Введение

Информационные процессы (сбор, обработка и передача информации) всегда играли важную роль в науке, технике и жизни общества. В ходе эволюции человечества просматривается устойчивая тенденция к автоматизации этих процессов, хотя их внутреннее содержание по существу осталось неизменным.

Информация не существует сама по себе, она проявляется в информационных процессах. Человек живет в мире информации и на протяжении всей жизни участвует во всевозможных информационных процессах.

Основными информационными процессами являются: поиск, сбор, хранение, передача, обработка, использование и защита информации.

Действия, выполняемые с информацией, называются информационными процессами.

Процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации, называются информационными.

Информационный процесс - совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр), для получения какого-либо результата (достижения цели) .

Информация проявляется именно в информационных процессах, которые всегда протекают в каких-либо системах (социальных, социотехнических, биологических и пр).

Информационные процессы, осуществляемые по определенным информационным технологиям, составляет основу информационной деятельности человека. Компьютер является универсальным устройством для автоматизированного выполнения информационных процессов.

Информационные процессы

Поиск информации

Поиск информации - извлечение хранимой информации.

Существуют ручной и автоматизированный методы поиска информации в хранилищах. Основными методами поиска информации являются:

непосредственное наблюдение;

общение со специалистами по интересующему вопросу;

чтение соответствующей литературы;

просмотр теле-, видеопрограмм,

прослушивание радиопередач и аудиокассет;

работа в библиотеках, архивах, информационных системам и другие методы.

Для того чтобы собрать наиболее полную информацию и повысить вероятность принятия правильного решения, необходимо использовать разнообразные методы поиска информации.

Поиск информации может быть эффективным и неэффективным. Успех будет в большой степени будет зависеть от того, как вы организовали поиск информации.

В процессе поиска информации может встретиться самая разная информация, как полезная, так и бесполезная, как достоверная, так и ложная, актуальная и устаревшая, объективная и субъективная. Для ускорения процесса получения полной информации по интересующему вопросу стали составлять каталоги (алфавитный, предметный и др.).

Следующим шагом в ускорении поиска информации стало создание специальных научных журналов. Подлинный переворот в службе хранения, отбора информации произвели автоматизированные информационно-поисковые системы (ИПС). Использование ИПС позволяет сэкономить время и усилия, затрачиваемые на просмотр ящиков, заполненных карточками. Кроме того, библиотеки получают возможность существенно сократить пространство, отводимое для хранения каталогов.

2. 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 - аппаратно.

Например, пользователь может получить информацию о движении поездов или самолетов сам, изучив расписание, или же от другого человека непосредственно, либо через какие-то документы, составленные этим человеком, или с помощью технических средств (автоматической справки, телефона и т.д.). Задача сбора информации не может быть решена в отрыве с других задач, - задачи обмена информацией (передачи).

3. Хранение информации.

Хранение информации - процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки .

Хранение информации - процесс такой же древний, как жизнь человеческой цивилизации. Уже в древности человек столкнулся с необходимостью хранения информации: зарубки на деревьях, чтобы не заблудиться во время охоты; счет предметов с помощью камешков, узелков; изображение животных и эпизодов охоты на стенах пещер.

С рождением письменности и возникло специальное средство фиксирования и распространения мысли в пространстве и во времени. Родилась документированная информация - рукописи и рукописные книги, появились своеобразные информационно-накопительные центры - древние библиотеки и архивы. Постепенно письменный документ стал и орудием управления (указы, законы, приказы).

Вторым информационным скачком явилось книгопечатание. С его возникновением наибольший объем информации стал храниться в различных печатных изданиях, и для ее получения человек обращается в места их хранения.

Хранение информации происходит или в памяти человека, или на внешних носителях. В памяти человека информация может храниться как в образной форме (я помню, как пахнет роза), так и в знаковой (словесной, формульной). Информацию, хранимую в памяти, называют оперативной. Информацию, хранимую на внешних носителях (листе бумаги, диске, пластинке и т.д.), называют внешней. Она может быть переведена в разряд оперативной, если будет "прочитана" человеком. Внешние носители выполняют роль “дополнительной” памяти человека. На них могут храниться звук, тексты, изображения.

Устройства, на которых хранится информация, называются информационными носителями.

Информацию нужно хранить так, чтобы ее легко было найти. Для этого люди придумали разные способы организации хранения информации.

Различная информация требует разного времени хранения: проездной билет надо хранить только в течение поездки; программу телевидения - текущую неделю; школьный дневник - учебный год; аттестат зрелости - до конца жизни; исторические документы - несколько столетий.

ЭВМ предназначена для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.

4. Передача информации.

Передача информации может осуществляться в письменной, устной формах или с помощью жестов. Человек получает информацию с помощью органов чувств (зрение - 90%; слух - 9%; обоняние, осязание, вкус - 1%). Человеческое мышление можно рассматривать, как процесс обработки информации. Полученная информация хранится на носителях информации различного вида: книги, фотографии видеокассеты, лазерные диски т.д.

Установлена общность информационных процессов в живой природе, обществе и технике. Рассмотрим примеры:

Растительный мир. Весной вырастают листья, которые осенью опадают.д.лина светового дня, температура воздуха и почвы, - это сигналы, которые воспринимаются клетками живых организмов, как информация, которая обрабатывается и влияет на обменные физико-химические процессы, протекающие в живой клетке, - управляют ими. Передача идет в пределах собственных живых клеток (от корня к листьям и обратно).

Животный мир. Животные имеют нервную систему, управляющую всеми стадиями информационного процесса: восприятия, передачи, обработки и использования информации. В отличие от растительного мира, животные могу передавать информацию друг другу.

В неживой природе информационные процессы, существуют лишь в технике. Такая техника повторяет (моделирует) некоторые действия человека и способна в этих случаях заменить его. Например, роботы-манипуляторы и т.д.

Деятельность человека всегда была связана с передачей информации. Древний способ передачи - письмо, отправленное с гонцом. Разговаривая, мы передаем друг другу информацию. Человечество придумало много устройств для быстрой передачи информации: телеграф, радио, телефон, телевизор. К числу устройств, передающих информацию с большой скоростью, относятся электронные вычислительные машины, хотя правильнее было бы сказать телекоммуникационные сети.

В передаче участвуют две стороны:

источник - тот, кто передает информацию,

приемник - тот, кто ее получает.

Например, учитель передает информацию ученикам. Учитель - источник. Ученик - приемник. В африканских джунглях, в старину, важные новости передавали от одного племени к другому барабанным боем. Моряки иногда пользуются флажковой азбукой. Разговаривая, мы передаем друг другу информацию. Информация ЭВМ выводится на экран монитора - это тоже передача информации.

Очень часто при передаче информации возникают помехи. И тогда информация от источника к приемнику поступает в искаженном виде.

Ошибки, возникающие при передаче информации, бывают 3-х видов:

часть правильной информации заменяется на неправильную;

к передаваемой информации добавляются лишние, посторонние сообщения;

часть информации при передаче пропадает.

Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику 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.

Канал связи - совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

Кодирующее устройство - устройство, предназначенное для кодирования (преобразования исходного сообщения источника информации к виду, удобному для передачи информации) информации.

Декодирующее устройство - устройство для преобразования полученного сообщения в исходное.

сообщение, содержащее информацию о прогнозе погоды, передаётся приёмнику (телезрителю) от источника - специалиста-метеоролога посредством канала связи - телевизионной передающей аппаратуры и телевизора.

телефонный разговор:

Источник сообщения - человек говорящий;

Кодирующее устройство - микрофон - преобразует звуки в электрические импульсы;

Канал связи - телефонная сеть (провод);

Декодирующее устройство - та часть трубки, которую мы подносим к уху, здесь электрический сигнал преобразуется в звук;

Приемник информации - человек слушающий.

Общая схема передачи информации может быть такой как представлено на рис.2:

Рис.2. Схема передачи информации

В процессе передачи информация может теряться, искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи по радио, искажение или затемнение изображения в телевидении, ошибки при передаче в телеграфе. Эти помехи (шумы) искажают информацию. К счастью, существует наука, разрабатывающая способы защиты информации, - криптология.

5. Обработка информации.

Обработка информации - 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. 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.

После решения задачи обработки информации результат должен быть выдан конечным пользователям в требуемом виде. Эта операция реализуется в ходе решения задач выдачи информации. Выдача информации, как правило, производится с помощью внешних устройств ЭВМ в виде текстов, таблиц, графиков и пр.

Обработка информации производится человеком или в уме, или с помощью каких-либо вспомогательных средств (счеты, калькулятор, компьютер и др.). В результате обработки получается новая информация, которая каким-то образом сохраняется (записывается). Обработка информации производится по каким-то определенным правилам (алгоритмам). Сами эти правила могут также подвергаться обработке (дополняться, исправляться, уточняться).

Человек перерабатывает информацию минимум на трех уровнях: физиологическом (с помощь органов чувств), на уровне рационального мышления, на уровне подсознания.

Процесс обработки очень сложен.

Пример: Шум двигателя автобуса изменился. Для водителя это может служить информацией о каких-то неполадках в двигателе.

По радио сообщили, что теннисный турнир выиграл Агасси. Если вы не интересуетесь теннисом, то объем информации для Вас равен нулю. Если интересуетесь, объем зависит от конкретной фамилии победителя.

В примере №1 шум двигателя - косвенный источник информации. Человек обращается к базе знаний, которая хранится в памяти. Если база знаний неполная (человек малообразован), достоверную информацию получить невозможно.

Информацию, которую обрабатывают, называют исходной. После обработки исходной информации получается новая информация.

Ученик получил условие задачи (исходная информация), думает (обрабатывает) и сообщает ответ (новая информация).

Служебная собака по запаху находит человека (запах - исходная информация, куда пошел человек - новая).

Компьютер, специальный прибор, созданный человеком для обработки информации. Возможность автоматизированной обработки информации основана на том, что обработка информации не подразумевает ее осмысления.

6. Обмен информацией.

Обмен информацией - это процесс, в ходе которого источник информации ее передает, а получатель - принимает. Если в передаваемых сообщениях обнаружены ошибки, то организуется повторная передача этой информации. В результате обмена информацией между источником и получателем устанавливается своеобразный «информационный баланс», при котором в идеальном случае получатель будет располагать той я информацией, что и источник.

Обмен информацией может происходить в образной и знаковой формах. Языки бывают разговорными (русский, немецкий, и т.д.), причем в устной форме (фонетика) и в письменной (грамматика) и формальные (в математике - язык формул, в музыке - язык нот, в медицине - латынь).

Обмен информацией производится с помощью сигналов, являющихся ее материальным носителем. Источниками информации могут быть любые объекты реального мира, обладающие определенными свойствами и способностями. Если объект относится к неживой природе, то он вырабатывает сигналы, непосредственно отражающие его свойства. Если объектом-источником является человек, то вырабатываемые им сигналы могут не только непосредственно отражать его свойств, но и соответствовать тем знакам, которые человек вырабатывает с целью обмен информацией.

Принятую информацию получатель может использовать неоднократно. С этой целью он должен зафиксировать ее на материальном носителе (магнитном, фото, кино др.). Процесс формирования исходного, несистематизированного массива информации называется накоплением информации. Среди записанных сигналов могут быть такие, которые отражают ценную или часто используемую информацию. Часть информации данный момент времени особой ценности может не представлять, хотя, возможно, не требуется в дальнейшем.

7. Защита информации.

Человеку свойственно ошибаться. Ошибка может произойти при выполнении любого информационного процесса: при кодировании информации, при ее обработке и передачи. Чем больше информации обрабатывается, тем труднее избежать ошибок.

Вы правильно выбрали метод решения задачи на контрольной работе, но ошиблись в вычислениях. Получили неверный результат. Вы неверно выразили свою мысль и невольно обидели собеседника. Произнесли не то слово, которое хотели и ваши слушатели вас не поняли.

Компьютеры - это технические устройства для обработки больших объемов информации. Несмотря на постоянное повышение надежности их работы, они могут выходить из строя, ломаться, как любые другие устройства, созданные человеком.

Компьютерная система ПВО североамериканского континента однажды объявила ложную ядерную тревогу, приведя в боевую готовность вооруженные силы. А причиной послужил неисправный ЧИП стоимостью 46 центов - маленький, размером с монету, кремниевый элемент.

Конструкторы и разработчики программного и аппаратного обеспечения прилагают немало усилий, чтобы обеспечить защиту:

от сбоев оборудования;

от случайной потери или изменения информации, хранящейся в компьютере;

от преднамеренного искажения (компьютерные вирусы);

от нелегального доступа к информации: ее использования, изменения, распространения.

К многочисленным, далеко не безобидным ошибкам компьютера добавилась и компьютерная преступность, грозящая перерасти в проблему, экономические, политические и военные последствия которой могут стать катастрофическими.

8. Качество информации

Возможность и эффективность использования информации обусловливаются такими основными ее потребительскими показателями качества, как репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, актуальность, своевременность, точность, достоверность, устойчивость. Репрезентативность информации связано с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного отражения свойств объекта. Важнейшее значение имеют: правильность концепции, на базе которой сформулировано исходное понятие и обоснованность отбора существенных признаков и связей отображаемого явления.

ЛЕКЦИЯ 2

Тема: Информационные процессы.

Вопросы:

2.1. Сбор и регистрация данных

2.2. Передача информации

2.3. Ввод информации в компьютер

2. 5. Обработка информации

2.4. Накопление и хранение информации.

1. Понятие информационного процесса.

Информационный процесс — это комплекс взаимоувязанных процедур преобразования информации от момента возникновения до предоставления результатной информации пользователю. Информационный процесс реализуется путем выполнения регламентированной совокупности этапов (операций), направленных на преобразование исходной информации в результатную.

2. Основные операции обработки данных.

2.1. Сбор и регистрация данных

Обрабатываемая в АИС информация может быть получена тремя путями:

• непосредственно от низовых подразделений субъекта в процессе производственно-хозяйственной деятельности;
• из других управленческих подразделений;
• из внешних по отношению к предприятию источников.

Если в последних двух случаях информация поступает уже зарегистрированной на машинном или бумажном носителе, то в первом случае ее приходится собирать и регистрировать. Сбор и регистрация такой информации реализуется первичным (оперативным) учетом. Сущность данной процедуры заключается в определении и регистрации на носителях количественных и качественных характеристик определенного объекта наблюдения. Это трудоемкая процедура, но от полноты, достоверности и своевременности данных, полученных на этом этапе, зависит качество результатной информации, предназначенной для принятия решений.

Сбор информации связан с измерением, подсчетом, взвешиванием материальных объектов, замером временных характеристик и т. д. Эта процедура может быть выполнена вручную или с применением технических средств. Средства сбора могут быть неавтоматическими (мерная тара, весы, счетчики ручного действия, рулетки, метры и др.) и автоматическими (автоматические весы, часы, измерительные приборы, датчики, счетчики и другие средства). Известно большое разнообразие модификаций данных средств. Некоторые из них совмещают процесс сбора и регистрации данных на материальных носителях.

Сбор информации сопровождается ее регистрацией .

Регистрация — это фиксация собранной информации на бумажном документе или машинном носителе. Пока наиболее распространенным носителем информации остается бумажный документ. Зачастую запись в первичные документы осуществляется, вручную, а процедуры регистрации информации достаточно трудоемки. Поэтому стремятся автоматизировать процесс заполнения первичных документов, используя компьютеры в низовых подразделениях предприятия (на складах, в цехах и т. д.). При наличии компьютерной сети такие документы по каналам связи могут передаваться в информационную базу АИС для дальнейшей обработки.

Также используются специализированные автоматизированные системы, совмещающие процедуры сбора, регистрации и передачи информации по каналам связи, ее ввод непосредственно в компьютер для накопления данных и их последующей обработки или для формирования документов. Такая схема реализует безбумажную технологию обработки информации. При этом повышается достоверность информации и снижается трудоемкость работ.

Распространение получают системы, работающие со штриховыми кодами, которые позволяют не только считать заранее нанесенные на товар штрих - коды, но и, предварительно обработав данные мобильными терминалами, передать их в ПК.

2.2. Передача информации

Может быть выполнена различными способами, например традиционными средствами связи : курьером, пересылкой по почте, доставкой транспортными средствами. Используются при передаче и современные дистанционные средства связи : электронная почта, факс, физические каналы связи (телефонные, оптические, радиоканалы, в том числе спутниковые). Последние способы передачи информации, естественно, предполагают наличие компьютерной сети или устройств, обеспечивающих выход в сеть. Дистанционная передача информации с помощью современных коммуникационных систем постоянно развивается и совершенствуется. Этот способ передачи информации имеет особое значение в территориально распределенных АИС, используемых в фирмах с удаленными филиалами, корпорациях и т. и. Заметим, что процедуры передачи информации применяются не только для первичной, но и для результатной информации.

2.3. Ввод информации в компьютер

Во многом зависит от способов реализации предыдущих процедур. Информация, зафиксированная в документах, обычно вводится с клавиатуры. В системах с массовым вводом однотипной информации получают распространение сканирующие устройства. Информация, переданная по каналам связи, фиксируется в
устройствах памяти компьютера. В процессе ввода выполняется
контроль и предварительная обработка документа, в результате, которой формируются определенные записи. Они вводятся и хранятся в информационной базе.

2.4. Накопление и хранение информации.

Введенные в компьютер данные не сразу используются для обработки, сначала они накапливаются и хранятся в информационной базе. В ней хранятся не только первичные данные, но и условно-постоянная, справочная и другая информация, многократно используемая при решении разных задач. Хранение и накопление первичной информации связано с потребностью получения данных за определенный интервал времени, их многократного использования при обобщении в разных разрезах. Более того, компьютерная система обычно хранит все введенные данные с начала ее эксплуатации, что позволяет обращаться к ним в любое время и формировать результатную информацию за предшествующие периоды.

2. 5. Обработка информации

Обработка информации выполняется согласно разработанному алгоритму — набору четко сформулированных правил, определяющих процесс преобразования исходных данных (входной информации) в желаемый результат (выходную информацию) за конечное число шагов. Это позволяет автоматически решать любую конкретную задачу из класса однотипных задач.

Обработка информации предполагает выполнение логических и арифметических операций над исходными данными в целях получения результатной информации. Логическая обработка включает операции сортировки (подбор, упорядочение, объединение), выборки данных из информационной базы и т. п. Арифметические операции: алгебраическое сложение, деление, умножение и т. д.

В процессе обработки информации формируются результатные показатели, которые отражаются в текущих отчетах и регламентированной отчетности. Отчеты формируются, как правило, по запросам специалистов и отображаются на экране дисплея или печатаются. При печати отчет может быть одновременно тиражирован, если его требуется предоставить нескольким пользователям. Процедура тиражирования обеспечивается и иными способами (ксерокопированием).

Процесс обработки информации сопровождается контролем выполняемых операций и корректировкой данных. Корректировка данных в АИС осуществляется как в процессе выполнения операций ввода, так и после их завершения в течение всего отчетного периода. Зачастую необходимо уточнение данных предшествующих периодов.

Принятие решений на основе анализа результатной информации в АИС остается за специалистом (например, экономистом).

3. Структура информационного процесса.

Если рассмотреть структуру общих информационных процессов, то можно выделить следующие компоненты:

1. Регистрация данных — это фиксация собранной информации на бумажном документе или машинном носителе. В процессе регистрации, реализуемом объектом – регистратором, можно выделить три основных процесса:
   • прием (восприятия) сигнала от информационного объекта, заключающегося в изменении состояния объекта-регистратора и сохранении этого изменения до окончания воздействия сигнала;
   • запись данных (фиксации принятого сигнала) объектом - регистратором, заключающегося в сохранении измененного состояния по окончании воздействия сигнала в течение некоторого времени;
   • хранение объектом-регистратором полученных данных в течение длительного времени вне зависимости от приема и записи им других сигналов.
2. Распространение данных – это процесс передачи данных во времени и пространстве, обеспечивающий сохранение их содержания, смысла. При распространении информации в пространстве реализуются два основных информационных процесса:
   • Выдача – процесс передачи источником (передатчиком) информации по каналу связи.
   • Прием – процесс получения информации получателем (приемником) из канала связи.
3. Использование данных – процесс реализации информации посредством технических и программных средств информационных технологий. В общем процессе использования информации информационным субъектом можно выделить три основных процесса:
   • сбор информации - поиск, отбор информации и хранение отобранной информации;
   • обработка данных с целью получения субъектом необходимой информации, не содержащейся явно в собранной входной информации;
   • представление информации в виде, удобном для ее восприятия, интерпретации и удовлетворения информационных потребностей информационного субъекта.

Информация и информатика

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ

Вся жизнь человека так или иначе связана с накоплением и об­работкой информации, которую он получает из окружающего мира, используя пять органов чувств - зрение, слух, вкус, обоняние и осязание. Как научная категория «информация» составляет предмет изучения для самых различных дисциплин: информатики, кибернетики, философии, физики, биологии, теории связи и т. д. Несмотря на это, строгого научного определения, что же такое информация, до настоящего времени не существует, а вместо него обычно используют понятие об информации. Понятия отличаются от определений тем, что разные дисциплины в разных областях науки и техники вкладывают в него разный смысл, с тем чтобы оно в наибольшей степени соответствовало предмету и задачам конкретной дисциплины. Имеется множество определений понятия информации - от наиболее общего философского (информация есть отражение реального мира) до наиболее частного прикладного (информация есть сведения, являющиеся объектом переработки). Вот некоторые из них:

Сообщение, осведомление о положении дел, сведения о чем-либо, передаваемые модели;

■ уменьшаемая, снимаемая неопределенность в результате по­лучения сообщений;

■ передача, отражение разнообразия в любых процессах и объектах, отраженное разнообразие;

■ товар, являющийся объектом купли-продажи знаний для до­стижения определенных целей;

■ данные как результат организации символов в соответствии с установленными правилами;

■ продукт взаимодействия данных и адекватных им методов;

■ сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и про­цессах независимо от формы их представления.

Наряду с названными существуют сотни других, зачастую про­тиворечащих друг другу или взаимоисключающих определений информации. Многообразие этих определений свидетельствуете широте подхода к понятию информации и отражает становление кон­цепции информации в современной науке.

Первоначально смысл слова «информация» (от лат. informatio - разъяснение, изложение) трактовался как нечто присущее только человеческому сознанию и общению: «знания, сведения, сообщения, известия, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом». Затем смысл этого слова начал расширяться и обобщаться. Так, с позиций материалистической теории познания одним из всеобщих свойств материи (наряду с движением, развитием, пространством, временем и др.) было признано отражение, заключающееся в способности адекватно отображать одним реальным объектом другие реальные объекты, а сам факт отражения состояний одного объекта в состояниях другого (или просто одного объекта в другом) и означает присутствие в нем информации об отражаемом объекте. Таким образом, как только состояния одного объекта находятся в соответствии с состояниями другого объекта (например, соответствие между положением стрелки вольтметра и напряжением на его клеммах или соответствие между нашим ощущением и реальностью), это значит, что один объект отражает другой, т. е. содержит информацию о другом.

Высшая, специфическая форма отражения - сознание человека. Кроме этого, существуют и другие формы: психика (присущая не только человеку, но и животным, несущая в себе информацию, способную влиять на их эмоциональные состояния и поведение), раздражимость (охватывающая, помимо прочего, растения и простейшие организмы, реагирующие на слабые механические, химические, тепловые контакты с окружающей средой) и самая элементарная форма - запечатление взаимодействия (присущая и неорганической природе, и элементарным частицам, т. е. всей материи вообще) (рис. 1.1).

Так, кусок каменного угля несет в себе «отражение» событий, произошедших в далекие времена, т. е. обладает свойством информативности. Деловое письмо с предложениями сотрудничества ин­формативно, поскольку отражает серьезные намерения определенного учреждения или ведомства. Команда приступить к конкретным действиям (запуску ракеты, отправке груза, производству вычислений и т. п.) содержит информацию о подготовленности соответствующих служб и своевременности предпринимаемых шагов.

Информация не является ни материей, ни энергией. В отличие от них она может возникать и исчезать. В указанных примерах информация в куске каменного угля или делового письма может исчезнуть, если исчезнет ее носитель, например сгорит.

Особенность информации заключается в том, что проявляется она только при взаимодействии объектов, причем обмен информацией может совершаться не вообще между любыми объектами, а только между теми из них, которые представляют собой организованную структуру (систему). Элементами этой системы могут быть не только люди: обмен информацией может происходить в животном и растительном мире, между живой и неживой природой, людьми и устройствами. Так, информация, заключенная в куске каменного угля, проявится лишь при взаимодействии с человеком, а растение, получая информацию о свете, днем раскрывает свои ле­пестки, а ночью закрывает их.

Понятие «информация» обычно предполагает наличие двух объектов - «источника» информации и «приемника» (потребителя, адресата) информации (рис. 1.2).

Информация передается от источника к приемнику в матери­ально-энергетической форме в виде сигналов (например, электрических, световых, звуковых и т. д.), распространяющихся в определенной среде.

Сигнал (от лат. signum - знак) - физический процесс (явление), несущий сообщение (информацию) о событии или состоянии объекта наблюдения.

Информация может поступать непрерывно или дискретно, т. е. в виде последовательности отдельных сигналов. Соответственно различают непрерывную и дискретную информацию.

Информация - специфический атрибут реального мира, представляющий собой его объективное отражение в виде совокупности сигналов и проявляющийся при взаимодействии с «приемником» информации, позволяющим выделять, регистрировать эти сигналы из окружающего мира и по тому или иному критерию их идентифицировать.

Из этого определения следует, что:

■ информация объективна, так как это свойство материи - от­ражение;

■ информация проявляется в виде сигналов и лишь при взаи­модействии объектов;

■ одна и та же информация различными получателями может быть интерпретирована по-разному, в зависимости от «настройки» «приемника».

Человек воспринимает сигналы посредством органов чувств, которые «идентифицируются» мозгом. Поэтому, например, при наблюдении одного и того же объекта человек с лучшим зрением может получить больше информации об объекте, чем тот, у кого зрение хуже. В то же время при одинаковой остроте зрения в случае, например, прочтения текста на иностранном языке человек, не владеющий этим языком, вообще не получит никакой информации, так как его мозг не сможет ее идентифицировать. Приемники информации в технике воспринимают сигналы с помощью различной измерительной и регистрирующей аппаратуры. При этом приемник, обладающий большей чувствительностью при регистрации сигна­лов и более совершенными алгоритмами их обработки, позволяет получить большие объемы информации.

Информация имеет определенные функции в обществе, основные из которых:

познавательная, цель которой - получение новой информации. Функция реализуется в основном через такие этапы обращения информации, как:

Ее синтез (производство),

Представление,

Хранение (передача во времени),

Восприятие(потребление);

■ коммуникативная - функция общения людей, реализуемая
через такие этапы обращения информации, как:

Передача (в пространстве),

Распределение;

■ управленческая, цель которой - формирование целесообразного поведения управляемой системы, получающей информацию. Эта функция информации неразрывно связана с познавательной и коммуникативной и реализуется через все основные этапы обращения, включая обработку.

Без информации не может существовать жизнь в любой форме и не могут функционировать созданные человеком любые информационные системы. Без нее биологические и технические системы представляют груду химических элементов. Общение, коммуникации, обмен информацией присущи всем живым существам, нов особой степени - человеку. Будучи аккумулированной и обработанной с определенных позиций, информация дает новые сведения, приводит к новому знанию. Получение информации из окружающего мира, ее анализ и генерирование составляют одну из основных функций человека, отличающую его от остального живого мира.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ И СИСТЕМЫ

В общем случае роль информации может ограничиваться эмо­циональным воздействием на человека, однако наиболее часто она используется для выработки управляющих воздействий в автоматических (чисто технических) и автоматизированных (человеко-машинных) системах . В подобных системах можно выделить отдельные этапы (фазы) обращения информации, каждый из которых характеризуется определенными действиями.

Последовательность действий, выполняемых с информацией, называют информационным процессом.

Системы, реализующие информационные процессы, называют информационными системами.

Основные этапы (фазы) обращения информации в системах:

■ сбор (восприятие) информации;

■ подготовка (преобразование) информации;

■ передача информации;

■ обработка (преобразование) информации;

■ хранение информации;

■ отображение (воспроизведение) информации.

Так как материальным носителем информации является сигнал, то реально это будут этапы обращения и преобразования сигналов (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Этапы обращения информации в автоматизированных системах

На этапе восприятия информации осуществляется целенаправ­ленное извлечение и анализ информации о каком-либо объекте (процессе), в результате чего формируется образ объекта, проводятся его опознание и оценка. Главная задача на этом этапе - отделить полезную информацию от мешающей (шумов), что в ряде случаев связано со значительными трудностями. Простейшим видом восприятия является различение двух противоположных состояний: наличия («да») и отсутствия («нет»), более сложным - измерение.

На этапе подготовки информации осуществляется ее первичное преобразование. На этом этапе проводятся такие операции, как нормализация, аналого-цифровое преобразование, шифрование. Иногда этап подготовки рассматривается как вспомогательный на этапе восприятия. В результате восприятия и подготовки получается сигнал в форме, удобной для передачи, хранения или обработки.

На этапе передачи информация пересылается из одного места в другое (от отправителя получателю-адресату). Передача осуществляется по каналам различной физической природы, самыми распространенными из которых являются электрические, электромагнитные и оптические. Извлечение сигнала на выходе канала, подверженного действию шумов, носит характер вторичного восприятия.

На этапах обработки информации выявляются ее общие и су­щественные взаимозависимости, представляющие интерес для системы. Преобразование информации на этапе обработки (как и на других этапах) осуществляется либо средствами информационной техники, либо человеком.

В общем случае под обработкой информации понимается любое ее преобразование, проводимое по законам логики, математики, а также неформальным правилам, основанным на «здравом смысле», интуиции, обобщенном опыте, сложившихся взглядах и нормах поведения. Результатом обработки является тоже информация, но либо представленная в иных формах (например, упорядоченная по каким-то признакам), либо содержащая ответы на поставленные вопросы (например, решение некоторой задачи). Если процесс обработки формализуем, он может выполняться техническими средствами. Кардинальные сдвиги в этой области произошли благодаря созданию ЭВМ - универсального преобразователя информации, в связи с чем появились понятия данных и обработки данных.

Данные - факты, сведения, представленные в формализованном виде (закодированные), занесенные нате или иные носители и допускающие обработку с помощью специальных технических средств (в первую очередь, ЭВМ).

Обработка данных предполагает проведение различных операций над ними, в первую очередь арифметических и логических, для получения новых данных, которые объективно необходимы (например, при подготовке ответственных решений).

На этапе хранения информацию записывают в запоминающее устройство для последующего использования. Для хранения информации используются в основном полупроводниковые, магнитные и оптические носители. Решение задач извлечения хранимой информации (поиска информации) связано с разработкой классификаци­онных признаков и схем размещения хранимой информации, систе­матизацией, правилами доступа к ней, порядком ее пополнения и обновления, т. е. всем тем, что определяет возможность целенаправленного поиска и оперативного извлечения хранимой информации.

Этап отображения информации должен предшествовать этапам, связанным с участием человека. Цель этого этапа - предоставить человеку нужную ему информацию с помощью устройств, способных воздействовать на его органы чувств.

Информационные системы можно классифицировать по различным признакам. Так, по сфере применения информационные системы подразделяются на административные, производственные, учебные, медицинские, военные и др., по территориальному признаку - информационные системы района, города, области и т. п. С точки зрения возможности организации конкретных информационных процессов различают информационно-справочные, информационно-поисковые системы, системы обработки и передачи данных, системы связи.

Большинство автоматизированных информационных систем являются локальными системами и функционируют на уровне предприятий и учреждений. В настоящее время происходит интенсивный процесс интеграции таких систем в корпоративные системы и далее - в региональные и глобальные системы.

Системы более высокого уровня становятся территориально рас­средоточенными, иерархичными как по функциональному принципу, так и по их технической реализации. Обеспечение взаимодействия тер­риториально рассредоточенных систем требует протяженных высокоскоростных и надежных каналов связи, а увеличение объема обрабатываемой информации - ЭВМ высокой производительности. Это приводит к необходимости коллективного использования дорогостоящих средств автоматизации (ЭВМ и линий связи) и обрабатываемой информации (баз данных). Техническое развитие как самих электронных вычислительных машин, так и средств связи позволило решить эту проблему путем перехода к созданию распределенных информационно-вычислительных сетей коллективного пользования.

Централизация различных видов информации в одной сети дает возможность использовать ее для решения широкого спектра задач, связанных с административным управлением, планированием, научными исследованиями, конструкторскими разработками, технологией производства, снабжением, учетом и отчетностью.

Если поставляемая информация извлекается из какого-либо объекта (процесса), а выходная применяется для целенаправленного изменения состояния того же объекта (процесса), причем абонентом, использующим информацию для выбора основных управляющих воздействий (принятия решения), является человек, то такую автоматизированную информационную систему называют автоматизированной системой управления (АСУ).

Управление и информация служат основными понятиями кибернетики - науки об общих принципах управления в различных системах: технических, биологических, социальных и др.

Управление - функция организованных систем различной природы (технических, биологических или социальных), направленная на реализацию их целевых установок и поддержание внутренне присущей им структуры.

Понятие «кибернетика» как научный термин введено в первой половине XIX в. французским физиком Андре Мари Ампером, который назвал кибернетикой (от греч. kybernetike - искусство уп­равления) науку, занимающуюся изучением искусства управления людьми, обществом. В Древней Греции этого титула удостаивались лучшие мастера управления боевыми колесницами. Впоследствии слово «кибернетикос» было заимствовано римлянами - так в латинском языке появилось слово «губернатор» (управляющий про­винцией).

Основоположником кибернетики считается выдающийся аме­риканский математик Норберт Винер (1894-1964), а датой ее рождения - 1948 г., когда Н. Винер опубликовал книгу «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине».

Кибернетика - наука, изучающая с единых позиций связь и управление (самоуправление) в организованных системах лю­бой физической природы.

Сущность кибернетики в самом общем виде может быть выражена основными ее законами, структура и содержание которых приведены на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Состав и содержание общих законов управления

Как следует из рис. 1.4, кибернетическая система (система управления) может рассматриваться как совокупность двух систем - управляющего объекта и объекта управления. При этом управляющая система воздействует на объект управления, подавая на него управляющие сигналы (управляющие воздействия). Для выработки управляющих решений, обеспечивающих достижение цели управления, управляющая система осуществляет сбор информации о текущем состоянии объекта управления (по каналу обратной связи), ее хранение (накопление), а также оценку текущего состояния управляемого объекта с желаемым (соответствующим цели).

Автоматизированные системы управления нашли широкое применение во всех сферах современного общества, в первую очередь как системы управления технологическими процессами и коллективами людей. АСУ технологическими процессами служат для автоматизации различных функций на производстве. Они широко используются при организации поточных линий, изготовлении микросхем, для поддержания технологического цикла в машиностроении и т. п. Информационные системы организационного управления предназначены для автоматизации функций управленческого пер­сонала, например информационные системы управления банками, гостиницами, торговыми фирмами и т. п.

Информационные процессы. Естественные и искусственные информационные процессы.

Понятие «информационный процесс», естественные и искусственные информационные процессы, протекание информационных процессов в системах различной природы, основные информационные процессы в деятельности человека, взаимосвязь информационных процессов и возможность их автоматизации.

В окружающем нас мире протекают различные процессы. Такие, например, как распускание почек на деревьях, общение дельфинов между собой, строительство дома людьми, чтение газеты человеком. Все эти процессы можно считать информационными процессами, рассматривая их с точки зрения последовательности действий, происходящих с информацией. Например, восприятие деревом информации о состоянии окружающей среды (температура воздуха и почвы, длительность светового дня и т.д.) влечет за собой распускание почек. При строительстве дома люди получают информацию о конструкции дома, о взаимосвязи его отдельных блоков. Учитывая полученную информацию, строители принимают решения и выполняют определенные действия.

Информационный процесс - совокупность последовательных действий с информацией.

Информационные процессы могут быть как целенаправленными, так и случайными. Объясняя новый материал, учитель целенаправленно передает информацию учащимся, а учащиеся воспринимают ее с целью достижения определенных результатов в обучении. В то же время человек может непроизвольно запомнить слова популярной песни или текст рекламного ролика без какой-либо определенной цели.

Информация и информационные процессы взаимосвязаны. Говоря об информации, люди всегда подразумевают информационные процессы (например, хранение, получение). Люди всегда упоминают об информации (например, текст, рисунок), с которой выполняются определенные действия. Рассмотренные ранее процессы восприятия, представления, кодирования и измерения информации являются информационными процессами. Информационные процессы бывают естественными и искусственными.

Естественные информационные процессы протекают в биологических системах (в живой природе) и социальных системах (в обществе). Действия с информацией в этих системах происходят естественным образом в процессе развития живой природы, в том числе и в ходе развития человека.

Получение, преобразование, хранение и использование информации являются условием жизнедеятельности любого живого организма – элемента биологической системы . Информация об окружающей среде оказывает влияние на растительный мир. Например, сезонные изменения в природе приводят к опаданию или появлению листьев на деревьях, смена времени суток приводит к закрытию или раскрытию бутонов у цветов. Животные, как и люди, получают информацию из окружающего мира с помощью органов чувств и обмениваются информацией с помощью различных («стойка» у кобры, виляние хвостом у собак), звуковых сообщений (ультразвук у дельфинов, лай у собак). Любой живой организм, в том числе и человек, является носителем генетической информации, которая передается по наследству. Человек преобразует информацию с помощью головного мозга и центральной нервной системы, принимает на основе этой информации решения и выполняет определенные действия.

Человеческое общество, являющееся социальной системой , так же нельзя представить без информационных процессов. Люди постоянно общаются друг с другом, обмениваются информацией – новостями, фактами или идеями. Такие информационные процессы, как правило, являются двусторонними, поскольку человек не только получает информацию, но и сообщает ее, контактируя с другими людьми.

Искусственные информационные процессы происходят в социотехнических и технических системах. Это процессы, которые искусственно порождаются людьми с помощью разнообразных технических устройств для осуществления различных действий с информацией.

В работе с информацией человеку часто помогают технические устройства, что позволяет говорить об информационных процессах в социотехнических системах , в которых люди и техника взаимодействуют между собой. Примером социотехнической системы является экипаж и самолет. Получая информацию с помощью бортовых приборов, пилоты управляют самолетом.

Человеком разработаны технические устройства, в частности компьютеры, с помощью которых происходит автоматизация информационных процессов. При этом объемы обрабатываемой, передаваемой и хранимой информации существенно увеличиваются. В этом случае говорят, что информационные процессы протекают в технических системах . Действия с информацией, выполняемые этими техническими средствами, похожи на информационные процессы, осуществляемые человеком. Примером технической системой является мобильный телефон. С его помощью можно автоматизировать хранение и поиск персональных данных.

Внимательно изучая действия с информацией, можно заметить сходство информационных процессов, происходящих в биологических, социальных, социотехнических и технических системах.

Среди информационных процессов, протекающих в системах различной природы, можно выделить получение, обработку, передачу, хранение, поиск, кодирование и защиту информации (рис. 7). Учитывая сходство информационных процессов, происходящих в перечисленных системах, рассмотрим виды информационных процессо в на примере деятельности человека.

Получение информации осуществляется человеком с помощью органов чувств. Однако для получения объективной информации, а не субъективной – «на глаз» люди изобрели различные приборы, которые позволяют более детально познавать окружающий мир. Для этого человек использует термометр, барометр, весы, микроскоп и многие другие технические средства.

Рис. 7. Виды информационных процессов

Обработка информации выполняется человеком как в уме, так и с помощью вспомогательных средств, таких, например, как счеты или калькулятор. В результате обработки человек делает выводы, получает информацию, новую по форме представления или по содержанию. Например, подбирая на гитаре мелодию любимой песни, человек обрабатывает звуковую информацию и записывает ее в виде нот, меняя форму представления информа­ции. Дополняя рисунок или удаляя из него какие-либо элемен­ты, человек обрабатывает графическую информацию и вносит изменения в ее содержание.

Передача информации от человека к человеку осуществляет­ся при помощи речи, а также с помощью жестов, мимики, услов­ных сигналов. Например, дым костра, взмах флажка, звук бара­банов или сигнал машины могут информировать человека об определенной ситуации. Использование специальных средств, таких как телеграф, телефон, радио, телевидение или компью­терные сети, позволяет человеку оперативно передавать инфор­мацию на большие расстояния.

Хранение полученной информации необходимо для ее неодно­кратного использования. Человек сохраняет информацию как в собственной (внутренней) памяти, так и во внешней памяти, де­лая, например, записи в телефонной книжке или еженедельнике, дневнике или тетради, на мобильном телефоне или компакт-диске.

Поиск информации можно провести оперативно, если инфор­мация упорядочена. Использование человеком методов поиска позволяет быстрее находить необходимую информацию. Найти номер телефона в телефонной книжке будет намного проще и быстрее, если такая книжка имеет алфавитный указатель, а человек умеет им пользоваться.

Кодирование информации неотъемлемо от человеческой речи. Устную речь человек кодирует с помощью фонем (звуков), письменную речь - с помощью символов. С помощью специальных кодов люди стремятся компактно представить информацию (стенографическая запись, идеограммы), представить ее в форме, удобной для передачи или хранения (азбука Морзе), а также защитить информацию с помощью криптографических секретных кодов (шифр Цезаря, шифр Виженера).

Защита информации, являющейся стратегическим ресурсом современного общества, необходима для предотвращения ее потери, искажения, умышленного уничтожения и незаконного использования. Существуют различные способы защиты информации. Например, может быть организована техническая защита каналов связи, по которым передается информация, дублирование блоков информации или защита информационных хранилищ от несанкционированного доступа с помощью пароля.

К информационным процессам также можно отнести сбор, отбор, преобразование, расшифровку, размещение, структурирование, анализ, сравнение и др. Все информационные процессы взаимосвязаны между собой. Например, защита информации может осуществляться с помощью процесса кодирования, а кодирование информации невозможно без процесса обработки. Обработка информации является важной частью процесса поиска, а поиск информации подразумевает процесс передачи. Передача информации невозможна без хранения, а хранение информации дает возможность ее получения. Каждый информационный процесс, в том числе хранение, обработка и передача информации, является не одним действием, а совокупной последовательностью действий.

В то же время в общем ряду информационных процессов следует выделить хранение, обработку и передачу информации. Дело в том, что, автоматизируя эти информационные процессы, человек имеет возможность автоматизировать свою информационную деятельность. Автоматизация этих процессов с помощью современных технических средств позволяет избавить человека от рутинных и однотипных действий с информацией, увеличить объем хранимой информации, повысить скорость ее обработки и передачи.

Одной из особенностей развития современного общества является усложнение систем жизнеобеспечения, таких как транспорт, средства связи, промышленные объекты и т.д., которые, в свою очередь, следует считать крупными информационными комплексами. В этих комплексах сосре-доточены разнородные объекты, объединенные между собой информа-ционными потоками, состоящими из информации различных видов, на-пример экономической, технологической и др. Необходимость ее хранения, поиска, передачи, обработки, распределения и выдачи диктует создание банков информации и информационных сетей, образующих особые инфор-мационные предприятия или системы. Их работа основана на общности информационных процессов и законов в различных системах и сферах чело-веческой деятельности.

Для оптимального построения и расчета систем информационных процессов необходима теория, определяющая общие закономерности получения, преобразования и обработки информации. Такая теория успешно интенсивно развивается- это теория информационных процессов, она отли-чается от классической теории информации прежде всего тем, что изучает информацию во всей ее полноте и динамике.

Теория информационных процессов содержит три основных компонента:

· модель, описывающую с помощью абстрактных объектов закономерности поведения реальных информационных систем в идеализированной форме;

· исходные понятия, фундаментальные законы и принципы, посредством которых выражаются связи и отношения между абстрактными объектами идеализированной модели;

· совокупность логических следствий, которая вытекает из фундаментальных законов и принципов теории.

Информационный процесс возникает в результате установления связи между двумя материальными объектами: источником (генератором) и потребителем (приемником, получателем) информации.

Под информационным процессом понимаются процессы получения, хранения, транспортировки, преобразования и представления информации, взятые по отдельности или в совокупности.

Информационные процессы обладают следующими свойствами:

· всякий информационный процесс связан с конкретным материальным объектом или системой объектов и протекает в качественно определенных пространственно-временных границах;

· любой информационный процесс складывается во времени из нескольких качественно и количественно различимых стадий, фаз, событий или состояний, протекающих в более узких пространственно-временных границах по сравнению с рассматриваемым процессом. Например, восприятие, обработка, хранение информации является стадиями или фазами информационного процесса, протекающими в определенных пространственно-временных границах;

· информационный процесс представляет собой в конечном итоге составную часть более широких в пространственно-временном отношении процессов.

Развитие современных средств и методов преобразования и обработки информации привело к развитию автоматизированных информационных систем ИС, таких как информационно-поисковые системы, банки данных и др. Общим для структуры информационных систем наличие:

· входной информации;

· технических средств, необходимых для преобразования входной информации, хранения и отображения информации;

· группы операторов, которые выполняют функции ввода информации в технологическую систему, получают информацию с выхода системы и используют эту информацию для целей управления.

Входная информация поступает либо с помощью первичных прео-бразователей информации, т.е. измерительных приборов, либо с подгото-вленных человеком или машиной документов различных форм: таблиц, графиков, чертежей, книг.

Для отображения реального информационного процесса необходимо учитывать, по меньшей мере, следующие группы его характеристик:

· качественные (содержательные), определяющие специфическую, т.е. материальную природу процесса;

· пространственные, определяющие его масштабы и координаты;

· временные.

Основными составляющими обобщенной схемы любого инф. процесса является следующие качественно отличные друг от друга этапы:

· восприятие и сбор информации;

· первичное или локальное преобразование информации (отбор и др.);

· передача информации в блок обработки;

· подготовка информации для обработки (кодирование и др.);

· подготовка программ, хранение информации;

· обработка полученной информации в соответствии с программой;

· вывод (отображение) информация для потребителя;

· принятие решений;

· реализация решений.

Наиболее эффективно реализуемой составляющей информационного процесса является обработка, которая, как правило, в современных условиях ведется с помощью компьютера.

Одной из особенностей современных систем информационных про-цессов является комплексное использование разнородных видов информации для управления сложными системами в различных сферах человеческо деятельности

Эффективность протекания информационных процессов в этих системах зависит от объема входных документов. Он должен быть оптимальным для функционирования ИС, так как уменьшение объема входных документов может привести к потери части требуемой информации, и наоборот, их увеличение приведет к ее избыточности.

Расмотрим более подробно некоторые составляющие информационных процессов