39046

Основные процессы преобразования информации

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Основные процессы преобразования информации Информационная деятельность Уже говорилось что по мере развития общества происходит перераспределение трудовых ресурсов из сферы материального производства в сферу информационного. Деятельность по сбору и обработке существующей и созданию новой информации называется информационной деятельностью. Создание информационного продукта – это ответ на появление некоторой информационной потребности под которой понимают совокупность элементов информации данных необходимых и достаточных для...

Русский

2013-09-30

114.5 KB

72 чел.

Тема 2.  Основные процессы преобразования информации

Информационная деятельность

Уже говорилось, что по мере развития общества происходит перераспределение трудовых ресурсов из сферы материального производства в сферу информационного. Если в начале XX века информационной деятельностью занималось не более 10% общества, то в начале XXI века уже 50%. В развитых странах материальные затраты общества на информационные процессы превышают затраты в целом на энергетику. Информация уже стала предметом труда, и результатом этой трудовой деятельности и появляется ресурс новейшего типа – информационный.

 Определение. Деятельность, по сбору и обработке существующей и созданию новой информации, называется информационной деятельностью.

Информационные ресурсы являются базой для создания информационного продукта (как совокупности данных), который создается для конкретного использования и отражает определенную предметную область, для которой он создан. Создание информационного продукта – это ответ на появление некоторой информационной потребности, под которой понимают совокупность элементов информации (данных), необходимых и достаточных для эффективного выполнения заданной работы.  Как и любой другой продукт, информационный продукт распространяется с помощью услуг специального вида – информационных услуг.

 Информационная услуга – это деятельность по получению и предоставлению в распоряжение пользователя информационного продукта. Информационная услуга не обязательно оказывается с использованием современных технических средств. Например, в библиотеках предлагают услуги по подборке и анализу информации по заданной теме.– это Совокупность экономических, правовых и организационных отношений по торговле продуктами интеллектуального труда на коммерческой основе образуют рынок информационных продуктов и услуг (информационный рынок).   Информационный рынок характеризуется определенной номенклатурой продуктов и услуг, условиями и механизмами их предоставления, ценами. В качестве предмета продажи или обмена выступают информационные системы и технологии, а также иные виды информации (лицензии, патенты, товарные знаки, ноу-хау, и др.).

Таким образом, сущность информационной деятельности как атрибута основной человеческой деятельности заключается в информационном обеспечении потребностей человека или общества, возникающих в материальной или духовной сферах жизни, и выражается в подготовке информации для непосредственного использования в каждом конкретном случае.

Информационный обмен

Субъектами информационной деятельности являются поставщик (источник) и потребитель информации. Под потребителем (приемником) информации понимают отдельное лицо, коллектив или человеко-машинную систему, использующую информацию  в целях выполнения определенной работы в процессе своей основной деятельности. Источником информации называют отдельное лицо, коллектив или человеко-машинную систему, которые создают информационные сообщения в ходе или в результате выполнения той или иной деятельности. Передача информации от источника к потребителю называется информационным обменом. Поскольку информация обязательно должная иметь материальную форму, то для ее передачи необходима материальная среда – канал связи (см. рис. 1). Средством фиксации информации на материальном носителе является сигнал, который может быть дискретным или непрерывным. Процесс доставки сигнала от источника к потребителю иногда называется информационным процессом, который включает в себя выполнение следующих процедур: 1) Восприятие (сбор); 2) Обработка; 3) Представление (воздействие). На разных этапах информационного процесса достигаются разные цели, и поэтому информация может неоднократно изменять свой носитель и представление.

Рис. 1.

 

При любых видах работы с информацией всегда идет речь о ее представлении в виде определенных символических структур. Наиболее распространены одномерные представления информации, при которых сообщения имеют вид последовательностей символов (например, текст). Широко используются и многомерные представления информации, причем под многомерностью понимают не только расположение элементов информации на плоскости или в пространстве (в виде рисунков, схем, графов, объемных макетов и т. д.), но и множественность признаков используемых символов (цвет, размер, вид шрифта).

Формирование представления информации называется ее кодированием. Часто термин «кодирование» употребляется в более узком смысле, как переход от исходного представления к представлению, удобному для хранения, передачи или обработки. В этом случае обратный переход к исходному представлению называется декодированием.

При кодировании могут ставиться разные цели и соответственно применяться разные методы. Наиболее распространенные цели кодирования – это:

  •  экономность, т.е. уменьшение избыточности сообщения;
  •  повышение скорости передачи или обработки;
  •  надежность, т.е. защита от случайных искажений;
  •  сохранность, т.е. защита от нежелательного доступа к информации;
  •  удобство физической реализации (например, двоичное кодирование информации в компьютере);
  •  удобство восприятия.

Указанные цели часто противоречат друг другу. Экономные сообщения могут оказаться ненадежными, так как они не содержат дублирующих символов, и искажение любого символа может изменить смысл сообщения. Например, обычная запись чисел цифрами гораздо экономнее и удобнее для вычислений, чем запись словами. Однако искажение или удаление любой цифры изменяет величину числа. Поэтому в финансовых документах, где надежность крайне важна, цифровые представления чисел в некоторых местах заменяются или дублируются словесными представлениями. (Сумму иногда пишут прописью). Теория кодирования подробно исследует проблемы разумного сочетания экономности и надежности при передаче информации. Экономное сообщение может повысить скорость обработки (более короткое сообщение будет быстрее передано или прочтено), но может и уменьшить ее. Например, очень экономно использовать вместо фамилий и имен коды. Но тогда надо либо помнить все соответствия между фамилиями и кодами, либо каждый раз обращаться к справочнику. Защита информации от нежелательного доступа требует специальных способов обеспечения секретности (паролей, ключей и т.д.). Это увеличивает объем хранимой информации и замедляет работу с ней.

Поэтому задачи кодирования и декодирования сообщений теория кодирования пытается решить с учетом наилучшего согласования посылаемой информации с каналами связи (каналами передачи данных). Под этим понимается стремление максимально использовать пропускную способность канала, а также обеспечить передаваемым сообщениям нужную степень защищенности от помех.

Например, одна из важных задач, решаемых в теории кодирования, – это разработка специальных корректирующих кодов, которые позволяют находить и исправлять ошибки, возникающие при передаче сообщений. Простейшим способом подобного кода был бы код, дублирующий все символы сообщения при передаче. Вместо четырех букв, входящих в слово «рука», источник сообщения тогда бы передавал их в виде: «ррууккаа». Если искажению подверглась одна буква передаваемого слова, то на приемном конце канала могло бы появиться сообщение: «рщууккаа». Восстановление правильного сообщения в данном случае значительно облегчается: ясно, что ошибки в трех последних позициях нет, а первой буквой может быть либо «р» либо «щ». Проверка каждой из гипотез («рука» или «щука») осуществляется с использованием контекста или имеющейся априорной информации. Приведенный пример показывает, что поиск и исправление ошибок требуют избыточности в передаваемом сообщении. Очевидно, что в оптимальном случае требуется, чтобы эта избыточность была минимальной  (в противном случае передача сообщений будет идти с недопустимо низкой скоростью). В теории кодирования фундаментальное значение имеют две теоремы, доказанные К. Шенноном.

Первая теорема Шеннона говорит о том, что при канале, не вносящем своих помех, можно закодировать сообщения таким образом, чтобы среднее число элементов кода, приходящихся на один элемент кодируемого алфавита, было бы минимальным, (этот минимум определяется параметром Н энтропией источника информации, характеризующего статистические свойства источника). Такое кодирование называется эффективным статистическим кодированием.

Вторая теорема Шеннона относится к каналам с искажениями. Согласно этой теореме, для таких каналов всегда существует способ кодирования, при котором сообщения будут передаваться с любой высокой достоверностью, если только скорость передачи не превышает пропускной способности канала связи.

Специальным разделом в теории кодирования является теория арифметических кодов, используемых для повышения надежности работы вычислительных устройств. Арифметические коды позволяют обнаруживать и исправлять ошибки, возникающие в арифметических устройствах ЭВМ. Однако за такой сервис приходится расплачиваться лишним временем и оборудованием. Поэтому арифметические коды используются только в специальных вычислительных машинах, предназначенных для решения сложных и ответственных задач, когда ошибки в работе машины могут привести к весьма нежелательным последствиям.

Системы информационного обмена

Информационный обмен является важнейшим инструментом реализации информационной деятельности, которая, в свою очередь, направлена на удовлетворение информационных потребностей общества (и его элементов). Схема, отображающая основные процессы преобразования информации, протекающие в ходе осуществления обществом своей деятельности, показана на рис. 2 и включает в себя следующие этапы:

  •  Поиск сообщений. Внешняя среда представляет собой некоторый генератор потока сообщений, представленных на языке коммуникаций, в общем случае, не тождественном «внутреннему языку» потребителя информации, связанному с конкретной решаемой проблемой. Целью данного этапа является отбор из внешнего потока сообщений тех из них, которые могут быть использованы при выполнении основной деятельности. На этапе поиска сообщений используются услуги различных информационных систем и неформальные каналы, доступные конкретному потребителю информации.
  •  Интерпретация сообщений. В связи с конкретным характером решаемой задачи и тезауруса потребителя информации, имеет место различие между «языком коммуникаций» и «внутренним языком» потребителя. Данный этап заключается в адаптации сообщения, его интерпретации в терминах «внутреннего языка», т. е. в конечном итоге – в извлечении из сообщений информации, необходимой для решения поставленной задачи. Этапы 1 и 2 приводят к созданию информационного обеспечения решаемой задачи, которое должно привести к повышению эффективности ее решения.

Рис. 2.

  •  Решение задачи. На данном этапе, используя полученную информацию, собственные знания и опыт, а также материальные, энергетические, трудовые и иные ресурсы, потребитель вырабатывает решение задачи. Поскольку результат решения задачи также может являться новой информацией, то потребитель на этом этапе может одновременно стать и производителем информации. Однако эта новая информация зафиксирована на «языке задачи» и без дополнительных затрат, как правило, не представляет ценности при выходе за пределы конкретной задачи.
  •  Создание сообщений. Исходя из сказанного результат, полученный на предыдущем этапе необходимо интерпретировать на «языке коммуникаций», т. е. подготовить информационное сообщение в стандартной форме, принятой на данном этапе развития систем коммуникации вообще и (например) систем научно-технической информации (НТИ), в частности. Это может быть подготовка статьи, отчета, выступления на научной конференции, семинаре и т. д. Новая информация, зафиксированная в форме сообщения (например, документальной), потенциально представляет собой общественную ценность для решения большого круга задач, так или иначе связанных с задачей, в результате решения которой она получена.
  •  Распространение и преобразование сообщений. Наконец, автору сообщения необходимо вступить в активное взаимодействие с системой коммуникации, для ввода своего сообщения в один (или несколько) доступных каналов коммуникации (размещение сообщения в Интернет, публикация, выступление и т. д.). Эффективность данного этапа деятельности определяется как степенью усилий, предпринимаемых автором, так и теми возможностями, которые ему предоставляет система коммуникации.

Очевидно, что в общем случае данные этапы реализуются сложным последовательно-параллельным образом. Вышеизложенное отображает лишь логику рассматриваемого процесса, но не обязательную последовательность его реализации во времени. Кроме того, в конкретных ситуациях описываемый процесс необязательно включает все указанные этапы.

Рассмотренная схема показывает, что использование любой информации приводит к появлению новых данных и, соответственно, новой информации. Поэтому в данном случае можно говорить о цикле обмена информации, а систему, в рамках которой он реализуется, – назвать системой информационного обмена.

Система – это любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная совокупность разнородных элементов, над которыми в интересах достижения поставленных целей определены заранее оговоренные отношения (свойства системы). Системы отличаются между собой по составу и по главным целям.

Взаимосвязанную совокупность поставщиков (источников) информации, органов ее преобразования или передачи (в том числе информационных и издательских органов), а также потребителей (приемников) информации будем называть системой информационного обмена (СИОБ).  

В зависимости от характера связей с внешней средой можно рассматривать три разновидности СИОБ:

  •  Будем называть систему замкнутой, если она не имеет информационных связей с другими системами (внешней средой) и, следовательно, по отношению к ним не является ни источником, ни приемником информации. Примером такой системы может служить любая изолированная само развивающаяся система. Любое государство или группа людей, изолированные от внешнего мира, ученый, в одиночку работающий над решением некоторой проблемы и не использующий информацию внешнего мира – все это примеры замкнутых систем. Исторически эта форма систем обмена является наиболее ранней.
  •  Систему, которая открыта для поступления информации извне, но закрыта для выхода информации во внешнюю среду, т. е. которая является только приемником по отношению к внешним системам, называют закрытой системой.
  •  Открытой системой называется систему, играющую роль одновременно и источника и приемника информации по отношению к внешним системам.

Система, образованная объединением (интеграцией) двух или более открытых систем, есть открытая система или замкнутая система. Объединение нескольких закрытых систем дает закрытую или замкнутую систему. Примерами закрытых систем информационного обмена являются военно-промышленные комплексы, которые только потребляют информацию и держат в секрете результаты своих разработок. К этому классу систем с определенными допущениями можно отнести некоторые развивающиеся страны, выходная информация которых не представляет ценности для других систем. Здесь можно говорить о государствах, политика которых базируется на приобретении лицензий, а не на развитии собственных исследований. Открытые системы, наоборот, не только принимают, но и поставляют информацию. Это высокоразвитые системы, активно производящие информационные ресурсы.

Информационный обмен, очевидно, происходит с применением каких-либо технических средств. Средства информационного обмена – это совокупность коммуникационных и программно-технических средств, обеспечивающих прием и передачу информационных сообщений. К таким средствам относятся: сами информационные системы, компьютерные сети – локальные и глобальные (сети информационного обмена).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73040. Особенности психофизического развития умственно-отсталых слепоглухих 67 KB
  Современные исследования показывают, что нет необучаемых детей и даже самых тяжелых можно чему-то научить, используя специфические методы, приемы и средства обучения, организуя «пошаговое» обучение, глубокую дифференциацию и индивидуализацию обучения, обязательное включение родителей в педагогический процесс.
73041. Противоаварийная автоматика и втоматика частотной разгрузки 20.22 KB
  Противоаварийная автоматика, обеспечивающая сохранение устойчивости ЭЭС (ОЭС), должна дублироваться и выполняться по разным принципам выявления нарушений нормального режима. Одновременный вывод обоих комплектов из работы допускается лишь после разработки...
73042. Релейная защита 13.75 KB
  Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов электроэнергетических систем. Быстродействие это свойство релейной защиты характеризующее скорость выявления и отделения...
73043. Силовой трансформатор 15.86 KB
  Силовой трансформатор — стационарный прибор с двумя или более обмотками, который посредством электромагнитной индукции преобразует систему переменного напряжения и тока в другую систему переменного напряжения и тока, как правило, различных значений при той же частоте в целях передачи электроэнергии без изменения её передаваемой мощности.
73044. Нетрадиционные источники энергии 14.79 KB
  Солнечные устройства служат для отопления и вентиляции зданий опреснения воды производства электроэнергии. В последнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии резко возрос. Использование всего лишь 00125 количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики.
73045. Особенности конденсационных электростанций 185.27 KB
  В отечественной энергетике на долю КЭС приходится до 60 выработки электроэнергии. Основными особенностями КЭС являются: удаленность от потребителей электроэнергии что определяет в основном выдачу мощности на высоких и сверхвысоких напряжениях и блочный принцип построения электростанции.
73046. Внутренняя миграция, ее направления (вынужденная, трудовая) 17.81 KB
  Внутренняя миграция ее направления вынужденная трудовая. Миграция населения это пространственное перемещение трудоспособного населения вызываемое изменениями в развитии и размещении производства условиях существования населения и др.
73048. Типы классификаций кадастра 18.85 KB
  Типы классификаций кадастра –- земельный недвижимости градостроительный природных ресурсов. Объектом государственного земельного кадастра являются все земли территории независимо от форм собственности целевого назначения и характера их использования.