Информационные технологии

Вопросы для  экзамена

 

1. Понятие информации. Количественные и качественные характеристики информации.

Информация - совокупность знаний, фактов, сведений, представляющих интерес и подлежащих хранению и обработке. Информацию можно передавать, запоминать, искать, копировать, принимать, обрабатывать, создавать и разрушать. Информация может создаваться и переноситься в форме световых, звуковых и радиоволн, электрического тока или напряжения, магнитных полей, знаков на бумаге. В принципе информацию может переносить любая материальная структура или поток энергии.

В процессе отражения  между состояниями взаимодействующих  объектов возникает определенная связь. Информация как результат отражения одного объекта другим выявляет степень соответствия их состояний, а поэтому важными оказываются именно количественные характеристики информации. Некоторое количество информации может рассматриваться с трех основных точек зрения:

	с поведенческой  точки зрения создание порции информации осуществляется по некоторой причине, а получение этой информации может привести к некоторому результату (наблюдаемому действия или мыслительной операции);
	с математико-лингвистической  точки зрения порция информации может быть описана путем соотнесения ее с другой информацией, указания ее смысла и структуры;
	с физико-технической точки зрения рассматриваются физические аспекты проявления информации – ее материальный носитель, разрешающая способность и точность, с которыми она фиксируется, количество информации, которое производится, передается или принимается и т.д.

Возможен ряд подходов к оценке качества информации. Наиболее существенными из них являются статистический, семантический и прагматический. Наибольшее развитие получил первый подход.

Статистический  подход представлен в обширном разделе кибернетики – теории информации, которая занимается математическим описанием и оценкой методов передачи, хранения, извлечения и классификации информации. Теория информации в математической основе использует методы теории вероятности, математической статистики, линейной алгебры и др. В статистической теории основное внимание обращается на распределение вероятности появления отдельных событий и построение на его основе обобщенных характеристик, позволяющих оценить количество информации в одном событии либо в их совокупности. Количественной мерой информации стала энтропия. Чтобы возник процесс передачи, должны иметь место источник информации и потребитель. Источник выдает сообщение, потребитель, принимая сообщение, принимает при этом информацию о состоянии источника. В статистической теории, как выше указывалось, не изучается содержание информации. Предполагается, что до получения информации имела место некоторая неопределенность. С получением информации эта неопределенность снимается. Таким образом, статистическая количественная характеристика информации – это мера снимаемой в процессе получения информации неопределенности системы. Естественно, что количество информации зависит от закона распределения состояний системы.

Семантический подход базируется на смысловом содержании информации. Термин “семантика” исторически применялся в металогике и семиотике. В металогике под семантикой понимают изучение связей между знакосочетаниями, входящими в состав какого-либо формализованного языка, и их интерпретациями (истолкованиями) в терминах той системы понятия и представлений, формализацией которого служит данный язык. В более узком смысле под семантикой подразумевают совокупность правил соответствия между формальными выражениями и их интерпретацией. Под семиотикой понимают комплекс научных теорий, изучающих свойства знаковых систем, т. е. систем конкретных или абстрактных объектов, с каждым из которых сопоставлено некоторое значение. Примерами знаковых систем являются естественные языки, а также искусственные языки, такие, как алгоритмические языки, языки программирования, информационные языки и др.

Прагматический  подход к информации базируется на анализе ее ценности, с точки зрения потребителя. Например, информация, имеющая несомненную ценность для биолога, будет иметь ценность, близкую к нулевой, для программиста. Ценность информации связывают со временем, поскольку с течением времени она стареет и ценность ее, а, следовательно, и “количество” уменьшаются. Таким образом, прагматический подход оценивает содержательный аспект информации. Он имеет особое значение при использовании информации для управления, поскольку ее количество тесно связано с эффективностью управления в системе.

 

2. Классификация информации.

1. Информация подразделяется  по форме представления на 2 вида:

- дискретная форма  представления информации - это последовательность символов, характеризующая прерывистую, изменяющуюся величину (количество дорожно-транспортных происшествий, количество тяжких преступлений и т.п.);

- аналоговая или непрерывная  форма представления информации - это величина, характеризующая процесс, не имеющий перерывов или промежутков (температура тела человека, скорость автомобиля на определенном участке пути и т.п.).

2. По области возникновения  выделяют информацию:

- элементарную (механическую), которая отражает процессы, явления неодушевленной природы;

- биологическую, которая  отражает процессы животного  и растительного мира;

- социальную, которая  отражает процессы человеческого  общества.

3. По способу передачи  и восприятия различают следующие  виды информации:

- визуальную, передаваемую  видимыми образами и символами;

- аудиальную, передаваемую  звуками;

- тактильную, передаваемую  ощущениями;

- органолептическую,  передаваемую запахами и вкусами;

- машинную, выдаваемую  и воспринимаемую средствами  вычислительной техники.

4. Информацию, создаваемую  и используемую человеком, по  общественному назначению можно  разбить на три вида:

- личную, предназначенную  для конкретного человека;

- массовую, предназначенную  для любого желающего ее пользоваться (общественно-политическая, научно-популярная и т.д.) ;

- специальную, предназначенную  для использования узким кругом  лиц, занимающихся решением сложных  специальных задач в области  науки, техники, экономики.

5. По способам кодирования  выделяют следующие типы информации:

- символьную, основанную на использовании символов - букв, цифр, знаков и т. д. Она является наиболее простой, но практически применяется только для передачи несложных сигналов о различных событиях. Примером может служить зеленый свет уличного светофора, который сообщает о возможности начала движения пешеходам или водителям автотранспорта.

- текстовую, основанную  на использовании комбинаций  символов. Здесь так же, как и  в предыдущей форме, используются  символы: буквы, цифры, математические  знаки. Однако информация заложена не только в этих символах, но и в их сочетании, порядке следования. Так, слова КОТ и ТОК имеют одинаковые буквы, но содержат различную информацию. Благодаря взаимосвязи символов и отображению речи человека текстовая информация чрезвычайно удобна и широко используется в деятельности человека: книги, брошюры, журналы, различного рода документы, аудиозаписи кодируются в текстовой форме.

- графическую, основанную  на использовании произвольного  сочетания в пространстве графических  примитивов. К этой форме относятся фотографии, схемы, чертежи, рисунки, играющие большое значение в деятельности человек.

Свойства информации можно рассматривать в трех аспектах: техническом - это точность, надежность, скорость передачи сигналов и т.д.; семантическом - это передача смысла текста с помощью кодов и прагматическом - это насколько эффективно информация влияет на поведение объекта. 
3. Основные понятия и их определение: информационный процесс, информационная технология, информационная система.

Информационный процесс - совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.), для получения какого-либо результата (достижения цели).

Информация проявляется  именно в информационных процессах.

Наиболее обобщенными  информационными процессами являются сбор, преобразование, использование  информации.

Компьютер является универсальным  устройством для автоматизированного  выполнения информационных процессов.

Информацию можно обрабатывать: перевод текста с английского языка на русский и наоборот, вычисление суммы по заданным слагаемым – все это примеры обработки информации. Информацию можно терять. Информацию можно получать, передавать, хранить, терять, распространять и преобразовывать (обрабатывать). При распространении информации она не исчезает у того, кто ее передает: сообщив свое имя при знакомстве, вы наделяете своего нового товарища информацией – ваше имя вам по-прежнему хорошо известно.

Получение, хранение, передача и обработка информации – это информационные процессы.

Информационная технология - (information technology) - совокупность методов, устройств и производственных процессов, используемых для сбора, хранения, обработки и распространения информации.

Цель функционирования этой цепочки, т.е. информационной технологии, - это снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса и повышение их надежности и оперативности.

Эффективность информационной технологии определяется, в конечном счете, квалификацией субъектов  процессов информатизации. При этом технологии должны быть максимально доступны потребителям.

Можно классифицировать информационные технологии с различных  точек зрения. Например:

по типу обрабатываемой информации. Разделение достаточно условное, т.к. большинство информационных технологий позволяет поддерживать и другие виды информации. Например, в текстовых процессорах возможна и несложная расчетная деятельность, а табличные процессоры обрабатывают не только цифровую информацию, но и могут генерировать графики. Однако каждая из видов технологии в основном ориентированна на работу с информацией определенного вида. Информационные технологии можно разделить на обеспечивающие (ОИТ) и функциональные (ФИТ).

Обеспечивающие технологии  - это технологии обработки информации, которые могут использоваться как инструментарий в различных предметных областях. При этом они могут обеспечивать решение задать разного плана и разной степени сложности. ОИТ могут быть разделены по классам задач, в зависимости от класса ОИТ используют разные виды компонентов и программных средств. При объединении ОИТ по предметному признаку возникает проблема системной интеграции, т.е. приведение различных технологий к единому стандартному интерфейсу.

Функциональные информационные технологии (ФИТ)  - это модификация обеспечивающих технологий для задач определенной предметной области, т.е. реализуется предметная технология. Предметные технологии и информационная технология влияют друг на друга. Например, появление пластиковых карточек как носителей финансовой информации принципиально изменила предметную технологию. При этом пришлось создавать совершенно новую информационную технологию. Но, в свою очередь, возможности, представленные новой ИТ, повлияли на предметную технологию пластиковых носителей (в области их защиты, например).

по типам пользовательского  интерфейса. Можно выделить системный  и прикладной интерфейс.

Прикладной интерфейс  связан с реализацией функциональных информационных технологий. Системный  интерфейс - это набор приемов  взаимодействия с компьютером, который реализуется операционной системой или ее надстройкой.

      Можно  классифицировать информационные  технологии по степени их взаимодействия  между собой. Например, дискретное  и сетевое взаимодействие; взаимодействие  с использованием различных вариантов обработки и хранения данных; распределенная информационная база и распределенная обработка данных. Эту классификацию информационных технологий можно изобразить с помощью схемы.

Информационная система - в модели OSI - совокупность, состоящая из одного либо нескольких компьютеров, соответствующих средств программирования, операторов, физических процессов, средств телекоммуникаций и других, образующих автономное целое, способное осуществлять обработку данных или передачу данных.

Классификации:

Классификация по архитектуре

По степени распределённости отличают:

настольные (desktop), или  локальные ИС, в которых все  компоненты (БД, СУБД, клиентские приложения) находятся на одном компьютере;

распределённые (distributed) ИС, в которых компоненты распределены по нескольким компьютерам.

Классификация по степени  автоматизации

автоматизированные: информационные системы, в которых автоматизация  может быть неполной (то есть требуется  постоянное вмешательство персонала);

автоматические: информационные системы, в которых автоматизация является полной, то есть вмешательство персонала не требуется или требуется только эпизодически.

Классификация по характеру  обработки данных

информационно-справочные, или информационно-поисковые ИС, в которых нет сложных алгоритмов обработки данных, а целью системы является поиск и выдача информации в удобном виде;