лекции полностью

самому себе. При таком понимании любая информация с неизбежностью содержит два компонента – содержательный и материальный. То есть, вопервых, она должна быть понятна тем, для кого предназначена (содержательный компонент), во-вторых, представлена на том или ином материальном носителе, например бумаге (материальный компонент).

Ясно, что одну и ту же информацию можно представить совершенно по-разному (например, на русском или на английском языке) и на разных носителях (в книге, на магнитном диске).

Если оставить в стороне смысловой компонент информации и абстрагироваться от любого конкретного материального ее носителя, то все еще остается нечто, что может быть предметом исследования. Это формальный компонент. Он включает идею кодирования как таковую, т.е. безотносительно к смыслу кодируемого и независимо от физических свойств носителя информации. Формальный компонент принимает во внимание лишь количественные, частотно-вероятные и структурные свойства информации.

Формальные свойства информации можно исследовать математическими методами. Так родилась теория информации. Причем результаты этих исследований равно применимы к любым процессам и явлениям, в том числе и не относящимся к информационным в узком смысле этого слова, лишь бы они обладали формальными свойствами информационных процессов. Поэтому совершенно логично, что сегодня слово «информация» имеет гораздо более широкое значение. Некоторые исследователи даже связывают понятие информации с разнообразием в природе и обществе, с упорядоченностью вообще.

Информация может существовать в виде:

текстов, рисунков, чертежей, фотографий;

световых или звуковых сигналов;

радиоволн;

электрических и нервных импульсов;

магнитных записей;

жестов и мимики;

запахов и вкусовых ощущений;

хромосом, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов и т.д.

Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами.

С практической точки зрения информация всегда представляется в виде сообщения, которое связано с источником сообщения, получателем сообщения и каналом связи.

Рисунок 2. Процесс передачи информации

Информация передаётся в форме сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику (получателю) посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое

кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи.

В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который

декодируется и становится принимаемым сообщением.

Спонятием информации связаны такие понятия, как сигнал, сообщение

иданные.

Сигнал (от латинского signum - знак) представляет собой любой процесс, несущий информацию.

Различают две формы представления информации - непрерывную и дискретную. Поскольку носителями информации являются сигналы, то в качестве последних могут использоваться физические процессы различной природы. Например, процесс протекания электрического тока в цепи, процесс механического перемещения тела, процесс распространения света и т.д. Информация представляется (отражается) значением одного или нескольких параметров физического процесса (сигнала) либо комбинацией нескольких параметров.

Сигнал называется непрерывным, если его параметр в заданных пределах может принимать любые промежуточные значения. Сигнал называется дискретным, если его параметр в заданных пределах может принимать отдельные фиксированные значения.

Сообщение - это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.

Данные - это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.

Понятие данные более общее, чем информация, в нем смысловые свойства сообщения как бы отступают на второй план. Когда нет необходимости подчеркнуть разницу между понятиями данные (вся совокупность сведений) и информация (новые полезные сведения), эти слова используют как синонимы.

В соответствии с этим для оценки количества информации используются разные единицы.

При передаче информации важно обратить внимание на то, какое количество информации пройдет через передающую систему. Ведь информацию можно измерить количественно, подсчитать. И поступают при подобных вычислениях самым обычным путем: абстрагируются от смысла сообщения, как отрешаются от конкретности в привычных всем нам арифметических действиях (как от сложения двух яблок и трех яблок переходят к сложению чисел вообще: 2+3).

1.2.2.Свойства информации

Кважнейшим свойствам информации относятся:

адекватность;

достоверность;

полнота;

ценность;

своевременность (актуальность);

понятность;

доступность.

Адекватность информации может выражаться в трех формах: семантической, синтаксической, прагматической.

Синтаксическая адекватность отображает формально-структурные характеристики информации и не затрагивает ее смыслового содержания. На синтаксическом уровне учитываются тип носителя и способ представления информации, скорость передачи и обработки, размеры кодов представления информации, надежность и точность преобразования этих кодов и т.п. Информацию, рассматриваемую только с синтаксических позиций, обычно называют данными, так как при этом не имеет значения смысловая сторона. Эта форма способствует восприятию внешних структурных характеристик, т.е. синтаксической стороны информации.

Семантическая (смысловая ) а декватность определяет степень соответствия образа объекта самому объекту. Семантический аспект предполагает учет смыслового содержания информации. На этом уровне анализируются те сведения, которые отражает информация, рассматриваются смысловые связи. В информатике устанавливаются смысловые связи между кодами представления информации. Эта форма служит для формирования понятий и представлений, выявления смысла, содержания информации и ее обобщения.

Прагматическая (потребительская) адекватность отражает отношение информации и ее потребителя, соответствие информации цели управления, которая на ее основе реализуется. Проявляются прагматические свойства информации только при наличии единства информации (объекта), пользователя и цели управления. Можно сказать, что прагматическая адекватность определяет полезность информации (ценность) для достижения

пользователем поставленной цели. С этой точки зрения анализируются потребительские свойства информации. Эта форма адекватности непосредственно связана с практическим использованием информации, с соответствием ее целевой функции деятельности системы.

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, т.е. перестаёт отражать истинное положение дел.

Информация полна, если её достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п. Для информации, отображаемой цифровым кодом, известны четыре классификационных понятия точности:

формальная точность, измеряемая значением единицы младшего разряда числа;

реальная точность, определяемая значением единицы последнего разряда числа, верность которого гарантируется;

максимальная точность, которую можно получить в конкретных условиях функционирования системы;

необходимая точность, определяемая функциональным назначением показателя.

Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдёт применение в каких-либо видах деятельности человека.

Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она ещё не может быть усвоена), так и её задержка. Свойство актуальности информации особо важную роль играет в ситуациях, которые очень быстро изменяются, например, торги на фондовой или валютной бирже.

Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной.

Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.

Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме. Поэтому одни и те же вопросы по-разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.

1.3. Информатизация и компьютеризация общества. Информационные ресурсы.

Информатизация общества - организованный социальноэкономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.

Информатизация - это сложный социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения. Он требует серьёзных усилий на многих направлениях, включая ликвидацию компьютерной неграмотности, формирование культуры использования новых информационных технологий и др.

Одной из важнейших задач теории информации является изучение природы и свойств информации, создание методов ее обработки, в частности преобразования различной современной информации в программы для вычислительной техники, с помощью которых происходит автоматизация умственной работы - своеобразное усиление интеллекта, а значит, развитие интеллектуальных ресурсов общества.

Уровень развития информационного пространства решающим образом влияет на экономику, обороноспособность и политику. От этого уровня в значительной степени зависит поведение людей, формирование общественно-политических движений и социальная стабильность. Целью информатизации во всем мире, и в том числе в России, является наиболее полное удовлетворение информационных потребностей общества во всех сферах деятельности.

С конца 80-х гг. ХХ в. стали говорить о переходе от материального общества к информационному.

1.Информация стала стратегическим ресурсом наряду с энергетическими, природными и трудовыми ресурсами;

2.Резко возросла доля занятых в сфере информационных технологий (более 50% занятого населения);

3.Изменилась структура потребительских расходов. Если раньше большую часть доходов население тратило на приобретение одежды, автомобилей (товары «старой экономики»), то теперь стремительно растет доля высокотехнологичных товаров, которые экономят время: телефон, связь, оплата услуг по финансовым операциям (фонды, биржа), ПК, развлечение

иотдых, кабельное телевидение. Ежегодный рост расходов населения на товары старой экономики составил в 1999 году приблизительно 0,9%, а на товары новой экономики – 12,5%. В 2000 году мировой рынок информационных технологий (по данным ЮНЕСКО) составил около 4 трлн долларов, а автомобильный – лишь 0,5 трлн долларов.

Впериод перехода к информационному обществу необходимо подготовить человека к быстрому восприятию и обработке больших объемов

информации, овладению им современными средствами, методами и технологий работы. Новые условия работы порождают зависимость информированности одного человека от информации, приобретенной другими людьми. Поэтому уже недостаточно уметь самостоятельно осваивать и накапливать информацию, надо научиться такой технологии работы с информацией, когда подготавливаются и принимаются решения на основе коллективного знания. Это говорит о том, что человек должен иметь определенный уровень культуры по обращению с информацией. Для отражения этого факта был введен термин информационная культура.

Информационная культура – умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи современные технические средства, методы и компьютерные технологии. Информационная культура является продуктом разнообразных творческих способностей человека и проявляется в следующих аспектах:

1)в конкретных навыках по использованию технических средств (от телефона до персонального компьютера и компьютерных сетей;

2)в способности использовать в своей деятельности конкретные программные продукты;

3)в умении извлекать информацию из различных источников: периодической печати, электронных коммуникаций, представлять ее в понятном виде и уметь эффективно использовать;

4)во владении основами аналитической обработки информации;

5)в знании особенностей информационных потоков в своей предметной области.

Информационные ресурсы - это идеи человечества и указания по их реализации, накопленные в форме, позволяющей их воспроизводство: книги, статьи, патенты, диссертации, научно-исследовательская и опытноконструкторская документация, технические переводы, данные о передовом производственном опыте и др.

Информация – это специфический ресурс. Во-первых, со временем ее количество не уменьшается, а, наоборот, увеличивается, причем информационные ресурсы (в отличие от всех других видов ресурсов - трудовых, энергетических, минеральных и т.д.) тем быстрее растут, чем больше их расходуют. Появляется возможность накапливать опыт, систематизировать его и таким образом обеспечивать принятие эффективных решений. Во-вторых, информация является одновременно и предметом, и продуктом труда: исходные данные о фактическом состоянии, например объекта управления, – это предмет труда, а различные выходные документы, отчеты, справки, аналитические обзоры – это продукт труда.

1.4. Информационные процессы, технологии и системы

Процессы, связанные с определенными операциями над информацией,

называются информационными процессами.

Информационные процессы (сбор, обработка и передача информации) всегда играли важную роль в жизни общества. В ходе эволюции человечества просматривается устойчивая тенденция к автоматизации этих процессов.

Сбор информации – это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте. Сбор информации может производиться или человеком или с помощью технических средств и систем.

Обмен информацией – это процесс, в ходе которого источник информации ее передает, а получатель принимает. Обмен информации осуществляется с помощью сигналов, являющихся ее материальным носителем. Средства и способы установления и поддержания информационного обмена между различными системами (например, компьютер - пользователь) называется интерфейсом (англ. interface - внешнее лицо)

Принятую информацию получатель может использовать неоднократно. С этой целью он должен зафиксировать ее на материальном носителе (магнитном диске, фото, кино и др.). Процесс формирования исходного, несистематизированного массива информации называется накоплением информации.

Хранение информации - это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки. В отличие от накопления этот процесс связан с систематизацией данных, выбором определенного способа их организации с целью быстрого нахождения (выбора) необходимых данных.

Обработка информации – это упорядоченный процесс ее преобразования в соответствии с алгоритмом решения задачи, получение одних информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов. Обработка является одной из основных операций, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объёма и разнообразия информации.

После решения задачи (обработки информации) результат должен быть выдан конечным пользователям в требуемом виде. Эта операция реализуется в ходе решения задачи выдачи информации. Выдача информации, как правило, производится с помощью внешних устройств вычислительной техники в виде текстов, таблиц, графиков и т.д.

Совокупность методов и устройств, используемых людьми для обработки информации, называют информационной технологией.

Средства обработки информации - это всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь компьютер - универсальная машина для обработки информации. Компьютеры обрабатывают информацию путем выполнения некоторых алгоритмов.

Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем.

Человечество занималось обработкой информации тысячи лет. Существует мнение, что мир пережил несколько информационных революций. П е р в а я и н ф о р м а ц и о н н а я р е в о л ю ц и я заключалась в изобретении письменности. Резко возросли (по сравнению с предыдущим этапом) возможности по хранению информации. Человек получил искусственную внешнюю память. Организация почтовых служб позволила использовать письменность и как средство передачи информации. Кроме того, возникновение письменности было необходимым условием для начала развития наук (вспомним Древнюю Грецию, например). С этим же этапом, по всей видимости, связано и возникновение понятия натуральное число. Все народы, обладавшие письменностью, владели понятием числа и пользовались той или иной системой счисления.

Зафиксированное в письменных текстах знание было ограниченным и, следовательно, малодоступным. Так было до изобретения книгопечатания, ознаменовавшего в т о р у ю и н ф о р м а ц и о н н у ю р е в о л ю ц и ю . Здесь наиболее очевидна связь информации и технологии. Книгопечатание можно смело назвать первой информационной технологией. Воспроизведение информации было поставлено на поток, на промышленную основу. По сравнению с предыдущим этот этап не столько увеличил возможности по хранению (хотя и здесь был выигрыш: письменный источник - часто одинединственный экземпляр, печатная книга - целый тираж экземпляров, а следовательно, и малая вероятность потери информации при хранении (вспомним «Слово о полку Игореве»)), сколько повысил доступность информации и точность ее воспроизведения. Механизмом этой революции был печатный станок, который удешевил книгу и сделал информацию более доступной. Т р е т ь я р е в о л ю ц и я , плавно переходящая в ч е т в е р т у ю , обусловлена созданием современных информационных технологий. Этот этап связан с успехами точных наук (прежде всего математики и физики) и характеризуется возникновением таких мощных средств связи, как телеграф (1794 г. – первый оптический телеграф, 1841 г. – первый электромагнитный телеграф), телефон (1876 г.) и радио (1895 г.), к которым (как завершение этапа) добавилось и телевидение (1921 г.). Кроме средств связи, появились новые возможности по получению и хранению информации - фотография и кино. К ним также очень важно добавить разработку методов записи информации на магнитные носители (магнитные ленты, диски). Но самым поразительным было создание современных компьютеров и средств телекоммуникаций.

В настоящее время термин информационная технология

употребляется в связи с использованием компьютеров для обработки информации. Информационные технологии охватывают всю

вычислительную технику и технику связи и, отчасти, бытовую электронику,

телевидение и радиовещание. Они находят применение в промышленности, торговле, управлении, банковской системе, образовании, здравоохранении, медицине и науке, транспорте и связи, сельском хозяйстве, системе социального обеспечения, служат подспорьем людям различных профессий и домохозяйкам.

Народы развитых стран осознают, что совершенствование информационных технологий представляет самую важную, хотя дорогостоящую и трудную задачу.

Внастоящее время создание крупномасштабных информационнотехнологических систем является экономически возможным, и это обусловливает появление национальных исследовательских и образовательных программ, призванных стимулировать их разработку.

Стержнем любой информационной технологии является выбор и реализация наиболее рационального информационного процесса, который можно определить как совокупность процедур по преобразованию и обработке информации.

Всвою очередь информационной процедурой принято считать совокупность однородных операций, воздействующих определенным образом на информацию. Основными информационными процедурами являются: регистрация, сбор, передача, кодирование, хранение и обработка информации.

Реализация любой задачи конкретного пользователя требует создания системы информационного обслуживания, которую чаще называют информационной системой.

Информационная система (ИС) - это совокупность различных средств

иметодов, предназначенных для сбора, подготовки, хранения, обработки и выдачи информации в интересах пользователя.

Любая информационная система создается с целью повышения эффективности того или иного вида деятельности. Рост объемов хранимой и обрабатываемой информации объективно обусловил развитие технических средств, необходимых для реализации информационных процедур. Появление ПЭВМ позволило реализовать автоматизированные ИС.

Вавтоматизированной информационной системе (АИС) ее основные компоненты приводятся в действие автоматическим устройством, алгоритмизация которого поддается математическому описанию.

АИС, как правило, - это комплекс, включающий следующие компоненты:

- языковые средства и правила, используемые для отбора и подготовки информации к вводу в ЭВМ, для отображения картины реального мира в модель данных, для работы пользователя с системой, для предоставления пользователю выдаваемой системой информации; - информационный фонд системы;

- способы и методы организации информационных массивов и всех процессов обработки информации в системе;

-алгоритмы функционирования системы, т.е. алгоритмы всех процедур по созданию, ведению и обработке информационных массивов, алгоритмы формирования ответов на запросы и пр.;

-программное обеспечение системы;

-технические средства, функционирующие в системе;

-персонал, обслуживающий информационные системы.

АИС классифицируются по характеру обрабатываемой информации и целевой функции.

По характеру обрабатываемой информации различают

документальные, фактографические и интеллектуальные АИС. В

документальных ИС объектами обработки, хранения и поиска являются определенные документы (патенты, законы, статьи, книги и другие информационные материалы). В фактографических ИС хранимая и обрабатываемая информация представляет собой конкретные сведения, факты (параметры и характеристики объектов, сведения техникоэкономического характера, результаты измерений, статистические данные и т.д.). в интеллектуальных АИС объектом хранения являются знания в той или иной предметной области.

Целевые функции определяются назначением данной системы. В зависимости от целей, стоящих перед АИС, можно выделить информационно-справочные, управленческие, информационно-расчетные, информационно-логические и экспертные системы. Практически большинство целевых функций не нуждается в раскрытии их назначения и области применения.

Рассмотрим экспертную систему, которая представляет собой объединение возможностей компьютера со знаниями и опытом эксперта в такой форме, что система может предложить разумный совет или осуществить разумное решение поставленной задачи. Дополнительной характеристикой такой системы является ее способность пояснить, по требованию пользователя, ход своих рассуждений в понятной для него форме.

Во всех системах существуют понятные и доступные средства общения пользователя с системой, в том числе пользователей, не специалистов в области вычислительной техники. С помощью этих средств пользователь формулирует свои запросы, вводит их в систему и воспринимает выдаваемую ему информацию.

В практической реализации АИС - это человеко-машинная система, функционирование которой предполагает наличие баз и банков данных, технических средств, языков запросов и ответов, пользователей данной системы и персонала, обслуживающего ее работу.

Банк данных - это система специальным образом организованных данных (баз данных), а также программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения