Воспроизведение и обработка данных

В природе и обществе все время происходят какие – то события и явления. Окружающие нас объекты являются объектами материального мира и существуют в двух формах: в виде материальных тел и в виде энергетических полей. Материя существует только в состоянии непрерывного движения, и, как следствие этого, поля и тела непрерывно взаимодействуют друг с другом.

Непрерывное энергетическое взаимодействие с объектами материального мира свойственно и человеку, так как он является обычным материальным объектом. В то же время он является организмом живой природы и в этом качестве обладает непрерывным внутренним обменом веществ. Эти два процесса могут взаимодействовать между собой. Результат такого взаимодействия мы воспринимаем как информационный обмен (ИО) между живой и неживой природой.

При восприятии через органы чувств окружающей среды как угрожающей у человека в организме происходят серьезные изменения в физиологических параметрах. В частности, может изменяться внутриартериальное давление, в кровь выделяются специальные вещества, повышающие частоту дыхания, усиливающие сердцебиение. Все это результат информационного обмена с внешней средой.

Информационный обмен необязательно инициируется только внешней средой. Человеку достаточно лишь представить опасность, чтобы в его организме начались физиологические реакции, связанные с изменением процесса обмена веществ. Здесь проявляется реакция на ранее зарегистрированные результаты предшествующего взаимодействия. На этом основаны механизмы вспоминания, воображения, логического мышления и другие.

Информационный обмен может не иметь материальную природу, но он с ней неразрывно связан. Информационный обмен развивается в виде информационных процессов. При рассмотрении информационного процесса в динамике на отдельных его этапах можно и не увидеть объектов живой природы, но в его начале или конце объект живой природы присутствует обязательно.

Взаимодействие материальных объектов всегда имеет энергетическую природу. По законам физики изменения, происходящие во внутренней структуре вещества или в энергетических полях, сопровождаются образованием сигналов. Сигналы распространяются во времени и в пространстве, не возникают из ничего и не исчезают бесследно. Распространение сигналов всегда завершается взаимодействием с веществом физических тел. Такое взаимодействие в информатике рассматривается как регистрация сигналов.

Сигналы разной физической природы взаимодействуют с веществом по-разному. Например, изменения магнитного поля могут быть зарегистрированы на ферромагнитном покрытии. На этом явлении основана запись данных на различные носители информации в компьютерной технике.

Информатика не исследует природу сигналов – ее интересует факт их регистрации. Результат регистрации сигналов информатика рассматривает как данные. Если сигнал зарегистрирован четко и легко различим на фоне других, он может стать источником информации о событиях, которые имели место, или предполагаемых событиях.

Таким образом, в информатике под данными понимают зарегистрированные сигналы.

Поскольку все сигналы имеют энергетическую, то есть материальную природу, то данные – тоже объекты материальной природы. След, который оставляет на бумаге карандаш или авторучка, – это результат их взаимодействия с окружающими телами. В результате такого взаимодействия могут быть зафиксированы, например, экономические данные. Для экономистов эти данные могут нести информацию о состоянии дел на предприятии. Для криминалистов эти данные несут информацию о подлинности документа. Если эти данные нельзя увидеть невооруженным глазом, то их можно разглядеть в микроскоп или подвергнуть спектральному анализу. В данном случае микроскоп или спектрограф представляют метод доступа к данным.

Для обычного человека текст, который он видит в документе, – это данные. Но для эксперта – криминалиста данными может быть текст, которого в документе нет (удален в результате подчистки). Разумеется, обычный наблюдатель и эксперт – криминалист получат в этом случае разную информацию из одного и того же документа, что обусловлено разными методами доступа к данным. Процесс получения данных и информации схематично показан на рисунке 1.5.

Для того чтобы данные стали информацией, обычно требуется не один, а множество взаимосвязанных методов. В настоящее время различают естественные и технические методы доступа к данным.

Естественные методы доступа присущи человеку и другим организмам живой природы. Если мы говорим о человеке, то к естественным относим все методы, основанные на его органах чувств (зрении, осязании, обонянии, слухе и вкусе).

Кроме методов, основанных на органах чувств, человек обладает и другими методами обработки данных. К ним можно отнести логическое мышление, воображение, сравнение, сопоставление, анализ, прогнозирование и другие.

Технических методы воспроизведения и обработки данных основаны на аппаратно – программных средствах.

Аппаратные методы обработки данных используются в тех случаях, когда физическая природа данных не позволяет применять для их воспроизведения и обработки естественные методы, основанные на органах чувств.

Аппаратные средства – это всегда устройства (приборы). Широко известны такие устройства воспроизведения данных как магнитофоны, видеомагнитофоны, телефоны, рентгеновские аппараты, телескопы, микроскопы и многие другие. С точки зрения информатики эти устройства выполняют общую функцию – преобразуют данные из формы, недоступной для естественных методов человека, в доступную для него форму.

Программные средства обеспечивают доступ к информации путём обработки данных с помощью компьютерных программ различного назначения. С помощью программных средств обычно получают статистическую, справочно-энциклопедическую, социологическую, научно – техническую, экономическую информацию. Особенностью компьютерных программ является их двойственная природа. С одной стороны, они проявляют себя как методы, а с другой – как данные.

Компьютерные программы могут существовать в двух фазах: активной и пассивной. В активной фазе программа работает совместно с оборудованием, ее команды управляют обработкой данных и взаимодействием с другим оборудованием.

В пассивной фазе компьютерная программа ничем не отличается от данных. Ее можно хранить, транспортировать по каналам связи, воспроизводить в виде печатного текста или экранного изображения. Программу, представленную как данные, можно редактировать, то есть изменять ее содержание.

В отдельных случаях данные должны проходить через достаточно длинные цепочки преобразования аппаратными средствами. Только тогда они станут доступными для восприятия человеком. В таких случаях применяют специальные устройства преобразования данных, но говорят уже не о преобразовании формы данных, а о преобразовании их формата. Например, видеозапись, выполненную с помощью любительской видеокамеры, нельзя передать по каналам телевизионного вещания без предварительного преобразования. В таких случаях данные из формата, в котором работают бытовые видеокамеры, преобразовывают в формат, с которым работают профессиональные средства телевещания и видеотехники.

Внедрение средств вычислительной техники позволяет автоматизировать обработку данных с помощью компьютеров. Компьютер одновременно сочетает аппаратные и программные методы обработки и представления данных.

Необходимо отметить взаимосвязь методов доступа и информации. Получая с помощью методов доступа новую информацию, человек глубже осознает происходящие события и явления, то есть получает новейшие знания. С помощью полученных знаний создаются новые, более совершенные методы и способы доступа к данным, позволяющие получать другие знания, более высокого уровня (рис. 1.6). Этот процесс бесконечен и фактически является двигателем человеческого прогресса.

Люди очень давно пыталось использовать реакцию человека на внешнее или внутреннее воздействия с целью получения правдивой информации путём отслеживания изменения тех или иных физиологических параметров человека. В древнем Китае, например, подозреваемым давали сухую рисовую муку, просили ее прожевать во время разговора. Если человек не смог этого сделать, его осуждали, считая это попыткой сокрытия правды

Аналогичным по своей сути являлось испытание, применявшееся в древней Индии, когда подозреваемому называли нейтральные и критические слова, связанные с деталями преступления. Человек должен был отвечать первым пришедшим ему в голову словом и одновременно тихо ударять в гонг. Было отмечено, что ответ на критическое слово сопровождался более сильным ударом. Упоминания о подобных процедурах встречаются у самых различных народов, живших в разные времена и в разных частях света.

С целью выявить и зафиксировать обман и был разработан прибор – полиграф, получивший в 20 – ых г.г. прошлого века название «детектор лжи».

Функционирование данных устройств основано на серьезных изменениях физиологических параметров человеческого организма в результате информационного обмена с внешней средой. Демаскирующие человека эмоциональные переживания проявляются в объективных, неконтролируемых сознанием физиологических показаниях. Реакция испытуемых на задаваемые вопросы регистрируется различными датчиками. Датчики могут регистрировать сухость во рту, внутриартериальное давление. В литературе появились сообщения о возможности контролировать мозг, состояние зрачков глаз и биополе человека. В начале 2003 г. немецкая фирма Infenion Technologies совместно со специалистами Института Макса Планка создала полупроводниковую технологию, позволяющую считывать электрические сигналы с живых нервных клеток.

После окончания опроса исследователь может провести обработку полученных данных с помощью специальных программных средств, т.е. применить программные методы доступа к данным. При обработке данных исследователь применяет и естественные методы обработки: анализ, логическое мышление, сопоставление и т. д. Анализу подвергаются также интонации голоса и реакции испытуемого при ответе на вопросы. После комплексного анализа данных, полученных в результате опроса на детекторе лжи, с определенной вероятностью можно судить о причастности испытуемого к определенному событию или явлению. Принцип работы детектора лжи показан на рисунке 1.7.

В настоящее время ассортимент детекторов лжи пополняется высокотехнологичными профессиональными компьютерными устройствами. Современный полиграф представляет собой компьютер, к которому подключены датчики (рис. 1.8).

С их помощью происходит измерение и фиксирование ряда физиологических показателей, относящихся к деятельности вегетативной нервной системы. Достоверность полиграфа напрямую связана с количеством фиксируемых параметров: чем больше, тем достовернее.

Таким образом, информация – это продукт взаимодействия данных и методов, рассмотренный в контексте этого взаимодействия.

В быту считают, что книги, газеты, журналы, радио и телевидение – это источники информации. Если строго подходить с позиций информатики, то это не совсем так. Все это источники данных. Станут ли данные информацией, зависит от того, какой метод доступа будет применен к ним, и в каких условиях это произойдет.

Тем не менее, говорят не о передаче данных, а о передаче информации, не о преобразовании и шифровании данных, а о преобразовании и шифровании информации, а также об ее автоматической обработке с помощью компьютеров.

Такое противоречие разрешается, если ввести понятие контекстного метода. Контекстным считается метод, который является общепринятым для работы с данными определенного типа. Этот метод должен быть известен как создателю данных, так и потребителю информации.

Для текстовых данных подразумевается контекстный метод чтения, основанный на зрении и на знании языка и азбуки. В таких случаях говорят о текстовой информации.

Для данных, представленных радиоволнами, контекстными являются аппаратные методы преобразования данных и потребления информации с помощью телевизионного или радиоприемника. Поэтому используют понятия «телевизионная информация», «информационная программа», «информационный выпуск» и т. п.

Для данных, представленных в цифровой форме и хранящихся в виде сигналов, зарегистрированных на магнитных носителях или циркулирующих в компьютерных сетях, контекстными являются аппаратные и программные методы вычислительной техники. Их также называют аппаратно – программными средствами информационных технологий.

Дата добавления: 2014-12-27