Информация и информационные системы

Содержание 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….1

1 ПОНЯТИЕ  И СВОЙСТВА ИНФОРМАЦИИ…………………………………1

1. Предмет и задачи информатики……………………………………...1
2. Понятие информации………………………………………………….1
3. Свойства информации…………………………………………………1
4. Носители данных………………………………………………………1
5. Операции с данными…………………………………………………..1
2. КОДИРОВАНИЕ ДАННЫХ ДВОИЧНЫМ КОДОМ……………………...1
1. Двоичное кодирование………………………………………………...1
2. Кодирование целых чисел……………………………………………..1
3. Кодирование вещественных чисел……………………………………1
4. Кодирование текстовых данных………………………………………1
5. Кодирование графических данных……………………………………1
3. ИЗМЕРЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ……………………………………………...1
4. ПРОЦЕССЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ……………………...1
1. Поиск……………………………………………………………………1
2. Сбор и хранение………………………………………………………1
3. Передача………………………………………………………………..1
4. Обработка………………………………………………………………1
5. Использование………………………………………………………….1
6. Защита…………………………………………………………………..1
5. СИСТЕМА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА…………………………...1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………...1

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………1 
 
 
 

введение

     Информация в современном мире превратилась в один из наиболее важных ресурсов, а информационные системы (ис) стали необходимым инструментом практически во всех сферах деятельности. развитие информационных технологий оказывает огромное влияние на все области человеческой деятельности связанные с накоплением и обработкой информации. в настоящее время имеется огромное разнообразие баз данных и других ресурсов, содержащих информацию о различных отраслях научной, образовательной и хозяйственной деятельности. возникает жизненно важная необходимость объединения множества хранилищ информации разных типов: как традиционных - печатные и рукописные материалы, полевые дневники и данные наблюдений, изображения, кино- и фотодокументы, так и цифровых (электронных) - массивы данных, файлы и прочие материалы в цифровой форме. проблемы создания и интеграции информационных ресурсов и продуктов являются приоритетными направлениями развития многих стран, в том числе и россии, где эти проблемы отнесены к критическим направлениям развития современного общества. стремительное развитие глобальных информационных и вычислительных сетей ведет к изменению фундаментальных парадигм обработки данных, которые можно охарактеризовать как переход к поддержке и развитию распределенных информационно-вычислительных ресурсов. технологии использования распределенных информационно-вычислительных ресурсов получают все больший приоритет в информационном обществе. при этом наблюдаются переход к исключительно распределенной схеме создания, поддержания, хранения ресурсов и, в то же время стремление к виртуальному единству посредством предоставления свободного доступа к любым ресурсам сети через ограниченное число «точек доступа». постулируется принцип формирования в ресурсах «сети» единого, математически однородного поля компьютерной информации, которое способно стать универсальным и машинонезависимым носителем данных, унифицированных программ и глобально распределённых вычислительных процессов. отметим, что при разработке ис большую роль играет то, каким образом ими публикуется информация, насколько она доступна для различных пользователей. чаще всего ис оказывается спроектированной для взаимодействия только с одним типом клиентов, например, человеком. точнее, она не предусматривает единого механизма работы с разнородными клиентами. поэтому при реализации таких механизмов информационные системы превращаются в разрозненный набор компонентов, которые настроены на конкретного пользователя и нередко дублируют друг друга. например, библиотечная система может предоставлять веб-доступ к своим архивам для интернет-посетителей, отдельный интерфейс для обслуживания собственных серверов, находящихся в удаленных филиалах библиотеки, набор сервисов для взаимодействия с другими библиотеками, и еще несколько компонентов для обслуживания автоматических поисковых агентов с разными задачами и функциональностью. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 Понятие информации  и ее основные  свойства 

1.1 Предмет и задачи  информатики 

       Информатика – наука, изучающая закономерности получения, хранения, передачи и обработки информации в природе и человеческом обществе.

       Слово информатика образовано объединением слов информация и автоматика. В большинстве стран Западной Европы и в США используется термин Computer Science (наука о компьютерах).

       Системы, способные воспринимать и обрабатывать информацию, будем называть информационными. Информационные системы можно классифицировать на естественные и искусственные. К первым относятся все естественно возникшие системы. Такими системам являются биологические организмы. Искусственными информационными системами являются созданные человеком информационные системы.

       Предметом изучения в данном курсе является один из разделов информатики – компьютерная информатика. Под компьютерной информатикой будем понимать естественно-научную дисциплину, занимающуюся вопросами сбора, хранения, обработки и отображения информации с использованием средств вычислительной техники. В настоящее время компьютерная информатика используется в различных сферах человеческой деятельности и становится одним из стратегических направлений развития общества

       Далее под информатикой будем понимать компьютерную информатику.

       Предмет информатики составляют следующие  понятия:

• аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
• программное обеспечение средств вычислительной техники;
• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения.

       В информатике особое внимание уделяется  вопросам взаимодействия или интерфейсам. Методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами называются пользовательским интерфейсом. Существуют аппаратные интерфейсы, программные интерфейсы и аппаратно-программные интерфейсы.

       Основной  задачей информатики является систематизация приёмов и методов работы с  аппаратными программными средствами вычислительной техники.

       Можно выделить следующие направления  практических приложений информатики.

1. Архитектура вычислительных систем (приёмы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных).
2. Интерфейсы вычислительных систем (приёмы и методы управления программным и аппаратным обеспечением).
3. Программирование (приёмы, методы и средства разработки компьютерных программ).
4. Преобразование данных (приёмы и методы преобразования структур данных).
5. Защита информации (приёмы и средства защиты данных).
6. Автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека).
7. Стандартизация (обеспечение совместимости между форматами представления данных, относящихся к различным типам вычислительных систем).

1.2  Понятие информации 

       Термин  информация происходит от латинского слова informatio – разъяснение, изложение. Первоначальное значение этого термина  – «сведения, передаваемые людьми устным, письменным или иным способом». В середине ХХ века термин «информация» превратился в общенаучное понятие, означающее обмен сведениями между людьми, между человеком и автоматом, между автоматами, а также обмен сигналами в животном и растительном мире.

       В философском смысле информация есть отражение реального мира. Это  сведения, которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте. Таким образом, понятие информации связывается с определенным объектом, свойства которого она отражает.

       В информатике под информацией  понимается сообщение, снижающее степень  неопределенности знаний о состоянии  предметов или явлений и помогающее решить поставленную задачу.

       Изменение некоторой физической величины во времени, обеспечивающее передачу сообщений, называется сигналом.

       Мы  живем в материальном мире, состоящем  из физических тел и физических полей. Физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изменения, которые сопровождаются обменом энергией и переходом ее из одной формы в другую. Для того чтобы в материальном мире происходил обмен информацией, ее преобразование и передача, должны существовать носитель информации, передатчик, канал связи, приемник и получатель информации. Канал связи представляет собой среду, в которой происходит передача информации. Канал связи объединяет источник и получателя информации в единую информационную систему(рис. 1).

       Подобные  информационные системы существуют как в технических системах, так  и в человеческом обществе и живой  природе. Информационные системы можно разделить на естественные и искусственные. К первым относятся все естественно возникшие системы. Такими системам являются биологические организмы. Искусственными информационными системами являются информационные системы, созданные человеком.

Рисунок 1 - Информационная система 

       Зарегистрированные  сигналы называются данными. Для  их регистрации с целью хранения и передачи необходим некоторый язык. Этот язык должен быть понятен как отправителю информации, так и ее получателю. Данные могут нести в себе информацию о событиях, происходящих в материальном мире. Однако данные не тождественны информации. Для получения информации нужен метод обработки данных. Информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов их обработки.

       Информация  существует только в момент взаимодействия данных и методов. В остальное  время она содержится в виде данных. Таким образом, во-первых, не существует информации самой по себе как некоторой  самостоятельной сущности без ее носителя в виде некоторых материальных процессов, во-вторых, не существует информации безотносительно к субъекту, способному извлекать ее из полученного сообщения. Из одних и тех же данных разные получатели могут извлечь разную информацию в зависимости от адекватности методов их обработки.

       Данные  являются объективными, так как это  результат регистрации объективно существующих сигналов, вызванных изменениями  в материальных телах и полях. В то же время методы являются субъективными, так как в их основе лежат алгоритмы, составленные людьми.

       Получатель  информации оценивает ее в зависимости  от того, для решения какой задачи она будет использована. При оценке информации различают ее синтаксический, семантический и прагматический аспекты.

       Передаваемое  сообщение должно быть представлено в виде последовательности символов некоторого алфавита. Синтаксический аспект касается формальной правильности сообщения с точки зрения синтаксических правил используемого языка безотносительно к его содержанию.

       Семантический аспект передает смысловое содержание информации и соотносит её с ранее  имевшейся информацией. Знания об определенной предметной области фиксируются  в форме тезауруса, то есть совокупности понятий и связей между ними. При  получении информации тезаурус может изменяться. Степень этого изменения характеризует воспринятое количество информации. Семантический аспект определяет возможность достижения поставленной цели с учетом полученной информации, т.е. определяет ценность информации.

       Количество  информации, содержащейся в некотором  сообщении, можно оценить степенью изменения индивидуального тезауруса  получателя под воздействием данного  сообщения. Иными словами, количество информации, извлекаемой получателем из поступающих сообщений, зависит от степени подготовленности его тезауруса для восприятия такой информации. Если индивидуальный тезаурус получателя сообщения не пересекается с тезаурусом отправителя, то получатель не понимает сообщение и для него количество принятой информации равно нулю. Такая ситуация аналогична прослушиванию сообщения на неизвестном языке. Несомненно, что сообщение не лишено смысла, однако оно непонятно, а значит, не информативно. Если тезаурусы отправителя и получателя совпадают, то количество информации в сообщении также будет равно нулю, поскольку его получатель знает абсолютно всё о предмете. В этом случае сообщение не дает ему ничего нового. Сообщение несет информацию для получателя только в том случае, когда их тезаурусы пересекаются частично.

       Человек сначала наблюдает некоторые  факты, которые отображаются в виде набора данных. Здесь проявляется синтаксический аспект. Затем после структуризации этих данных формируется знание о наблюдаемых фактах, которое фиксируется на некотором языке. Это семантический аспект информации. Полученное знание и созданные на его основе информационные модели человек использует в своей практике для достижения поставленных целей.

       В реальной жизни часто возникает  ситуация, когда даже наличие полной информации не позволяет решить поставленную задачу. Прагматический аспект информации проявляется в возможности её практического использования.

       Таким образом, не любое сообщение несет  информацию. Для того чтобы сообщение  несло некоторую информацию, и  было полезно получателю, оно должно быть:

• записано на некотором языке;
• этот язык должен быть понятен получателю;
• получатель должен обладать методом извлечения информации из сообщения;
• сообщение должно снижать степень неопределенности относительно объекта, который интересует получателя;
• сообщение должно помогать ему решить поставленную задачу;
• получатель должен обладать реальной практической возможностью использовать полученную информацию.

1.3  Свойства информации