ивт реферат. Реферат создание, переработка и хранение информации в технике содержание Введение Информационная система Создание информации Переработка информации Хранение информации Заключение Список используемой литературы
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
РЕФЕРАТ СОЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТКА И ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ТЕХНИКЕ Содержание Введение 1. Информационная система 2. Создание информации 3. Переработка информации 4. Хранение информации Заключение Список используемой литературы Введение Информатизация – это производное от слова информация. Информатизация – это процесс получения, использования, хранения, передачи информации. На протяжении ХХ века сменялось множество способов обмена информацией. Если в XIX веке носителем информации была бумага, а средством передачи была почтовая служба, то в ХХ веке информация стала передаваться гораздо быстрее с помощью телеграфа, в голосовой форме обмениваться информацией можно по телефону, радио и телевидение призваны только для получения человеком информации. В наши дни есть огромное количество способов передачи информации, причем в любой форме. Телефонные линии до сих пор остаются самым удобным средством передачи информации, но теперь ими обслуживаются не только телефоны, но и самое большое достижение процесса информатизации – Internet, содержащий большую часть информации со всей планеты. Сейчас информатизация не мыслима без компьютера, так как он изначально создавался как средство обработки информации и только теперь он стал выполнять множество других функций: хранение, преобразование, создание и обмен информацией. Но прежде, чем принять привычную сейчас форму компьютер претерпел три революции. Первая компьютерная революция свершилась в конце 50-х годов; ее суть можно описать двумя словами: компьютеры появились. Изобретены они были не менее чем за десять лет до этого, но именно в то время начали выпускаться серийные машины, эти машины перестали быть объектом исследований для ученых и диковинкой для всех остальных. Через полтора десятилетия после этого ни одна крупная организация не могла себе позволить обходиться без вычислительного центра. Если тогда заходила речь о компьютере, сразу же представлялись заполненные стойками машинные залы, в которых напряженно думают люди в белых халатах. И тут свершилась вторая революция. Практически одновременно несколько фирм обнаружили, что развитие техники достигло такого уровня, когда вокруг компьютера не обязательно воздвигать вычислительный центр, а сам он стал небольшим. Это были первые мини - ЭВМ. Но прошло еще десять с небольшим лет, и наступила третья революция – в конце 70-х возникли персональные компьютеры. За короткое время, пройдя путь от настольного калькулятора до полноценной небольшой машины, ПК заняли свои места на рабочих столах индивидуальных пользователей. 1. Информационная система В информатике понятие "система" чаще используют относительно набора технических средств и программ. Системой называют также аппаратную часть компьютера. Дополнение понятия "система" словом "информационная" отображает цель ее создания и функционирования. Информационная система взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемая для сохранения, обработки и выдачи информации с целью решения конкретной задачи. Современное понимание информационной системы предусматривает использование компьютера как основного технического средства обработки информации. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом информационной системы. Синтаксический анализ устанавливает важнейшие параметры информационных потоков, включая необходимые количественные характеристики, для выбора комплекса технических средств сбора, регистрации, передачи, обработки, накопления и хранения информации. Семантический анализ позволяет изучить информацию с точки зрения смыслового содержания ее отдельных элементов, находить способы языкового соответствия (язык человека, язык ЭВМ) при однозначном распознавании вводимых в систему сообщений. Прагматический анализ проводится с целью определения полезности информации, используемой для управления, выявления практической значимости сообщений, применяемых для выработки управляющих воздействий. 2. Создание информации Восприятие информации – процесс преобразования сведений, поступающих в техническую систему или живой организм из внешнего мира, в форму, пригодную для дальнейшего использования. Благодаря восприятию информации обеспечивается связь системы с внешней средой, в качестве которой могут выступать человек, наблюдаемый объект, явление или процесс и т.д. Для развитых систем восприятия можно выделить несколько этапов переработки поступающей информации: предварительная обработка для приведения входных данных к стандартному для такой системы виду, выделение в поступающей информации семантически и прагматически значимых информационных единиц, распознавание объектов и ситуаций, коррекция внутренней модели мира. Важнейшей проблемой восприятия информации является интеграция информации, поступающей из различных источников и от анализаторов разного типа в пределах одной ситуации. Сбор информации – это процесс ее получения из внешнего мира и приведения к виду, стандартному для данной информационной системы, с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения. Обмен информацией между воспринимающей информацию системой и окружающей средой осуществляется посредством сигналов. Сигнал можно определить как средство перенесения информации в пространстве и времени. В качестве носителя сигнала могут выступать звук, свет, электрический ток, магнитное поле и т. д. Совокупность технических средств ввода информации в ЭВМ, программ, управляющих всем комплексом технических средств, обеспечивающих ввод информации с отдельных устройств ввода (драйверов устройств), – вот что представляет собой современная развитая система сбора информации. В процессе сбора происходит комплектование системы информационного обеспечения массивами первичных и вторичных документированных источников информации. К первичным документированным источникам информации относятся опубликованные, неопубликованные и непубликуемые документы, содержащие исходную информацию; к вторичным – документы, полученные в результате аналитико-синтетической переработки одного или нескольких первичных источников, например: информационные издания (библиографические, реферативные, обзорные). Применительно к информационным системам, созданным с применением ЭВТ, используется понятие "сбор данных". Сбор данных – процесс идентификации и получения данных от различных источников, группирования их и представления в форме, необходимой для ввода в ЭВМ. Сбор информации связывает систему информационного обеспечения с внешней средой. Эффективность процесса сбора информации (информационного массива) оценивается показателями полноты, точности, оперативности, стоимости, трудоемкости. Полнота – количественная мера содержания в массиве пертинентных документов (информации), существующих на данный момент времени с точки зрения всех пользователей системы. Пертинентность соответствие содержания документа (информации) информационным потребностям пользователей. Точность – количественная мера содержания в информационном массиве (системе) только пертинентных документов (информации). Этот показатель характеризует внутреннее состояние процесса сбора, его способность удовлетворять информационные запросы независимо от времени на поиски информации. Оперативность способность процесса сбора выполнить задачу в минимально возможное время. Стоимость – способность процесса сбора минимизировать затраты ресурса на единицу массива информации. Трудоемкость способность процесса сбора минимизировать трудозатраты на единицу массива информации. В рамках процесса сбора осуществляется структуризация информации, информационных потребностей объекта (пользователя) и выбор источника информации. Структуризация информации представляет системную классификацию информации по показателям удобства ее использования человеком в процессе решения практических задач обработки и хранения с использованием современных средств и методов. Решение задачи структуризации информационных потребностей пользователя связано с формированием информационного кадастра, представляющего организованную совокупность всех данных, необходимых и достаточных для информационного обеспечения деятельности современного объекта. Выбор источника информации должен осуществляться исходя из следующих требований: полноты информационного кадастра достоверности, актуальности, релевантности информативности, толерантности, функциональной направленности, легальности поставляемой, регулярности поступающей информации, минимизации затрат ресурса на поддержание информационного кадастра. Задача оптимального выбора источников информации заключается в выборе из всего имеющегося потенциального множества такой совокупности, которая при минимальных расходах средств и трудозатратах обеспечила бы удовлетворительное регулярное поступление необходимой информации, отвечающей перечисленным выше требованиям. 3. Переработка информации В процессе обработки информации решается некоторая информационная задача, для которой должны быть определены исходная (некоторый набор исходных данных) и итоговая (требуемые результаты) информация. Переход от исходных данных к результату и есть процесс обработки. Тот объект или субъект, который осуществляет обработку, называется исполнителем обработки. Это может быть человек или техническое устройство, в том числе компьютер. Для успешного выполнения обработки информации исполнителю должен быть известен способ обработки, т. е. последовательность действий, которую нужно выполнить, чтобы достичь нужного результата. Описание такой последовательности действий в информатике принято называть алгоритмом обработки. Можно выделить два типа обработки информации: 1. Обработка, связанная с получением новой информации, нового содержания знаний. К ней относится решение различных задач путем применения логических рассуждений. 2. Обработка, связанная с изменением формы, но не изменяющая содержания, например, перевод текста с одного языка на другой. Обработка данных включает в себя множество разных операций, представляющих собой комплекс совершаемых технологических действий, в результате которых информация преобразуется. Основными операциями являются: - формализация (приведение данных, поступающих из разных источников, к единой форме); - фильтрация (устранение лишних данных, которые не нужны для принятия решений); - сортировка (приведение в порядок данных по заданным признакам с целью удобства использования); - архивация (сохранение данных в удобной и доступной форме); - защита (комплекс мер, направленных на предотвращение потерь при воспроизведении и модификации данных); - преобразование (преобразование данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую или изменение типа носителя). Обработка информации — это получение одних информационных объектов из других информационных объектов путем выполнения некоторых алгоритмов. Обработка является одним из основных процессов, выполняемых над информацией, и главным средством увеличения объема и разнообразия информации. Средства обработки информации – всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь компьютер. При обработке информации производится структурирование данных. Это определенный порядок, определенная организация в хранилище информации: расположение данных в алфавитном порядке, группировка по некоторым признакам классификации, использование табличного или графового представления – все это примеры структурирования. От способа организации информации зависит алгоритм поиска. Если информация структурирована, то поиск осуществляется быстрее. Живые организмы и растения обрабатывают информацию с помощью своих органов и систем, компьютеры - путем выполнения некоторых алгоритмов. Вычислительные алгоритмы должны объединяться в вычислительный граф системы обработки информации в соответствии с требуемой технологической последовательностью решения задач. Технология электронной обработки информации – человеко-машинный процесс исполнения взаимосвязанных операций, протекающих в установленной последовательности с целью преобразования исходной (первичной) информации в результатную. Технологические операции разнообразны по сложности, назначению, технике реализации, выполняются на различном оборудовании, многими исполнителями. Различают два основных типа организации технологических процессов: предметный и пооперационный. Предметный тип организации технологии предполагает создание параллельно действующих технологических линий, специализирующихся на обработке информации и решении конкретных комплексов задач (учет нагрузки, качества прохождения сигнала и т. п.) и организующих пооперационную обработку данных внутри линии. 4. Хранение информации Хранение и накопление информации вызвано ее многократным использованием, применением постоянной информации, необходимостью комплектации первичных данных до их обработки; осуществляется на машинных носителях в виде информационных массивов, где данные располагаются по установленному в процессе проектирования группировочному признаку. Хранение информации – это ее запись во вспомогательные запоминающие устройства на различных носителях для последующего использования. Хранение является одной из основных операций, осуществляемых над информацией, и главным способом обеспечения ее доступности в течение определенного промежутка времени. Основное содержание процесса хранения и накопления информации состоит в создании, записи, пополнении и поддержании информационных массивов и баз данных в активном состоянии (рис. 1.16). В результате реализации такого алгоритма документ, независимо от формы представления поступивший в информационную систему, подвергается обработке и после этого отправляется в хранилище (базу данных), где помещается на соответствующую "полку" в зависимости от принятой системы хранения. Результаты обработки передаются в каталог. Этап хранения информации может быть представлен на следующих уровнях: внешнем, концептуальном (логическом), внутреннем, физическом.  Рис. 1.16. Алгоритм процесса подготовки информации к хранению Внешний уровень отражает содержательность информации и представляет способы (виды) представления данных пользователю в ходе их хранения. Концептуальный уровень определяет порядок организации информационных массивов и способы хранения информации (файлы, массивы, распределенное хранение, сосредоточенное и др.). Внутренний уровень представляет организацию хранения информационных массивов в системе ее обработки и определяется разработчиком. Физический уровень хранения означает реализацию хранения информации на конкретных физических носителях. Способы организации хранения информации связаны с ее поиском – операцией, предполагающей извлечение хранимой информации. Хранение информации в ЭВМ связано с процессом ее арифметической обработки и с принципами организации информационных массивов, поиска, обновления, представления информации и др. Важным этапом автоматизированного этапа хранения является организация информационных массивов. Информационный массив система хранения информации, включающая представление данных и связей между ними, т. е. принципы их организации. С учетом этого рассматриваются следующие структуры организации информационных массивов: линейная, многомерная. В свою очередь, линейная структура данных делится на строки, одномерные массивы, стеки, очереди, деки и др. Строка — это представление данных в виде элементов, располагающихся по признаку непосредственного следования, т. е. по мере поступления данных в ЭВМ. Одномерный массив – это представление данных, отдельные элементы которых имеют индексы, т. е. поставленные им в соответствие целые числа, рассматриваемые как номер элемента массива. Индекс обеспечивает поиск и идентификацию элементов, а следовательно, и доступ к заданному элементу, что облегчает его поиск по сравнению с поиском в строке. Идентификация процесс отождествления объекта с одним из известных объектов. Стек структура данных, учитывающая динамику процесса ввода-вывода информации, использующая линейный принцип организации хранения, реализующий процедуру обслуживания "последним пришел – первым ушел" (первым удаляется последний поступивший элемент). Очередь структура организации данных, при которой для обработки информации выбирается элемент, поступивший ранее всех других. Дека структура организации данных, одновременно сочетающая рассмотренные виды. Нелинейные структуры хранения данных используют многомерные структуры (массивы) следующих видов: деревья, графы, сети. Элемент многомерного массива определяется индексом, состоящим из набора чисел. Формой представления прямоугольного массива является матрица, каждое значение которой определяется индексом требуемого элемента массива. Так, в двухмерном массиве элементы обозначаются двумя индексами, а в трехмерном тремя. Списковая структура с механизмом адресных ссылок может быть представлена в виде графа древовидной структуры. В нем каждый элемент списка включает в себя маркерное поле, поле данных и адресное поле. Маркерное поле предупреждает, имеется ли ссылка на другой список или она отсутствует. В зависимости от этого в маркерном поле ставится знак минус или плюс. Списки так же могут быть показаны ориентированными графами с полями, в которых возможна ссылка вперед и назад. Возникает так называемый симметричный список, и появляется возможность движения в структуре данных в разных направлениях. Рассмотренные списковые структуры информационных массивов имеют следующие особенности: - высокую логическую простоту; - относительно большое количество времени доступа, обусловленное адресным обращением к данным, при котором к каждому элементу списка необходимо иметь ссылку; - значительное возрастание объема памяти запоминающего устройства по сравнению с последовательной структурой организации информационных массивов, обусловленное адресным обращением к данным. С учетом рассмотренных структур формирования информационных массивов можно представить ряд способов организации массивов (рис. 1.17) в запоминающих устройствах ЭВТ.  Рис. 1.17. Способы организации массивов информации в запоминающем устройстве ЭВТ На физическом уровне любые записи информационного поля представляют в виде двоичных символов. Обращение к памяти большого объема требует большой длины адреса. Если память имеет емкость 2n слов, то для поиска таких слов потребуются n-разрядные адреса. В микропроцессорах восьмиразрядные слова дают возможность обращаться к 256 ячейкам памяти, что оказывается недостаточно для хранения информации в автоматизированных системах. Если непосредственно обращение к любой ячейке невозможно, переходят к страничной организации памяти. В этом случае выбирают область памяти емкостью 2n слов и называют страницей, обращение к которой осуществляется командой, содержащей n-разрядное адресное поле. В микропроцессорах обычно используют страницы размером 256 слов. Принципы адресации, объемы памяти, количественные характеристики зависят от функционального назначения запоминающих устройств, разделяющимся по уровням функциональной иерархии на сверхоперативные, оперативные, постоянные, полупостоянные, внешние, буферные. С хранением информации связаны следующие понятия: носитель информации (память), внутренняя память, внешняя память, хранилище информации. Носитель информации – это физическая среда, непосредственно хранящая информацию. Основным носителем информации для человека является его собственная биологическая память (мозг), которую можно назвать оперативной (быстрой) памятью или внутренней памятью, поскольку ее носитель находится внутри нас. Другие носители информации можно назвать внешними (по отношению к человеку), например бумага, которая, непригодна в обычных (не специальных) условиях для длительного хранения информации: на нее оказывают вредное воздействие температурные условия. Для ЭВТ по материалу изготовления различают бумажные, металлические, пластмассовые, комбинированные и другие носители; по принципу воздействия и возможности изменения структуры выделяют магнитные, полупроводниковые, диэлектрические, перфорационные, оптические и др.; по методу считывания различают контактные, магнитные, электрические, оптические. Хранение информации осуществляется на специальных носителях. информационный поток переработка Хранилище информации – это определенным образом организованная информация на внешних носителях, предназначенная для длительного хранения и постоянного использования, например архивы документов, библиотеки, справочники, картотеки. Основной информационной единицей хранилища является определенный физический документ: анкета, книга, дело, досье, отчет и пр. Под организацией хранилища понимается наличие определенной структуры, т. е. упорядоченность, классификация хранимых документов. Она необходима для удобства ведения хранилища: пополнения новыми документами, удаления ненужных, поиска информации и т. д. Основные свойства хранилища информации: объем хранимой информации, надежность хранения, время доступа (т. е. время поиска нужных сведений), наличие защиты информации. Информацию, хранимую на устройствах компьютерной памяти, принято называть данными. Для описания хранения данных используют те же понятия: носитель, хранилище данных, организация данных, время доступа, защита данных. Организованные хранилища данных на устройствах внешней памяти компьютера принято называть базами данных и банками данных. Таким образом, хранение информации представляет собой процесс передачи информации во времени, связанный с обеспечением неизменности состояния материального носителя. Заключение Информатика как система получения, передачи и использования информационного ресурса в общественной практике подводит теоретический фундамент под использование ЭВМ и автоматизированных систем, которые и предназначены для усиления информационных процессов в обществе, использования информационного ресурса. Речь идет прежде всего о специальных ИР, основанных на компьютерной технике и реализующих информационный ресурс, т.е. инженерную обработку знаний). Таким образом, предметом информатики является информационный ресурс как симбиоз знания и информации. Он выступает в качестве предмета новой науки и с содержательной, и с формально-математической, и с технической стороны. Необходимо разграничивать предмет информатики как фундаментальной науки, ее объект и инструментарий: основанные на ЭВМ вычислительные системы, программы, сети связи и т. д. Без ЭВМ нет информатики, но нельзя объявлять информатику наукой об ЭВМ. Конечно, практическая необходимость в информатике возникла в связи с использованием ЭВМ. Но, «оттолкнувшись от ЭВМ», информатика во главу угла ставит новые понятия — информационный ресурс и его социальную полезность, отдачу. Поэтому по аналогии с термодинамикой информатику можно назвать информдинамикой — наукой о развитии социальных систем под воздействием информационного ресурса (семантической информации). В последнее время компьютеры «проникли» в жилища людей и постепенно становятся предметами первой необходимости. Есть два основных направления использования компьютеров дома. Обеспечение нормальной жизнедеятельности жилища: охранная автоматика, противопожарная автоматика, газоанализаторная автоматика; управление освещенностью, расходом электроэнергии, отопительной системой, управление микроклиматом; электроплиты, холодильники, стиральные машины со встроенными микропроцессорами. Обеспечение информационных потребностей людей, находящихся в жилище: заказы на товары и услуги; процессы обучения; общение с базами данных и знаний; сбор данных о состоянии здоровья; обеспечение досуга и развлечений; обеспечение справочной информацией; электронная почта, телеконференции; интернет. Список использованной литературы 1. Информатика: Учебник/под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2000. 2. Информатика. Базовый курс. Учебник для Вузов/под ред. С.В. Симоновича, - СПб: Питер, 2000 3. Козырев А.А. Информатика для вузов. СПб, 2002 4. А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер, Информатика, Учебник для ВУЗов – М.: Издательство Academa, 1999. 5. Веретенникова Е.Г. Информатика: учебное пособие. Ростов н/Д, 2002 |