ИНформационный процесс

1. Информационные  процессы.

 

При переносе информации в  виде сигнала от источника к потребителю (пояснения на схеме см. в разделе Информация)

она проходит последовательно  следующие фазы (говорят – фазы обращения), составляющие информационный процесс:

1. Восприятие (если фаза реализуется технической системой) или сбор (если фаза реализуется человеком) – осуществляет отображение источника информации в сигнал. Здесь определяются качественные и количественные характеристики источника, существенные для решения задач потребителя информации, для чего и собирается или воспринимается информация. Совокупность этих характеристик создает образ источника, который фиксируется в виде сигнала на носителе той или иной природы (бумажном, электронном и т.п.).

 

1. Передача – перенос информации в виде сигнала в пространстве посредством физических сред любой природы. Включается в информационный процесс, если места выполнения других фаз информационного процесса территориально разобщены.

 

1. Обработка – любое преобразование информации с целью решения определенных функциональных задач (они определяются потребителем информации). Данная фаза может включать хранение информации как перенос ее во времени.

 

1. Представление (если потребителем информации является человек) или воздействие (если потребителем является техническая система). В первом случае выполняется подготовка информации к виду, удобному для потребителя (графики, тексты, диаграммы, таблицы и т.д.). Во втором случае вырабатываются управляющие воздействия на технические средства. Этот случай характерен для выпускников специальности "Автоматизация управления технологическими процессами", а потому здесь не рассматривается

 

Схематично информационный процесс изображен на рисунке:

 

 

Прямоугольниками изображены процедуры (фазы), другие фигуры обозначают объекты. Пунктирные прямоугольники показывают, что эти фазы могут отсутствовать.Как видно из рисунка, каждая фаза в общем случае преобразует (или отображает) входной сигнал в выходной. Например, при обработке сигнал S3 преобразуется в сигнал S4. Это делается для удобства проведения следующей процедуры или, в последнем случае, для удобства потребителя.

 

Пример 1. Рассмотрим информационный процесс, имеющий место при приеме в ВУЗ абитуриентов, к числу  которых в недавнем времени относился  и наш читатель (при этом отметим, что подобный информационный процесс, когда решается некоторая задача преобразования информации из конкретной предметной области, называется предметным). Названные на рисунке элементы представлены ниже:

• источник информации – абитуриент, сведения о знаниях и других достоинствах которого являются основанием для зачисления в ВУЗ. Сигнал S1 – это документы (например, аттестат о среднем образовании), которые сдаются в приемную комиссию;
• сбор информации выполняется работниками приемной комиссии, куда стекаются сведения о прошлых успехах абитуриента и результатах вступительных испытаний. Очевидны качественные и количественные характеристики источника-абитуриента: это баллы в аттестате, различные квалификации, которые он приобрел в результате обучения на дополнительных курсах и факультативах, медицинские справки и т.д. При этом собираемые данные регистрируются, например, записываются в сводные ведомости, где по каждому студенту фиксируются  данные о нем. Формируется сигнал S2 (в этом случае он носит бумажный характер). Возможно также использование технических систем для регистрации собранных данных. Если приемная комиссия снабжена компьютерной техникой, сигнал S2 носит электронный характер. В любом случае, как правило, применяется фиксация информации на бумажном носителе;
• передача информации. В простейшем случае это передача данных курьером (работником приемной комиссии) тому лицу, который занимается их обработкой. При этом, очевидно, никаких изменений с данными не происходит (если только курьер их не потеряет), т.е. сигналы S2 и S3 равны. Если возможно использование технических систем для передачи информации, этот процесс механизирован или автоматизирован (в случае применения ЭВМ). При автоматизации передачи возможно несовпадение сигналов S2 и S3 по их синтаксическим характеристикам, что связано с особенностями этой процедуры и подробнее рассматривается далее;
• обработка сводится к упорядочению списка абитуриентов в зависимости от качественных и количественных параметров (они назывались выше). Тогда   самые достойные на зачисление оказываются в начале списка и первыми включаются затем в приказ. Эту работу выполняют в приемной комиссии (такая задача в несколько упрощенном виде использована ранее). Тогда сигнал S4 – это упорядоченный список абитуриентов, разбитый на группы по специальностям. Очевидно, эта фаза может выполняться вручную, но именно для подобных задач используются средства вычислительной техники, и в первую очередь - компьютеры;
• передача упорядоченного списка абитуриентов в деканат, занимающийся формированием учебных групп по каждой специальности, аналогично первой процедуре передачи может выполняться как человеком, так и техническими системами. Как отмечалось выше, в первом случае сигналы S4 и S5 могут совпадать, во втором - могут различаться;
• представление списков абитуриентов, разбитых на группы, выполняется деканатами. Сигнал S6 имеет вид таблиц, включающих фамилии и инициалы абитуриентов. Каждая из таблиц соотнесена с той или иной учебной группой;
• потребитель информации – ректор ВУЗа, который  готовит и визирует приказ о зачислении в ВУЗ.

 

Пример 2. Сформируем схему  обращения информации при сдаче  студентами сессии:

 

Сигнал S1 - это ответы студентов  на экзаменах, которые анализируются  преподавателем и оцениваются, как  правило, по пятибалльной системе (фаза Сбор). В результате формируется  ведомость сдачи экзамена (сигнал S2), которая секретарем кафедры (или  самим преподавателем) передается в  деканат того факультета, к которому "приписаны" студенты (фаза Передача). Очевидно, если по дороге не случается  фальсификации, сигналы S2 и S3 совпадают. В деканате ведомость попадает методисту, который выполняет ее обработку - заполняет специальный журнал успеваемости, где собираются данные об успеваемости каждого студента за все время  обучения в Вузе (фаза Обработка). Можно  сказать, что сам журнал (сигнал S4)выполняет  функцию хранения информации (на рисунке  эта фаза не показана). По окончании  срока сессии методист готовит для  декана справку о результатах  сессии по всем учебным группам студентов: списки неуспевающих, списки студентов, претендующих на стипендию, списки тех, кто может получать повышенную (именную) стипендию и т.д. (фаза Представление). Эта справка и есть сигнал S6, который  поступает декану для решения  типичных для деканата задач: отчисление студентов, перевод на следующий  курс или на другую специальность (другое учебное заведение), восстановление и т.п. Следует отметить, что некоторые  фазы, в свою очередь, могут рассматриваться как совокупность последовательных операций, среди которых можно выделить операции, аналогичные рассмотренным фазам. Например, в фазе Обработка, как будет показано далее, имеет место сбор информации. Это говорит о том, что детализация информационных процессов определяется уровнем их рассмотрения с целью последующей автоматизации, т.е. решения соответствующих задач с помощью компьютера.

 

Для реализации большинства  рассмотренных выше процедур, составляющих информационный процесс, используется компьютер. Однако и сам компьютер  можно рассматривать как устройство переноса информации от источника к  потребителю. Такая постановка вопроса  позволяет лучше понять происходящие внутри компьютера информационные процессы, направленные на решение поставленных перед ним задач; она рассматривается

Эта фаза в современной  информатике выполняется компьютером  и часто включает хранение данных с использованием внешней памяти. Вследствие принципа программного управления обработка информации осуществляется в соответствии с программой, предварительно размещенной в памяти компьютера.

Рассмотрим процесс обработки  информации на примере программы:

 

var CHISLO: integer;

input (CHISLO);

CHISLO:=CHISLO+1;                                                                        

write (CHISLO);        .

 

Пусть для этого исходного  модуля сформирован загрузочный  модуль, выполненный в условных машинных командах и размещенный в ОЗУ:

Сегментированный адрес  в ОЗУ для команды	Содержимое адреса
0002:0008	-
0002:000А	128 0008
0002:000D	126 1
0002:000F	127 0008
0003:0002	124
0003:0003	125 0008
0003:0005	129 0008

 

где коды операций означают следующее:

Код операции	Объем	Действие
124	1б	сложить содержимое регистров  АХ и СХ, результат – в регистре АХ
125	3б	поместить содержимое регистра АХ по адресу
126	2б	поместить константу в  регистр АХ
127	3б	поместить содержимое адреса в регистр СХ
128	3б	ввод с клавиатуры с  размещением по указанному адресу
129	3б	вывод на экран монитора данного, расположенного  по указанному адресу

 

Пусть начальным значением  переменной CHISLO, вводимым с клавиатуры, является целое число 20. Тогда содержимое адресов и регистров, участвующих  в обработке в соответствии с  указанной  программой, приведено в таблице (при этом учитывались структура и принципы функционирования УУ и АЛУ, рассмотренные ранее):

 

Счетчик адреса команд	Содержимое регистра команды  УУ			Содержимое регистров  АЛУ			Содержимое адреса 0008
	Код операции	Первый операнд	Второй операнд	Первый операнд (АХ)	Второй операнд (СХ)	Результат (АХ)
000A	128	0008	-	-	-	-	20
000D	126	1	АХ	1	-	-	20
000F	127	0008	СХ	1	20	1	20
0002	124	АХ	СХ	1	20	21	20
0003	125	АХ	0008	21	20	21	21
0006	129	0008	-	21	20	21	21

 

Будучи одной из фаз  предметного информационного процесса, обработка информации компьютером, в свою очередь, сама является информационным процессом, в реализации которого принимают участие структурные элементы компьютера, рассмотренные ранее:

 

1. источником информации является программист, если выполняется отладка программы, или пользователь, если программа эксплуатируется. В качестве сигнала S1 выступают входные данные, например, значения переменной CHISLO. Носитель информации произволен;

 

1. восприятие сигнала S1 инициируется при выполнении команды, соответствующей оператору input (CHISLO). Введенная с клавиатуры информация размещается в промежуточной буферной памяти УВв. Носитель сигнала S2 носит электронный характер;

 

1. передача – введенная информация передается из буферной памяти по адресу основной памяти, указанному в загрузочном модуле для размещения соответствующей переменной. Например, для переменной CHISLO отведена область памяти размером 2 байта по адресу 0002:0008. Сигнал S3 носит электронный характер;

 

1. обработка – выполняется процессором и заключается в выполнении оператора присваивания из  приведенной программы. Этому оператору соответствует код, по которому выполняются следующие действия:

• в регистр АХ помещается 1;

• в регистр СХ помещаются данные, расположенные по адресу 0002:0008, – это введенное при восприятии значение переменной CHISLO;
• содержимое регистров АХ и СХ складывается, результат помещается в регистр АХ;
• содержимое регистра АХ помещается по адресу 0002:0008, т.е. присваивается переменной CHISLO. При этом отведенная под переменную память может быть недостаточна для размещения результата, если, например, введенное значение было слишком большим. Тогда возникает ситуация переполнения. Таким образом, семантика сигнала S4 различается в зависимости от результатов вычислений:
• если вычисления корректны, то это значение переменной CHISLO, которое размещено по адресу 0002:0008, а потому носит электронный характер;
• если вычисления некорректны, тогда сигнал S4 – это диагностические сообщения о недостатке памяти для переменной. Также носит электронный характер;