Информационные системы

Тема 1. Основные процессы преобразования информации. Информационная деятельность как атрибут основной деятельности. Основные понятия информатики. Информационный обмен. Система информационного обмена. Сети информационного обмена

1. Термин «информация» происходит от латинского слова «informatio» - разъяснение, изложение, сведения. В качестве синонимов иногда используют такие понятия как «сообщение» и «данные». Вместе с тем, следует отметить отличительные особенности этих терминов.

Данные представляют собой набор символов или цифр, представляя соответственно текст или число.

Сообщение включает в себя набор данных, объединенных общим контекстом или смыслом.

Информация извлекается из сообщения и зависит от объекта воспринимающего (обрабатывающего) это сообщение. Результат зависит от свойств этого объекта. В зависимости от целей и интересов из одного и того же сообщения можно извлечь совершенно разную информацию.

Пример с самолетом.

Информация может быть передана устно и письменно, с помощью электрических сигналов и электромагнитных волн и др. После обработки, преобразования, систематизации может быть получена новая информация, новые знания.

В философском смысле информация есть отражение реального мира, сведения, которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте. Таким образом, понятие информации связывается с определенным объектом, свойства которого она отражает.

Процессы преобразования информации связаны с информационными технологиями.

Под технологией (techne – мастерство, искусство) понимают обычно либо совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката в процессе производства (например, технология металлов, химическая технология, технология строительства и др.), либо науку о способах воздействия на сырье, материалы или полуфабрикаты соответствующими орудиями производства.

Рассматривая технологию как науку о производстве материальных благ, в ней можно выделить три аспекта: информационный, инструментальный и социальный. Информационный аспект включает описание принципов и методов производства, инструментальный – орудия труда, с помощью которых реализуется производство, социальный – кадры и их организацию.

Особенностью ИТ является то, что в ней и предметом и продуктом труда является информация, а орудиями труда – средства вычислительной техники и связи. ИТ как наука о производстве информации (И) возникала именно потому, что информация стала рассматриваться как реальный производственный ресурс наряду с другими материальными ресурсами. Производство информации и ее верхнего уровня – знаний – оказывает решающее влияние на модификацию и создание новых промышленных технологий.

Для реализации научно-технической идеи требуется выполнение, по крайней мере, трех основных условий:

• Идея не должна противоречить известным законам науки;

• В ее реализации должна быть остро заинтересована значительная часть общества;

• Должен быть достигнут уровень технологии общественного производства, обеспечивающий эффективную реализацию заложенных в идею технических принципов.

Рассмотрим выполнение этих условий для реализации информационной машины.

Одновременно с развитием процесса накопления знаний в обществе шел процесс формирования обособленной профессиональной группы, для которой сначала основным, а затем и единственным «служебным занятием» является работа с информацией. Живой барьер к накопленным знаниям, хранимым жрецами, монахами, переписчиками и толкователями книг, начал разрушаться только после изобретения книгопечатания, которое повлекло развитие наук, а это, в свою очередь, ускорило темпы накопления профессиональных знаний. Знания стало возможно тиражировать и сделать их доступными для многих участников трудового процесса. Знания стали основой плодотворных научных направлений. Таким образом, книгопечатание создало информационные предпосылки ускоренного роста производительных сил. Появление простейших информационных технологий можно отнести к началу письменности. Наступила эра бумажной ИТ. Потребность в передаче и обмене информацией человечество испытывало на ранних стадия своего развития. Для ускорения передачи информации использовались костры (факелы Полибия), курьеры, почта, семафорный телеграфии др. С изобретением электрического телеграфа и телефона изменились возможности передачи информации. Изобретение телефона, радио, телевидения, а затем ЭВМ, цифровых систем связи и вычислительных сетей, создание ПЭВМ и его невероятно быстрое распространение и развития именно в качестве инструментального средства накопления, преобразования, обработки и передачи информации позволили новым информационным технологиям внедриться практически во все области человеческой деятельности.

Основу автоматизированных ИТ составляют следующие достижения:

• Средства накопления больших объемов информации (магнитные и оптические диски);

• Средства связи, позволяющие воспринимать, использовать и передавать информацию практически в любой точке земного шара;

• Компьютер, позволяющий по определенным алгоритмом обрабатывать и отображать информацию, накапливать и генерировать знания.

ИТ направлены на увеличение степени автоматизации всех информационных операций, следовательно, на ускорение НТП общества.

Сама по себе И может быть отнесена к абстрактным понятиям типа «математические». Однако ряд особенностей приближает ее к материальному миру. Информацию можно записать, получить, стереть, передать. Она не может возникнуть из ничего. Однако при передаче И из одной системы в другую, количество И в передающей системе не уменьшается, хотя в принимающей – обычно увеличивается. Наблюдается независимость И от ее носителя, так как возможны ее преобразование и передача по различным физическим средам с помощью разнообразных физических сигналов безотносительно к ее семантике. И о любом материальном объекте может быть получена путем наблюдения, натурного или вычислительного эксперимента или путем логического вывода. В связи с этим И делят на априорную и апостериорную (полученную в результате эксперимента или наблюдения).

Для того, чтобы в материальном мире происходили обмен И, ее преобразование и передача, должны быть использованы источник информации, передатчик, канал связи, приемник и получатель информации. Среда передачи объединяет источник и получателя информации в ИС.

Рис.1. Информационная система

Подобные ИС возникают не только среди людей, а в животном и растительном мире.

Получатель И оценивает ее в зависимости от того, для какой задачи она будет использована. Поэтому И обладает свойством относительности.

Одна и та же И имеет для одного получателя глубокий смысл и обладает чрезвычайной ценностью, а для другого – является либо давно известной, либо – бесполезной.

В зависимости от того, с каких позиций оценивается И, различают такие ее аспекты, как синтаксический, семантический и прагматический.

Синтаксический аспект связан со способом представления информации вне зависимости от ее смысловых и потребительских качеств. На синтаксическом уровне рассматриваются формы представления И для ее передачи и хранения. Обычно И, предназначенная для передачи, называется сообщением. Сообщение м.б. представлено в виде знаков и символов, преобразовано в электрическую форму, закодировано и промодулировано для обеспечения возможности передачи по выбранному каналу связи. Характеристики процессов преобразования сообщения для его передачи определяют синтаксический аспект И при ее передаче. При хранении синтаксический аспект определяется другими формами представления И, которые позволяют наилучшим образом осуществить поиск, запись, обновление, изменение И в информационной базе. Информацию, рассмотренную только относительно синтаксического аспекта, часто называют данными.

Семантический аспект отражает смысловое содержание И и соотносит ее с ранее имевшейся И. Смысловые связи между словами или другими элементами языка отражает тезаурус. Тезаурус состоит из двух частей: списка слов и устойчивых словосочетаний, сгруппированных по смыслу, и некоторого ключа, например алфавитного, позволяющего расположить слова в определенном порядке. При получении И тезаурус может изменяться, и степень этого изменения характеризует воспринятое количество И.

Прагматический аспект определяет возможность достижения поставленной цели с учетом полученной И. Этот аспект отражает потребительские свойства И. Если И оказалась ценной, поведение ее потребителя меняется в нужном направлении. Проявляется прагматический аспект И только при наличии единства И (объекта), потребителя и поставленной цели.

Информация проходит три этапа, которые и отражают все указанные аспекты. Сначала наблюдается некоторый факт окружающей действительности, который отражается в сознании в виде определенного набора данных. Затем, после определенной структуризации этих данных в соответствии с конкретной предметной областью, формируется знание о наблюдаемом факте, что отражает семантический аспект полученной И. И в виде знаний имеет высокую степень структуризации, что позволяет выделять полную И об окружающей нас действительности и создавать информационные модели исследуемых объектов. Полученные знания используются в практике для достижения поставленных целей, что отражает прагматический аспект И.

И классифицируется по видам. Научная информация – это И, наиболее полно отражающая объективные закономерности природы, общества и мышления. Ее подразделяют по областям получения, или пользования: на политическую, экономическую, техническую, биологическую, физическую и др.; по назначению: на массовую и специальную.