Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 0.51 Mb.
|
6. Операции с данными. Характеристика процедур. Обработка данных включает в себя множество различных операций, таких как сбор, формализация, фильтрация, сортировка, архивация, преобразование, защита, транспортировка. Полная совокупность всех этих действий над информацией в соответствии с принятой информационной технологией называется информационным процессом. Составные части его назовём информационными процедурами. • Сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения; • Формализация - приведение данных, поступающих от различных источников, к одной форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой и тем самым повысить уровень их доступности; • Сортировка - упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования, что также повышает уровень доступности данных; • Архивация - организация хранения данных в удобной и легко доступной форме с целью снижения экономических затрат на хранение данных (позволяет повысить общую надёжность информационного процесса в целом); • Преобразование данных - перевод данных из одной формы в другую. Преобразование может быть связано с изменением типа носителя. Так, например, книга может храниться как в обычной бумажной форме, так и в электронном виде в памяти ЭВМ, на дискете, на магнитной ленте и др. Необходимость в многократном преобразовании информации возникает также и при транспортировке данных. Например, при передаче цифровых потоков данных по телефонным каналам связи необходимо преобразование их в аналоговые, поскольку телефонная сеть изначально ориентирована на передачу аналоговых сигналов в узком диапазоне частот. Для цифроаналоговых преобразований (ЦАП) используются специальные устройства - модемы. Отметим также, что обработкой и преобразованием информации занимаются миллионы людей и на каждом рабочем месте выполняются ещё свои специфические операции, необходимые для управления социальными, экономическими, научными и другими процессами. • Защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных; • Транспортировка - процесс передачи информации от мест её генерации к местам хранения, обработки и использования. Варианты передачи могут быть разными: устный (по телефону), почтовый (с использованием бумаги), электронная почта, телекоммуникационные сети (Интернет), автоматизированные каналы связи. 7. Информационные системы. Основные понятия, состав, классификация, характеристика классов. Информационная система Рязанской области. Информация обладает четырьмя общими свойствами - ее можно создавать, хранить, обрабатывать и передавать.Процессы, связанные с этими фазами (этапами) обращения информации называют информационными процессами, а системы, реализующие их, -информационными системами. Информационная система - это организационно упорядоченная совокупность документов, информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.Информация, будучи аккумулированной и обработанной с определенных позиций, дает новые сведения, приводит к новому знанию. Однако наиболее часто она используется для выработки управляющих воздействий в автоматических (чисто технических) и автоматизированных (человеко-машинных) системах. Информационные системы могут иметь различную природу техническую, биологическую, социальную и т.д. В любой из них, в той или иной мере происходят сбор и обработка информации. Примером простой технической системы является автомат для продажи газированной воды В автоматических системах задачи сбора, хранения, обработки и преобразования информации решает ЭВМ и на основании анализа результатов сама вырабатывает соответствующие решения. Примерами таких систем являются станки с программным управлением, гибкие автоматизированные производства, станки-роботы и др. Если первичная информация извлекается из какого-либо объекта (процесса), а выходная применяется для целенаправленного изменения состояния того же объекта (процесса), причем информацию для выбора основных управляющих воздействий (принятия решения) использует человек, то такую автоматизированную информационную систему называют автоматизированной системой управления (АСУ). В этом случае ЭВМ анализирует огромные объемы информации и предлагает возможные варианты, познакомившись с которыми, человек либо выбирает лучший с его точки зрения, либо ставит перед машиной новое условие и ждет следующего совета. АСУ нашли широкое применение во всех сферах современного общества, в первую очередь как системы управления технологическими процессами (АСУТП) и коллективами людей. АСУТП служат для автоматизации различных функций на производстве. С точки зрения возможности организации конкретных информационных процессов различают: • информационно-справочные системы; • информационно-поисковые системы; • системы обработки и передачи данных; • системы связи; • системы организационного управления. Новая информационная технология (компьютерная технология) -технология, основанная на использовании персональных компьютеров и телекоммуникационных средств. В информационной технологии в качестве исходного материала выступает информация, но уже качественно новая - о состоянии объекта, процесса или явления. Основными компонентами информационных технологий служат: сбор данных (первичной информации), обработка данных, получение результата -новой информации и передача ее потребителю. 8. Виды информации и соответствующие им меры. Различают три вида информации: • синтаксическую; • семантическую; • прагматическую. Синтаксическая информация формально отображает структурные характеристики информации и не затрагивает их смыслового содержания. Т.е. этот вид способствует восприятию чисто внешних характеристик информации. Такую информацию называют данными, т.к. при этом не имеет значения смысловая сторона. Термин "данные" представляет конкретную реализацию информации. Это могут быть факты, признаки, наблюдения, записанные человеком или приборомЭтот вид характеризует информацию как продукт, подлежащий переработке в целях информационного обеспечения решаемых задач. Для обработки данных используются различные средства, основными из которых являются средства хранения, передачи и переработки. С точки зрения использования этих средств основными характеристиками информации являются способ представления, объём, скорость передачи и обработки и др. Семантическая информация характеризует смысловое содержание сообщения, а прагматическая - отражает отношение информации и её потребителя, соответствие информации цели управления, которая на её основе реализуется. Прагматический аспект связан с рассмотрением её ценности, полноты, адекватности и других характеристик, т.е. с прагматическим использованием информации. В соответствии с видами различают три её меры(рис 2.1) Под количеством информации I понимают объём тех сведений, которые используются в процессе решения задачи, а под VD - объём данных в сообщении, который измеряется количеством символов (разрядов) в нём. Количество синтаксической информации (I) - это степень уменьшения неопределённости после выбора (получения) сообщения в виде некоторого сигнала, которая определяется как разность неопределённости до получения сообщения и после: I=Н(а) - Н(beta)(а), где: Н(а) - мера неосведомлённости потребителя информации о системе а, т.е. априорные (предварительные) сведения; Н (beta)(а) - мера неопределённости после получения сообщения beta о системе а. H(a)=-(Summa от 1 до n(p(i-тое)*log(p(i-тое)))) , где Р(i-тое) - вероятность того, что система находится в i-м состоянии. Для оценки семантической информации Iс распространённой является тезаурусная мера, связывающая семантические свойства информации со способностью пользователя приниматьпоступившее сообщение. Тезауруc - это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система в конкретной предметной области. Количество семантической информации Iс , воспринимаемой потребителем, зависит от его тезауруса Sp, т.е. Ic= f (SP), и описывается кривой (рис. 2.2). Рассмотрим два предельных случая, когда количество семантической информации Iс = 0: 1) Sp = 0 - пользователь не воспринимает (не понимает) поступающую информацию; 2) Sp -> SPmax, т.е. пользователь "всё знает" о предметной области, и поступающее сообщение информации ему не несёт. Максимальное количество семантической информации ICmax потребитель приобретает при согласовании её смыслового содержания с его тезаурусом (Sp=SP опт), когда поступающая информация понятна пользователю и несёт ему ранее неизвестные сведения, отсутствующие в его тезаурусе. Следовательно, количество семантической информации в сообщении, т.е. количество новых знаний, получаемых пользователем, является величиной относительной. Относительной мерой количества семантической информации может служить коэффициент содержательности С: C=I(c)/v(d), где V(d) - объём данных в сообщении. 9. Оценка информации. Общая постановка задачи. Особенности представления различных видов информации. Количественная оценка синтаксической информации. Объективная оценка того, сколько и какой информации необходимо для оптимального информационного обеспечения конкретного объекта (предприятия, учреждения, заведения, банка и т.д.), чтобы последний мог эффективно функционировать, является одной из важнейших задач. Задача измерения и оценки информации относится к числу неординарных, поскольку Все понятие информации является сложным. представляющие интерес свойства информации невозможно оценивать каким-либо одним показателем. Для сколько-нибудь полной оценки Количественная оценка синтаксической информации Такая оценка информации необходима, чтобы сравнить друг о с другом массивы хранящейся или передаваемой информации, а также оценить размеры носителей. для полной оценки необходима некоторая совокупность взаимосвязанных показателей, т.е. система. Имеющиеся на сегодня методы позволяют определить количество информации лишь на синтаксическом уровне, в то время как при решении вопросов информационного обеспечения деятельности объекта прежде всего необходимы оценки на семантическом и прагматическом уровнях. информация передается в виде сообщений (это информация, представленная в определенной форме: текст, графика и др.), которые могут быть непрерывными, например передача речи по телефону (при этом передаче подлежит изменение во времени звукового давления на мембрану микрофона), или дискретными (последовательность отдельных элементов). Так, при передаче телеграммы сообщением является текст, а элементами сообщения - буквы Для количественной оценки информации, выраженной в любой : из форм (текст, видео, графика и др.), ее принято представлять в стандартном виде - в виде двоичной последовательности. На самом деле, простейшими характеристиками информации являются ее значения - истинная, ложная, которые могут быть описаны элементами множеств: {истина, ложь} {true, false} {Да, Нет} Если истинный ответ "Да" представлять цифрой "1", а ложный "Нет" -цифрой "О", то запись всех ответов, образующих многсозначную последовательность "О" и "1", называют двоичной последовательностью. Такой процесс получения информации об объектах исследования называют кодированием. Особенности представления различных видоов информации Прежде чем кодировать информацию, необходимо обозначить: • какие коды использовать;• в каком порядке их записывать;• в каком порядке хранить;• в каком порядке передавать. Т.е. должен быть определен язык представления информации. Основными характеристиками синтаксической информации являются способ представления и объем. За единицу информации принят бит - количество информации, находящейся в сообщении, в котором случайная величина с равной вероятностью принимает лишь два разных значения - "О" и "1" (такая единица информации предложена Р. Хартли). В информационных документах широко используются русские и латинские буквы, цифры, математические и другие знаки - всего ~200-250. Для кодирования каждого такого знака используется 8-разрядная двоичная последовательность - байт. Например: А-11000001 2 Л - 110011102. Объем информации, хранящейся на машинных носителях (емкость памяти), измеряется в байтах и его производных (КБ, МБ, ГБ, ТБ). КБ =1024 байта = (210 байт) = 1024*8 бит; МБ =1024 КБ = (220байт); ГБ =1024 МБ = (2м байт); ТБ = 1024 ГБ = (240байт). Для представления графической информации в двоичной форме используется так называемый поточечный способ. На первом этапе рассматриваемое изображение делят вертикальными и горизонтальными линиями на мелкие квадраты ("точки") - пиксели. Чем больше точек, тем точнее информация об изображении. Далее записывается информация о каждом пикселе, которая содержит, по крайней мере, его номер и цвет. Совокупность данных о каждом квадрате представляет собой массив данных, описывающий с заданной точностью то или иное изображение. 10.Вероятностная оценка количества информации (по Хартли и Шеннону). Примеры. Энтропия и информация. Количеством информации называют числовую характеристику сигнала, которая не зависит от его формы и содержания и характеризует степень неопределенности, которая исчезает после выбора (получения) сообщения в виде данного сигнала. Количество возможных вариантов результата для каждой из ситуаций может быть велико и точно не определено. Идеализированную модель такого рода ситуации называют опытом, а возможный вариант результата опыта - исходом.Поскольку число возможных исходов опыта в общем случае велико, то определить точно результат опыта заранее невозможно, т.е. с проведением опыта связана некоторая неопределенность. Действительно, если взять опыт с двумя шарами разного цвета (например, черный и белый), находящимися в урне, то цвет вынутого шара заранее предсказать нельзя. Ни один из вероятных исходов не имеет преимуществ перед другим. Тогда говорят, что исходы равновозможны или равновероятны. Определим вероятность как число, характеризующее меру потенциальной возможности осуществления. Впервые количественную оценку неопределённости ввёл в 1928 году американский ученый Р. Хартли для опыта X с n различными исходами: H(x)=k*log(n по основанию a) где X - информативный параметр сигнала; к- коэффициент пропорциональности; п - число возможных выборов (исходов); а - основание логарифма.Для получения количественной оценки энтропии обычно используют основание логарифма а, равное двум. Полученная при этом единица измерения количества информации называется битом (bit- binary digit). Если принять к=1 и опустить а, то формула (2.1) примет вид: H(X)=log n. Однако в оценке Р. Хартли не учтены вероятности различных исходов. К. Шеннон ограничил рамки применимости оценки Р. Хартли случаем, когда все n исходов в опыте X равновероятны (р = 1/п), а затем применил формулу к разновероятным исходам, усреднив полученные неопределённости по всем исходам. Для опыта Х={Х|,х2,...,хn}, где х1,х2,...,х„ - возможные исходы с вероятностями р1,, Р2,-.-,рп. неопределённость каждого исхода равна -log pi, -log p2,...,-log pn, а математическое ожидание даёт количественную оценку неопределённости - энтропию: H=-(сумма от 1 до n p(итого)*log(p(итого)) Интуитивно ощущается связь между заключенной в опыте неопределенностью и информацией об исходе - чем больше изначальная неопределенность исхода, тем больше информации о его фактическом наступлении, т.е. понятие энтропии тесно связано с понятием количества информации, под которым понимается мера снятия неопределённости в процессе получения сигнала адресатом. Например, если априорно ситуацию характеризовать энтропией H1Количество информации тем больше, чем больше свобода в выборе сообщения, т.е. чем более неопределенно или менее вероятно передаваемое сообщение. Энтропия заранее известного сигнала (значение его информативного параметра априорно известно) равна нулю. Формула для энтропии в этом случае будет состоять из слагаемых только двух видов: либо Hog 1 для заранее известного сигнала, либо (Hog 0, так как вероятность появления всех других равна нулю. |
