1.4 Информационный процесс

Для человека, как существа общественного, принципиально необходимо обмениваться информацией с себе подобными. Именно способность накапливать, передавать и воспринимать опыт других и сделала его Человеком. При этом по мере развития культуры люди изобретали все более изощренные и разнообразные средства хранения, передачи, а затем и обработки информации.

Информационный процесс включает в себя такие этапы:

1) Сбор информации от различных источников и представление ее в форме, необходимой для ввода в компьютер;

2) Передачу (пересылку) информации от источника к приемнику;

3) Хранение – процесс передачи информации во времени;

4) Обработку – систематическое выполнение операций над данными;

5) Выдачу результата обработки информации пользователю.

С практической точки зрения информация всегда представляется в виде сообщения.

Сообщение – это упорядоченная последовательность символов (букв, цифр, математических знаков, предназначенных для передачи информации), закодированное в материальной форме.

Информационное сообщение всегда связано с источником и потребителем (приемником) информации, которые соединены каналом передачи (связи) (рисунок 1.4).

Источник сообщений

Рисунок 1.4 - Общая схема передачи информации

Кодирующее устройство

Канал связи

Декодирующее устройство

Получатель сообщений

Источниками и потребителями информации могут быть как люди, животные, растения, так и технические устройства (компьютеры, датчики, индикаторы и др.) и прочее. Вместе с этим по мере развития науки и техники источниками информации становятся научные эксперименты, машины, аппараты, технологические процессы.

Каналом передачи (связи) называется совокупность устройств, имеющих один вход и один выход, предназначенных для передачи информации на расстояния.

Сообщения могут иметь различные формы: звуковые, текстовые, в виде изображения, электрического напряжения от датчиков и т.п.

Человек воспринимает сообщения посредством органов чувств.

Приемники информации в технике воспринимают сообщения с помощью различной измерительной и регистрирующей аппаратуры.

Для передачи информации от источника к приемнику сообщение преобразовывают в сигналы. Согласно ДСТУ 2938-94 «Сигнал – это изменение физической величины, используемой для передачи данных».

Таким образом, сигнал образуется на основе некоторой физической величины (электромагнитные или акустические колебания, электрическое напряжение и др.), традиционно называемой энергетическим носителем, и изменением одного или нескольких ее параметров (амплитуды, частоты, фазы, длительности и др.) по закону передаваемой информации.

Считают, что сигнал – это материально-энергетическое воплощение сообщения. Посредством совокупности сигналов можно представить любое сложное сообщение. Сигнал может преобразовываться без изменения смысла информации из одной физической величины в другую, более удобную для передачи по каналу связи и обработки в схемах компьютера. Изменение параметров физической величины по закону передаваемого сообщения называют модуляцией, а изменяемые параметры – информативными.

Для представления количественной информации чаще всего используются числа. По сравнению с представлением величин непрерывными зависимостями они дают значительные преимущества в возможностях обработки и хранения информации. Именно поэтому непрерывные сообщения часто “оцифровывают”, то-есть представляют как последовательность чисел.

Числовая информация, как и символьная, по своей природе дискретна, так как она может быть представлена ограниченным набором символов (в частности, цифр).

В соответствие с формами представления информации выделяют и типы дискретных и непрерывных сообщений. Первые состоят из знаков, принадлежащих к определенному алфавиту. Вторые включают непрерывно меняющиеся во времени величины.

Так, любое информационное сообщение можно представить функцией х(t), характеризующей изменение во времени материально-энергетических параметров физической среды, в которой осуществляются информационные процессы. Функция х(t) принимает любые вещественные значения в диапазоне изменения времени t.

Если функция x(t) непрерывна, то имеет место непрерывная или аналоговая информация, источником которой обычно являются различные природные объекты (например, температура, давление и влажность воздуха), объекты технологических производственных процессов (например, нейтронный поток в активной зоне, давление и температура теплоносителя в контурах ядерного реактора) и др.

Если функция x(t) дискретна, то информационные сообщения, используемые человеком, имеют характер дискретных сообщений (например, сигналы тревоги, передаваемые посредством световых и звуковых сообщений; языковые сообщения, передаваемые в письменном виде или с помощью звуковых сигналов; сообщения, передаваемые с помощью жестов, и др.).

Принципиально важно, что непрерывная информация в любом случае могут быть преобразована к дискретной, тогда как обратное преобразование возможно не всегда.

Сигналы классифицируют по таким признакам:

- по степени определенности ожидаемых значений – случайные и детерминированные;

- по структуре временного изменения – непрерывные и дискретные;

- по роли предаваемой информации в компьютеры – адреса, данные и управления;

- по особенностям спектрального представления – низкочастотные и высокочастотные, узкополосные и широкополосные;

- по способу преобразования – кодированные, декодированные, усиленные, дискретизированные и т.д.;

- по принадлежности к виду связи – телеграфные, телефонные, радиолокационные, междумашинные и внутримашинные;

- по характеру изменения кодированных сигналов в синхронизированные моменты времени – потенциальные и импульсные.

Для информационного обмена используются знаки различного ранга:

- Первый ранг – символы. Символ – это элементарная единица сообщения. Если число различных символов ограничено, то их совокупность называют алфавитом. Примерами алфавитов могут служить алфавиты естественных человеческих языков, совокупность десятичных цифр, любая другая упорядоченность знаков, предназначенная для образования и передачи сообщений, например двоичные символы 0 и 1 – в технических устройствах);

- второй ранг – слова (группы символов), из которых строятся фразы и выражения. При этом не требуется, чтобы слово обязательно имело языковое смысловое значение.

Процесс преобразования информации часто требует представлять буквы одного алфавита средствами (буквами, словами) другого алфавита. Такое представление называется кодированием. Процесс обратного преобразования информации относительно ранее выполненного кодирования называется декодированием.