Мазмұны

Кіріспе 4

1 тарау. Ақпараттық жүйелердiң теориясының негiзгi ұғымдары 5

1.1 АЖ негіздерінің мақсаттары мен есептері 5

1. Объектіні басқарудың тиімділігін арттыру (С1-С3 мақсаттары): 10

2. АЖ ресурстарын тиімді қолдану (С4-С6 мақсаттары): 10

Қазіргі ақпараттық жүйелердің өзіне тән ерекшеліктері 11

1.3 Ақпараттық жүйе басқару жүйесінің негізгі бөлігі ретінде: негізгі түсініктер 14

2 тарау. Ақпараттық теория негіздері және сигналдардың теориясының негiздерi 17

2.1 Жүйе теориясының терминологиясы 17

2.2 Ақпараттық жүйе ұғымы 25

2.3 Жүйелік талдау 32

3 тарау. Ақпараттық белгiлердің параметрлерін басқару және модуляция 39

3.1 Ақпараттық жүйені құрудағы кибернетикалық амал 39

3.2 Ақпарат және басқару 39

3.3 Модуляция және демодуляция процедураларының мәні және мазмұны 44

3.4 Модуляцияның әртүрінің кедергі тұрақтылығы бойынша салыстырмалы сипаттамасы 46

3.5 Модуляцияның сандық әдісі 49

4 тарау. Мәлiметтiң берiлуiнiң каналдары 58

4.1 АЖ динамикалық сипаттау 58

4.2 Агрегаттардық ақпараттық байланыс минималдығының принципі 59

5 тарау. Кодтау теориясының жалпы түсінігі 62

5.1 Шеннонның кодтау туралы фундаменталды теоремасы 62

5.2 Аналогтық-кодтау түрлендіргіші 65

6 тарау. Бөгеуiлге шыдамды кодтаудың негiздерi 67

6.1 Сигнал мен каналдың физикалық сипаттамасына сәйкестік 67

6.2 Хабарлама және байланыс каналдар қайнар көзінің статистикалық қасиетіне сәйкестік 68

6.3 Үздіксіз және дискретті байланыс каналдарының моделі 72

6.4 Үздіксіз және дискретті байланыс каналдарының өткізу мүмкіндіктері 78

6.5 Уақыт бойынша дискреттеу 81

6.6 Котельников теоремасы бойынша есептеулердің дәлдігін таңдау 82

7- тарау. Криптографиялық кодтау 91

7.1 Кедергі тұрақтылық кодтау 91

7.2 Сызықтық топтық кодтар 93

Глоссарий 98

Қолданылған әдебиеттер тізімі 101

Кіріспе

Қоршаған орта өзара байланысты биологиялық, техникалық, әлеуметтiк-экономикалық және тағы басқа жүйелердiң жиынтығынан тұрады, нақты ұйымсыз қалыпты жұмыс жасау мүмкін емес. Бұл жүйелердiң ұйымдарында, бiрiншiден, құрылымның сақталуын қамтамасыз ететiн басқару, режимі және оның қызметi, ұйымның мақсатты бағдарламаларын iске асыруды, сонымен бiрге, өзгеретiн шарттарға бейiмделуi; екiншiден, байланыс (ақпараттың берiлуi), өйткенi жүйемен басқару күйі және көрcетiлген жүйелердiң мiнез-құлығы туралы кездесiп отыратын мәлiметтердiң үлкен көлемдерiнiң тартуымен және өңдеуi өте маңызды функциялар болып табылады.

Ақпараттық жүйелерді құрастыратын объектілерге бағдарламалау тілдері, компьютерлер, есептеу желісі және басқа да аппаратты - программалық құралдар, процедураларының орындаулары үшiн қолайлы деректердi өңдеу және беру үшін арналған болып табылады. Сонымен бiрге деректердi өңдеу нақты мағынасыз iске асатынын атап өту керек, яғни мазмұнның өңдеуiсiз, және мәлiметке мәлiметтерiнiң өзгеруi нәтижелердiң интерпретациясының кейбiр тетiктерiнiң бар болуын ескередi. Алған мәлiметтердiң мағыналы мазмұнының бағасын игерiлген алгоритмдары көмегiмен деректердi өңдеуге болатын жүйенiң сыртына (қолданушы) оператор адам бiлiмдерінiң жүйесi арқылы логикалық қорытындылар және эвристикалық үлгiлерді алады. Қолданушы жүйені қарастырған кезде субъект рөлінде көрсетеді, бастапқы және өңделген мәлiметтiң анықтайтын құндылығын және бiрiгiп деректердi өңдеу ақпараттық жүйенiң тиiмдi жұмыс жасауын қалыптастырып ұйымдастырады.

1 Тарау. Ақпараттық жүйелердiң теориясының негiзгi ұғымдары

1.1 Аж негіздерінің мақсаттары мен есептері.

1.2 Қазіргі ақпараттық жүйелердің өзіне тән ерекшеліктері.

1.3 Ақпараттық жүйе басқару жүйесінің негізгі бөлігі ретінде: негізгі түсініктер.

1.1 Аж негіздерінің мақсаттары мен есептері

Бүгінгі таңда экономикалық ақпарат үлкен көлемде алуан түрлі идеялар мен тәсілдері бар жеке бір ғылыми-техникалық бағыт болып табылады. Деректерді өңдеу процесінің жеке компоненттері үлкен дәрежедегі ұйымдастыру мен өзара байланысқа жетуі ақпаратты өңдеудің барлық құралдарын нақты бір экономикалық объектіге «экономикалық ақпараттық жүйе» (АЖ) деген ұғымға біріктіруге мүмкіндік берді. АЖ-сін жеке-жеке талдап зерттеу «ақпарат» және «жүйе» деген ұғымдарға сүйенеді.

Ақпарат және жүйе жалпы ұғым ретінде өрнектелмейтін қарапайым басты категория болып табылады. Сондықтан да төменде келтірілетін анықтамалар осы категорияларды нақтылап түсіндіреді.

«Ақпарат» ұғымына берілген барлық анықтамаларды мұқият сараптаудың нәтижесінде олардың барлығы қанағаттандырылмады. Осы анықтамалардың көбісі ақпаратты қысқа сөйлем құрамында қарастырады. Кең көлемде анықтама беру арқылы олар бірнеше түсініксіз элементтерді енгізеді. Сондықтан осы ұғымға нақты бір анықтама құрастыру мүмкін бе?

Ақпаратқа ресурс, материалға ұқсас еңбек және ақша ресурсы ретінде қарайтын көзқарастарда болды. Бұл көзқарас келесі анықтамада былай деп сипатталады: «Ақпарат – заттың, энергияның және ақпараттың өзінің түрленуімен байланысқан процестерді жақсартуға мүмкіндік беретін жаңа мәліметтер».

Ақпарат ақпараттандыру процесінен бөлінбейді, сондықтан ақпарат көзі мен ақпарат тұтынушыларды қарастырған жөн. Ақпарат тұтынушылардың ролі мына анықтамада сипатталады.

Ақпарат – соңғы қолданушы арқылы пайдалы ретінде қабылданған, ұғынылған және бағаланған жаңа мәліметтер.

Ақпарат ретінде соңғы қолданушының білім қорын кеңейтетін мәліметтер қолданылады.

Ақпараттың бар болуының үш фазасы бар.

1. Ассимиляцияланған ақпарат – адамның ұғыну және бағалау жүйесіне салынған, адам санасындағы хабарды көрсету.

2. Құжатталған ақпарат – қандайда бір физикалық тасығышта таңба түрінде белгіленген мәліметтер.

3. Берілетін ақпарат – берілу көзінен қабылдау көзіне ақпаратты беру кезінде қарастырылатын мәлімет.

Біз тек құжатталған немесе берілетін ақпаратты ғана қарастырамыз. Ақпараттың басым бөлігі таңбалар көмегімен жиналып, беріліп, өңделеді. Таңбалар – ақпарат беру көзінен қабылдау көзінің арасында мағыналы ақпаратты бере алатын сигналдар. Арнайы бір көрсетілген келісімі бар таңбалар жиынын таңбалық жүйе деп атайды. Көптеген таңбалық жүйені шектеп қоюға болмайды, бірақ электрондық есептеуіш машиналарында ақпараттарды өңдеу кезінде таңбалардың нақты тізімінің болуы шарт. Ақпаратты соңғы қолданушының дұрыс қабылдауына ақпараттық шу деп аталатын әртүрлі кедергілер бөгет жасауы мүмкін.

Ақпараттық шудың үш түрі бар және осы шуды қоршайтын үш ақпараттық фильтр бар.

1. Синтаксистік фильтр. Тасығыштарда сақталатын немесе берілетін таңбалар тізбегінде мағынасын жойып алған участоктер кездесуі мүмкін. Бұл участоктер синтаксистік шуды құрайды және олар синтаксистік фильтрмен анықталады. Фильтр таңбалардың дұрыс (мағыналы) және дұрыс емес (мағынасыз) тізбегін анықтайтын ережелердің жиынынан тұрады.

2. Семантикалық фильтр. Семантикалық шудың бірінші аспектісі алынатын ақпаратта жаңашылдықтың болмауына байланысты. Басқаша айтқанда, хабар тұтынушы білімін арттырмайды. Семантикалық шудың екінші аспектісі синтаксистік фильтр арқылы жалған ақпараттың өтуімен байланысты. Мысалы, «141672 кодты тауар қоры 956 тең» деген хабар екі рет бұрмаланған, 7 цифрының орнына 4 және 9-дың орнына 3 қабылданған. Бірінші бұрмалау 141642 кодты тауар кәсіпорында мүлде сақталмау керек деген жағдайда ғана синтаксистік фильтрмен тіркелуі мүмкін, ал екінші бұрмалауды синтаксистік фильтр байқамайды. Мұндай бұрмалауларды семантикалық фильтрлер анықтайды. Ол бақылауға алынатын хабарды бар ақпаратпен сәйкес келуін тексереді. Егер біздің мысалдағы кәсіпорында кез келген материалдың қоры оның айлық мұқтаждығынан асып түсетін болса, 141672 материал қоры 720 тоннаға тең, алғашқы қатені жөндегеннен кейін семантикалық фильтр екінші қатені табады. Семантикалық фильтрлер бухгалтерлік есеп, экономикалық статистика және т.б. пән ғылымдарымен тығыз байланыста болады.

3. Прагматикалық фильтр тұтынушы үшін ақпараттың құндылық дәрежесін анықтайды. Прагматикалық бағалау элементтері ақпараттың толықтылығын, дер кезділігін, жинақтылығын, қолданылуын және түсініктілігін қамтиды.

Ақпарат шығу көздерінен жету көздеріне дейін бірнеше түрлендіргіштерден өтеді: ақпаратты белгілі бір алгоритм бойынша өңдейтін есептеуіш машиналарынан, кодтайтын және декодтайтын қондырғылардан өтеді. Түрленулердің аралық кезеңдерінде хабардың семантикалық және прагматикалық қасиеттері қолданушыдан қашық екінші қатарға қойылады, сондықтан ақпарат ұғымы «деректер» деген шектелген ұғымға айналады.

Деректер өзара лексикалық және синтаксистік байланысқан мақұлдаудың, факт немесе цифрлардың жиынын білдіреді. Лексикалық қатынастар тіл құрылымында тұрақты байланысты көрсетеді, мысалы, бүтін – бөлшек. Хабардың жеке бөліктері арасындағы байланыстар синтаксистік қатынасты білдіреді. Деректер семантикалық және прагматикалық фильтрлер үшін маңызсыз. Ақпарат пен дерек арасында айырмашылық болмаған кезде, олар синонимдер ретінде қолданылады. «Экономикалық ақпарат» ұғымын анықтау үшін экономикалық процестердің рамкасын сызып алу керек. Жалпы жағдайда экономикалық процесс ретінде материалдық игіліктерді өндіру, оларды тарату, алмастыру және тұтыну табылады. Аталған процестер туралы ақпарат экономикалық ақпарат деп аталады.

Экономикалық ақпаратты өңдеу үшін қарапайым алгоритмдер, арифметикалық деректердегі логикалық операцияларды меңгеру (реттеу, сұрыптау, түзету), бастапқы және қорытынды деректерді кесте түрінде кескіндей алу жеткілікті.

Экономикалық ақпаратты кластарға жіктеудің негізгі белгілеріне мыналар жатады:

1. Берілген басқару жүйесіндегі қатынас. Бұл белгі хабарды ену, ішкі және сыртқы деп бөлуге мүмкіндік береді.

2. Уақыт белгісі. Уақытқа байланысты хабар келешек (болашақ оқиғалар туралы) және өткен деп бөлінеді. Бірінші класқа жоспарлық және болжау ақпараты жатады, ал екіншіге – есептеу деректері. Уақыт бойынша келіп түскен хабарлар үнемі (периодический) және үнемі емес (непериодический) деп бөлінеді.

3. Функционалдық белгілер. Экономикалық объектінің функционалдық ішкі жүйелері бойынша топтастыру қалыптасады. Мысалы, еңбек ресурстары, өндірістік процестер, қаржы және т.б. туралы ақпараттар, басқа жағынан жоспарлау, нормалау, бақылау, есепке алу және тіркеу деректері.

Ақпаратты өңдеудің барлық кезеңінде бірдей қолданылатын ақпараттардың өлшемі жоқ. Тек бір мүмкіндік бар, ол өңделетін белгілер санын, яғни ақпарат көлемін есептеу. Бұл шама ақпараттық процестердің сыртқы жағын ғана сипаттайды.

Жүйе дегеніміз бір жағынан тұтас бір зат ретінде қарастырылатын, екінші жағынан құрама бөліктердің өзара байланысқан немесе өзара әрекет ететін кез келген объектіні атайды.

Жүйе ұғымы бір тұтас болып қызмет ететін өзара байланысқан элементтер кешенін қамтиды. Жүйеге келесі компоненттер енеді.

1. Құрылым – жүйенің көптеген элементтері және олардың арасындағы өзара байланыс. Құрылымның математикалық моделі граф болып табылады.

2. Ену және шығу – жүйеге түсетін немесе жүйеден шығатын материалдар ағыны немесе мәліметтер ағыны. Әрбір ену ағыны {x(i)} параметрлер жиынымен сипатталады; барлық ену ағыны бойынша бұл параметрлердің мәні Х вектор-функциясын түзеді. Қарапайым жағдайда Х тек уақытқа t тәуелді, маңызды жағдайларда Х мәні t+1 жағдайында Х(t) және t тәуелді. Шығу функциясы Y осыған ұқсас сипатталады.

3. Жүйе тәртібінің заңы – жүйенің ену және шығу өзгерісін байланыстыратын функция Y=F(X).

4. Мақсат және шектеу. Жүйенің жұмыс атқаруы ретінде u1, u2,…, uN айнымалылар қатарында сипатталады. Айнымалылардың жартысы (әдетте бір айнымалы) экстремалды мәнді қолдау қажет, мысалы, max u1. u1=f(X,Y,t,…) функциясы мақсатты функция немесе мақсат деп аталады. f аналитикалық сонымен қатар, нақты өрнекке ие емес. Қалған айнымалыларға шектеулер қойылуы мүмкін (жалпы жағдайда екі жақтан):

aK<=gK(uK)<=bK, мұнда 2<=K<=N.

Жүйенің танымал қасиеттерінің ішінде келесілерді қарастыруға болады: салыстырмалық, бөлінгіштігі және бүтінділігі.

Салыстырмалы қасиеті элементтер, өзара байланыстар, ену, шығу, мақсат және шектеулер құрамы зерттеушінің мақсатына тәуелді екендігін көрсетеді.

Біздің өмір жүйеге бай. Сондықтан да зерттеушіге, оның мақсатына жүйе нақты өмірдің қай жағын және қандай толықтылықпен қамтитыны тәуелді. Жүйені белгілеу кезінде қалған элементтерге әлсіз әсер ететіндіктен, өзіндік мақсаттар болғандықтан, жүйенің барлық мақсатымен толық келіспейтін кейбір элементтерді, өзара байланыстарды, ену мен шығуларды енгізбейді. Олар қарастырылатын жүйе үшін сыртқы ортаны құрайды.

Бөлінгіштік қасиеті әрқайсысын жеке қарастыруға болатын ішкі жүйелерден тұратын жүйені жеке бөліктер ретінде көруге болатынын білдіреді. Ішкі жүйелерді бөліп алу мүмкіндігі оны талдауды оңайлатады, себебі ішкі жүйелер арасындағы және ішкі жүйелердің ішіндегі өзара байланыстар саны жүйенің барлық элементтерімен тікелей байланысқан байланыс санына қарағанда аз. Ішкі жүйелерді белгілеу жұмыстарын зерттеуші шартты түрде ғана жүргізеді.

Бүтінділік қасиеті барлық жүйе мақсатының ішкі жүйе және элементтер мақсатымен бірге жұмыс істеуін білдіреді. Жүйе өзін құраушылардан қарағанда ерекше қасиетке ие екенін атап өткен жөн. Мысалы, кәсіпорын заңды күшке ие болса, оның бөлімшелері ондай күшке ие емес.

Экономикалық ақпараттық жүйе қандайда бір экономикалық объектінің қызметі туралы ақпаратты жинау, өңдеу, сақтау және тарату кезінде жұмыс істейтін жүйені білдіреді. Ақпараттық жүйе нақты экономикалық объект үшін жасалады және белгілі бір шамада объект элементтерінің өзара байланысын көшіру керек.

Экономикалық ақпараттық жүйелер жасанды интеллект негіздеріне бейімделген ақпараттарды іздеу және жеке тапсырмаларды орындау, контор жұмысын автоматтандыру, деректерді өңдеу жұмыстарын атқару үшін арналған.

Деректерді өңдеу жұмысы экономикалық объектіні басқару үшін қажет болатын қорытынды ақпаратты беру мақсатында экономикалық ақпаратты өңдеудің және сақтаудың ауыр жұмыстарын атқарады.

Контор жұмыстарын автоматтандыру кезінде АЖ картотекаларды жүргізудің, текстік ақпараттарды өңдеудің, машиналық графика жүйесін, электрондық пошта мен байланыстың жұмыстарын қамтамасыз етеді.

Іздеу жұмыстары өзіндік ерекшелікке ие, ақпаратты іздеу табылған ақпаратты экономикаға және басқа сфераға тәуелсіз қарастыратын интегралды жүйені білдіреді.

Жасанды интеллект алгоритмі шешім қабылдау кезінде мамандар қызметін модельдеуге негізделген басқару шешімін қабылдау үшін қажет.

АЖ үшін оларды құру және жұмыс істеудің келесі шарттары сақталады:

1. Сәйкес келу. АЖ берілген тиімділікпен объектінің жұмыс істеуін қамтамасыз ету керек. Тиімділік критериі сандық түрде болу қажет.

2. Үнемділігі. АЖ-де өңделетін ақпараттар үшін жұмсалатын шығындар объектіде осы ақпаратты қолдану экономикалық ұтыстан аз болмау керек.

3. Регламенттілік (Түпнұсқалық). АЖ-ге ақпараттардың көбісі қатаң жиілікте, кесте бойынша келіп түседі және өңделеді.

4. Өзіндік бақылау. Өңдеу процестерінде және деректерде қателерді табу және өңдеу бойынша АЖ-нің үздіксіз жұмысы.

5. Интегралдығы. АЖ-ге ақпаратты бір рет қана енгізіп, бірнеше мақсатта және бірнеше рет қолдану.

6. Бейімділігі. Сыртқы жағдайлардың өзгерісі кезінде оңтайлы нәтиже алу үшін АЖ тәртіп заңдылығы мен өзінің құрылымын өзгерте алуға икемділігі.

АЖ ерекшеліктерінің арасынан үлкен көлемді ақпараттарды өңдейтін, деректерді логикалық өңдеуінің (сұрыптау, топтастыру, іздеу, жөндеу) басым түсетіндігін және ақпаратты құжат түрінде көрсету жұмысын атқаратын қарапайым алгоритмді атап өтуге болады.

Ақпараттық жүйені құру кезінде оның жұмыс істеу сапасын бағалау туындайды. Мұндай бағалаудың өзекті болу себебі - қазіргі кездегі ақпараттық жүйелер күрделі және қымбат тұратын жобалар, оларды құру үшін едәуір шығындар жұмсалады.

Ақпараттық жүйенің тиімді жұмыс атқаруы тиімділік критериі деп аталатын сандық сипаттардың көмегімен анықталады. Әрбір критерий АЖ-ның алдына қойылған мақсаттармен жобалау және жұмыс атқару нәтижелерінің арасындағы сәйкес келу дәрежесін анықтайды.

Критерия ретінде алынған шама мына талаптарды қанағаттандыру қажет:

- жүйені жобалау процесіне тікелей тәуелді болу керек;

- жүйенің бір мақсаты туралы айқын сипаттама беру керек;

- есептеудің қарапайым алгоритміне ие болу керек;

- сынақ деректері бойынша жуықталған баға беру керек.

Әдетте АЖ критерилер кешені бойынша бағаланады. Бағалауға мыналар жатады:

- жүйе толығымен;

- жүйені жобалаудың жеке кезеңдерін құрайтындар, мысалы ақпараттық, программалық және техникалық жабдықтау жобалары;

- жүйенің пайдалану кезеңіндегі маңызды компоненттер, мысалы, ақпаратты дайындау, оны өңдеу, ақпараттық массивтерді енгізу.

АЖ жұмыс атқаруы бірнеше мақсаттарды сәтті іске асыруға бағытталған.

Типтік тізім келесі мақсаттардан тұрады: