Занятие №5

Общая характеристика процессов, сбора, передачи и обработки информации. Методы и средства сбора, преобразования и ввода данных. Разные типы датчиков. Принципы их работы. Технические средства преобразования сигналов.

Общая характеристика процессов сбора, обработки, передачи и хранения информации

Под сбором информации понимается процесс отбора ее из окружающей среды и вводе ее в информационную систему (ИС), которая будет ее обрабатывать, хранить и передавать. Целью процесса сбора информации является обеспечение готовности информации к дальнейшему продвижению в системе и представление ее в различных формах (кодирование сигнала в линии, символы на дисплее, отпечатанные символы и т.п.).

Условно процесс сбора информации можно разделить на два метода:

• механический сбор, который состоит в том, что источник информации (событие, опыт) вызывает изменение физического состояния некоторого объекта, что регистрируется механическим способом;

• наблюдение, осуществляемое человеком, с последующим воспроизведением по памяти — регистрацией.

При механическом сборе информации, например системой датчиков, степень достоверности получаемой информации постоянна и заранее известна (что определяется классом точности измерительного прибора). Человек при сборе информации вносит неопределенность (выраженную в виде субъективизма), что снижает точность, но позволяет интерпретировать информацию. Поэтому при сборе информации человеком используются смешанные формы, такие как: запись информации вручную; запись информации с помощью вспомогательных средств (консоль, магнитная запись и т.п.).

Механический сбор информации осуществляется при помощи датчиков. При этом различают следующие типы датчиков: механические, электрические, оптические, акустические и излучающие. На практике, как правило, используют комбинации нескольких типов датчиков, например: электромагнитные, фотоэлектрические, ультразвуковые и т.п.

В процессе сбора информация может поступать в информационные системы в следующих видах:

• аналоговом, т.е. в виде некоторой непрерывной функции времени, отображающей изменение информации;

• дискретной, в виде «Да», «Нет», 1, 0, и т.п., т.е. изменение состояния скачком;

• кодовой или цифровой, когда информация представляется в форме сочетаний «0» и «1», соответствующих определенным символам.

Под обработкой информации понимают ее преобразование в вид, удобный для дальнейшего продвижения в информационные системы. Информация, которая не может быть собрана механическими средствами, собирается человеком. При этом простейшим способом сбора информации является ее регистрация — запись на носителе. Такими носителями могут быть бумага для записи, перфокарты, перфоленты. Если используются вспомогательные средства, то используется клавиатура, световое перо графического дисплея, микрофон. Как уже отмечалось выше, точность информации при таком сборе падает из-за того, что человек неизбежно интерпретирует информацию.

Обработка информации в информационный системах распадается на ряд этапов и осуществляется непосредственно после реализации процесса сбора информации.

Первым этапом является преобразование информации (кодирование) в вид, свойственный данной информационной системе. Например, человек, как информационная система, не способен воспринимать информацию в виде электромагнитных колебаний, и, следовательно, электромагнитные колебания необходимо представить в акустические (звуковые) колебания или оптические образы. Для информационных систем — это представление символов в формате данного типа.

Вторым этапом (наиболее важным) является идентификация, распознавание информации. Распознавание информации может осуществляться:

• по признакам

• по идентифицирующим ключам (время, сопроводительные сигналы и т.п.)

Наиболее распространенный метод распознавания по признакам. В этом случае в системе фиксируется набор признаков (например, набор сочетаний «0» и «1» в коде). Затем полученная информация сравнивается с фиксированными признаками и выносится решение о принадлежности информации к тому или иному типу. Проще всего подобный метод реализуется в виде дешифрации кодов и используется для распознавания символов.

Для идентификации речевых сигналов разработана специальная система признаков: частота основного тона, число формант и их расположение по частоте, нестационарность и т.д. Здесь идентификация не однозначная.

Намного более сложной проблемой является идентификация графических образов.

Если для идентификации используется ключ (кодовое слово, бит признака и т.п.), то используется только один признак — ключ и идентификация однозначна.

Третьим этапом является целенаправленное изменение информации. Сюда относят:

• выполнение арифметических операций — расчетов;

• дополнение и объединение информации с уже имеющейся в системе;

• реализация процедур принятия решения при оценке информации от различных источников (моделирования ситуаций, экспертные оценки и т.п.)

• представление информации в удобном для потребителя виде (изображение, звук и т.п.)

Реализация процедур передачи информации определяется типом носителя информации, структурой и задачами информационной системы, требованиями к надежности (помехозащищенности). Этими требованиями и определяется предельно допустимая пропускная способность информационной системы. Очевидно, что наименьшей скоростью передачи обладает информационной системе с носителями информации на бумаге, а наибольшей — информационные системы с оптическими линиями связи. Наиболее распространенным типом носителя является электромагнитное колебание (сигнал). Задачи, решаемые информационной системой, и ее структура тесно связаны. Передача внутри ЭВМ, при связи 2-х ЭВМ, сеть ЭВМ. Помехозащищенность реализуется путем избыточного кодирования. Здесь используются коды, указывающие на ошибки, исправляющие ошибки.

При хранении информации различают два основных метода:

• долговременное хранение;

• кратковременное хранение.

Различают память: внутреннюю и внешнюю. Основой сохранения информации является регистрация или запись, существо которой заключается в изменении физического состояния некоторого физического объекта, называемого носителем информации. В общем, в качестве носителя информации может служить любой объект материального мира. Например, камень, бумага, электромагнитное колебание и т.д. Здесь принципиальна только их способность целенаправленно изменять свое физическое состояние и сохранять это изменение достаточно продолжительное время.