Общая характеристика процессов сбора передачи обработки и накопления информации кратко

Обновлено: 03.07.2024

Одним из фундаментальных понятий информатики является информация.

Под информацией понимают отражение реального мира с помощью некоторых знаков или сигналов, совокупность знаний о нем.

Информация – от латинского informatio – сведения, разъяснения, изложение.

Под информацией в технике принято понимать любую последовательность символов, знаков, сигналов, не учитывая их смысл.

Для человека же информация – это его знания, ощущения и накопленный опыт.

· информационные технологии – процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов;

· информационная система – совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств.

В соответствии с [4]:

● информация может являться объектом публичных, гражданских и иных правовых отношений;

● информация может свободно использоваться любым лицом и передаваться одним лицом другому лицу, если федеральными законами не установлены ограничения доступа к информации, либо иные требования к порядку ее предоставления или распространения;

● информация в зависимости от категории доступа к ней подразделяется:

1) на общедоступную,

2) информацию, доступ к которой ограничен федеральными законами (информация ограниченного доступа);

● информация в зависимости от порядка ее предоставления или распространения подразделяется:

1) на свободно распространяемую;

2) предоставляемую по соглашению лиц, участвующих в соответствующих отношениях;

3) подлежащую предоставлению или распространению в соответствии с федеральными законами;

4) информацию, распространение которой в Российской Федерации ограничивается или запрещается.

Кроме того, информация классифицируется:

1. По способам восприятия:

2. По форме представления:

Рис. 1.1. Схема передачи информации

Процессы, связанные с поиском, передачей, обработкой, хранением и использованием информации, называются информационными процессами.

Эти процессы происходят и в живых организмах, и в обществе, и в технических устройствах. Причем подчиняются они одним и тем же законам, изучением которых занимается кибернетика.

В процессе передачи информации участвуют источник и приемник информации: первый – передает информацию, второй ее получает (рис. 1.1).

Поиск информации – это извлечение хранимой информации.

Существуют следующие методы поиска:

– ручной – непосредственное наблюдение; чтение соответствующей литературы; работа со словарями, каталогами; работа в библиотеках, архивах; просмотр видео, телепрограмм; прослушивание радиопередач и аудиокассет; общение со специалистами;

– автоматизированный – использование автоматизированных информационно-поисковых систем; запрос базам и банкам компьютерных данных.

Обработка информации – это процесс преобразования информации из одного вида в другой (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Схема обработки информации

Обработка информации может происходить:

а) по строгим формальным правилам;

Хранение информации – это способ распространения информации в пространстве и времени.

Человек хранит информацию всю жизнь – либо в собственной памяти, либо на внешних носителях (например, на бумаге).

Носитель информации – это среда для записи и хранения информации. Пример носителей информации: бумага, камень, дерево, классная доска; звук, свет, радиоволна, давление, притяжение; вода, жидкий раствор, температура.

Машинными носителями являются перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, магнитные диски, лазерные диски и т. п.

Осуществлять различные действия с информацией (вводить, искать, сортировать, выдавать, удалять и др.) позволяетинформационная система, называемая хранилищем информации. Например – библиотеки, видеотеки, фонотеки, архивы, патентные бюро, музеи, базы и банки данных, информационно-поисковые системы, электронные энциклопедии, медиатеки.

Человек обменивается информацией – принимает и передает ее – непосредственно, или с помощью тех или иных технических средств.

При этом из-за дефектов канала связи, шумов, помех и т. п. возможны искажения или потеря информации.

Нужно искать способы обнаружения ошибок передачи и их исправления.

Человеку непрерывно приходится обрабатывать информацию:

– получать новую информацию на основании имеющейся;

– изменять представление информации (например, переводить, сортировать, искать нужную в информационном массиве).

Это может делаться как с помощью вспомогательных средств, так и без них.

Информация может существовать:

– в образной форме (запахи, вкус, звуковые или зрительные образы);

Язык – система знаков и правил их использования для представления информации:

– естественные языки – разговорные, возникшие и развивающиеся вместе с народом-носителем этого языка;

– искусственные (формальные) языки – специально созданные для представления какого-либо особого вида информации в определенной области человеческой деятельности.

Компьютер – универсальный инструмент для работы с информацией.

С технической точки зрения наиболее рациональным оказалось использование в нем языка двоичных кодов.

абсолютно ВСЯ информация для ЭВМ представляется в виде сочетания нолей и единиц.
каждая цифра, буква, символ имеет соответствующую последовательность.
ЭВМ умеет выполнять только две операции: сложение и умножение.
любое действие ЭВМ - это операция с последовательность 0 и 1

Система счисле́ния — символический метод записи чисел, представление чисел с помощью письменных знаков.

· даёт представления множества чисел (целых и/или вещественных);

· даёт каждому числу уникальное представление (или, по крайней мере, стандартное представление);

· отражает алгебраическую и арифметическую структуру чисел.

Системы счисления подразделяются на позиционные, непозиционные и смешанные.

Основные устройства ПК, их назначения и характеристики:
1. микропроцессор
2. внутренняя память
3. контороллеры и адаптеры
4. системная шина
5. монитор
6. клавиатура

В состав материнской платы входят такие основные компоненты:

-микропроцессор;
- оперативная память (ОЗУ);

- видеокарта – для работы с графикой;

Порт – средство для подключения периферийных устройств к материальной плате. Порты бывают параллельные – LPT 1 и последовательные – COM 1. Последнее время приобрел популярность портUSB – универсальный порт, его контроллер обеспечивает большую скорость передачи данных – до 480 Мбит/сек.

Микропроцессор

Микропроцессор (МП) – сверхбольшая интегральная схема (СБИС), реализованная в едином при кристалле (Si илиGe) площади меньше 0,1 см 2 .

Степень интеграции определен размером кристалла и количеством реализованных в нем транзисторов (10 – ки млн.).

Микропроцессоры различаются рядом важных характеристик:

 - тактовой частотой – влияет на быстродействие так, один из первых МП, фирмы Intel, выпущенный в 1976г. 8080 имел тактовую частоту 2МГц, в настоящее время модель Pentium – и достигла отметки 3,6ГГц. Аналогичными характеристиками обладает модель Alton 64 Fix 55 фирмы АМД;

 один из способов повышения быстродействия – использование кэш – памяти, которая предназначена для согласования скорости работы устройств с процессором;

 разрядность процессора – число одновременно обрабатываемых бит современного микропроцессора – важнейший фактор производительности(8,16,32,64 - разрядные).

Внутренняя память

(Как уже отмечалось, работа компьютера имитирует (моделирует) информационную деятельность человека). Это оказалось возможным благодаря наличию в составе компьютера памяти. Существует несколько типов памяти, отличающиеся по своему функциональному назначению, и, как следствие, по способам хранения информации.

В памяти хранятся данные и обрабатываемая информация. Память подразделяется на внутреннюю (основную) и внешнюю.

(Внешняя память реализована на носителях, используется для долговременного хранения информации).

Внутренняя память реализуется в виде электронных микросхем и располагается на материнской плате. К ее видам относят – ПЗУ, ROM – память только для чтения. Служит для хранения программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов.

Энергонезависима - не изменяется после выключения компьютера. Существует перепрограммируемая постоянная память – ОЗУ, RAM – предназначена для хранения информации, изменяющейся в ходе выполнения операций по ее обработке.

Энергозависима (RAM – память с произвольным доступом - информация, вводимая в контроллер возникающая в ходе его работы храниться пока ПК включен. Структурно ОП можно представить как совокупность ячеек памяти, разделенных на разряды, для хранения в каждом из них бита информации. Физически, для построения запоминающего устройства типа RAM используют микросхемы динамической и статической памяти, для которых сохранение бита информации означает сохранение электрического заряда.

(RAM – память с произвольным доступом.) Этим названием подчеркивается тот факт, что процессор может обращаться к ячейкам памяти в произвольном порядке, при этом время чтения (записи информации одинакового для всех ячеек (мкс.)).

ОЗУ – быстрая полупроводниковая энергозависимая память. В ОЗУ хранятся исполняемая в данный момент программа и данные, с которыми она непосредственно работает. ОЗУ – память для чтения и записи информации.

Над данными можно выполнять различные операции, состав которых определяется решаемой задачей. Перечисленные ниже операции с данными не зависят от того, кто их выполняет – техническое устройство, компьютер или человек.

1. Сбор данных – накопление данных с целью обеспечения достаточной их полноты для принятия решений.

2. Формализация данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, что позволяет сделать их сопоставимыми между собой.

3. Фильтрация данных – отсеивание данных, в которых нет необходимости для принятия решений, при этом снижается уровень шума и повышается их достоверность и адекватность.

4. Сортировка данных – упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования.

5. Защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных.

6. Архивация данных – организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме, снижающей затраты на хранение и повышающей общую надежность информационного процесса.

7. Транспортировка данных – приём и передача данных между удаленными участниками информационного процесса.

8. Преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую. Часто связано с изменением носителя. Например, книги можно хранить в бумажной форме, а можно в электронном виде.

Под сбором информации понимается процесс отбора ее из окружающей среды и вводе ее в информационную систему (ИС), которая будет ее обрабатывать, хранить и передавать. Целью процесса сбора информации является обеспечение готовности информации к дальнейшему продвижению в системе и представление ее в различных формах (кодирование сигнала в линии, символы на дисплее, отпечатанные символы и т.п.).

Условно процесс сбора информации можно разделить на два метода:

- механический сбор, который состоит в том, что источник информации (событие, опыт) вызывает изменение физического состояния некоторого объекта, что регистрируется механическим способом;

- наблюдение, осуществляемое человеком, с последующим воспроизведением по памяти — регистрацией.

При механическом сборе информации, например системой датчиков, степень достоверности получаемой информации постоянна и заранее известна (что определяется классом точности измерительного прибора). Человек при сборе информации вносит неопределенность (выраженную в виде субъективизма), что снижает точность, но позволяет интерпретировать информацию. Поэтому при сборе информации человеком используются смешанные формы, такие как: запись информации вручную; запись информации с помощью вспомогательных средств (консоль, магнитная запись и т.п.).

Механический сбор информации осуществляется при помощи датчиков. При этом различают следующие типы датчиков:

На практике используют комбинации нескольких типов датчиков, например: электромагнитные, фотоэлектрические, ультразвуковые и т.п.

В процессе сбора информация может поступать в информационные системы в следующих видах:

- аналоговом, т.е. в виде некоторой непрерывной функции времени, отображающей изменение информации;

Под обработкой информации понимают ее преобразование в вид, удобный для дальнейшего продвижения в информационные системы. Информация, которая не может быть собрана механическими средствами, собирается человеком. При этом простейшим способом сбора информации является ее регистрация – запись на носителе. Такими носителями могут быть бумага для записи, перфокарты, перфоленты. Если используются вспомогательные средства, то используется клавиатура, световое перо графического дисплея, микрофон. Как уже отмечалось выше, точность информации при таком сборе падает из-за того, что человек неизбежно интерпретирует информацию.

Обработка информации в информационный системах распадается на ряд этапов и осуществляется непосредственно после реализации процесса сбора информации.

Первый этап – это преобразование информации (кодирование) в вид, свойственный данной информационной системе. Человек, как информационная система, не способен воспринимать информацию в виде электромагнитных колебаний, и, следовательно, электромагнитные колебания необходимо представить в акустические (звуковые) колебания или оптические образы. Для информационных систем – это представление символов в формате данного типа.

Второй этап (наиболее важный) является идентификация, распознавание информации. Распознавание информации может осуществляться:

- по идентифицирующим ключам (время, сопроводительные сигналы и т.п.).

Для идентификации речевых сигналов разработана специальная система признаков: частота основного тона, число формант и их расположение по частоте, нестационарность и т.д. Здесь идентификация не однозначная.

Намного более сложной проблемой является идентификация графических образов.

Если для идентификации используется ключ (кодовое слово, бит признака и т.п.), то используется только один признак – ключ и идентификация однозначна.

Третий этап – целенаправленное изменение информации.

Сюда относят:

- выполнение арифметических операций — расчетов;

- дополнение и объединение информации с уже имеющейся в системе;

- реализация процедур принятия решения при оценке информации от различных источников (моделирования ситуаций, экспертные оценки и т.п.);

- представление информации в удобном для потребителя виде (изображение, звук и т.п.).

Реализация процедур передачи информации определяется типом носителя информации, структурой и задачами информационной системы, требованиями к надежности (помехозащищенности). Этими требованиями и определяется предельно допустимая пропускная способность информационной системы. Очевидно, что наименьшей скоростью передачи обладает информационной системе с носителями информации на бумаге, а наибольшей — информационные системы с оптическими линиями связи.

Наиболее распространенным типом носителя является электромагнитное колебание (сигнал). Задачи, решаемые информационной системой, и ее структура тесно связаны. Передача внутри ЭВМ, при связи 2-х ЭВМ, сеть ЭВМ. Помехозащищенность реализуется путем избыточного кодирования. Здесь используются коды, указывающие на ошибки, исправляющие ошибки.

При хранении информации различают два основных метода:

1. Долговременное хранение;

2. Кратковременное хранение.

Различают память: внутреннюю и внешнюю. Основой сохранения информации является регистрация или запись, существо которой заключается в изменении физического состояния некоторого физического объекта, называемого носителем информации. В общем, в качестве носителя информации может служить любой объект материального мира. Например, камень, бумага, электромагнитное колебание и т.д. Здесь принципиальна только их способность целенаправленно изменять свое физическое состояние и сохранять это изменение достаточно продолжительное время.

Операции с данными