходящих в систему сообщений превышает пропускную способность вводных устройств (либо человека-оператора) или же пропускную способность канала связи; поэтому в этом случае сформированные сообщения в случае перегрузки входного канала должны накапливаться в промежуточном запоминающем устройстве и выбираться из него по мере возможности;

- канал связи “открыт” только в строго определенное, ограниченное время (например, при циклическом опросе периферийных датчиков из единого информационного центра), и все сообщения поступают в общий накопитель, из которого выбираются при установлении связи, что обеспечивает автоматическую передачу собираемой информации на высокой скорости;

- необходимо организовать массив данных ("банк данных”), например, с целью поиска необходимой информации.

В первом случае хранилище информации сглаживает неравномерность поступления сообщений на вход передающей системы, во втором случае информационное обслуживание осуществляется группами сообщений, в третьем случае формируется система хранения, поиска и размещения информационных массивов - так называемая информационно-поисковая система (ИПС).

В общем случае поиском позаданному набору признаков (информационному запросу) в массиве данных называют процесс, при котором производится соотнесение признаков с каждым объектом, хранящимся в массиве. Информационным поиском называют совокупность логических и технических операций, имеющих конечной целью нахождение документов, фактов и других информационных объектов, соответствующих (релевантных) запросу потребителя. В сети Интернет в настоящее время работают десятки миллионов пользователей, значительная доля их работает в режиме онлайн (англ. "on-line" - интерактивный доступ в любой момент времени). Для организации оперативного поиска практически используют автоматизированные ИПС, функции которых непрерывно расширяются.

6. Передача и прием информации. Процесс передачи информации обычно состоит из следующих этапов:

- исходное сообщение S, выданное источником, предварительно подготавливается (кодируется) в передатчике в виде некоторой последовательности сигналов С (S);

- данная последовательность передается по линии связи в приемник;

- поскольку обычно на линию связи воздействуют помехи, затрудняющие передачу, то на приемник последовательность С (S) может поступить в искаженном виде, который обозначим С¢ (S);

- в приемнике происходит декодирование и исправление принятой информации С¢ (S), в результате чего потребитель получает исходное сообщение S.

7. Отображение (воспроизведение) информации. Большинство современных систем, реализующих информационные процессы, представляют собой сложные комплексы различных технических устройств, которые эффективно работают лишь при участии человека или коллектива людей. На основании этого должна быть построена система представления (отображения) информации оператору. При построении и практическом функционировании таких систем должны быть определены решения следующих задач:

- определение способов представления информации, максимально повышающих эффективность и надежность работы оператора и системы в целом;

- выбор оптимальных для восприятия средств отображения информации при реализации различных способов ее представления;

- рациональное проектирование и использование пультов управления, приборов сигнализации и других устройств выдачи информации человеку;

- применение специальных технических средств для выдачи информации человеку.

В общем виде основные требования к средствам отображения информации (СОИ) формулируются следующим образом:

- подача оператору информации должна обеспечиваться в тот момент, когда возникает необходимость принятия решения;

- количество поступающей информации должно соответствовать реальным воз­можностям человека по переработке информации и не превышать их;

- предъявляемая информация должна поступать в форме, адекватной особенностям восприятия человека, специфике выполняемых оператором функций, общим условиям его работы, квалификации оператора и его личным качествам.

Дата добавления: 2014-01-20