Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Информатика — курс лекций.pdf
Скачиваний:
547
Добавлен:
11.03.2015
Размер:
2.18 Mб
Скачать

Доступность общественной информации повышают путём совершенствования средств связи. Например, внедрение телеграфа и создание телеграфных информационных агентств дало обществу возможность получать ежедневные сводки новостей о событиях политической жизни, а также о состоянии сырьевых и товарных рынков. В свою очередь развитие Интернета дало возможность получать те же сведения в режиме реального времени.

Доступность научной информации повышают внедрением новых технических информационных методов. Например, современный оптический телескоп даёт гораздо больше информации, чем первый телескоп Галилео Галилея, хотя источник информации в обоих случаях один и тот же — звёздное небо. Кроме оптических сегодня существуют радио- и рентгеновские телескопы.

Существуют условия, когда доступность информации не повышают, а наоборот, понижают. Это необходимо, когда речь идёт о конфиденциальной информации: личных данных, сведениях о состоянии здоровья, финансовых счетах, а также сведениях, имеющих отношение к военной и экономической безопасности государства.

Защищать информацию можно двумя способами. Первый способ — уменьшение доступности данных. Оно достигается с помощью организационных, технических или физических ограничений на доступ к ним. Второй способ — снижение доступности информационных методов, необходимых для воспроизведения защищаемых данных. Например, шифрование данных позволяет ограничить доступ к ним для лиц, не владеющих необходимым методом дешифрования.

Воткрытых информационных сетях доступность зашифрованных данных неразрывно связана

сих актуальностью. Предполагается, что и сами зашифрованные данные доступны, и программный информационный метод шифрования общеизвестен (программа распространяется широко). Но конкретные настройки программы, содержащиеся в ключе шифрования, секретны.

Зная набор данных и метод их шифрования, ключ можно реконструировать (восстановить), но на это необходимо огромное время, в триллионы раз превышающее возраст Вселенной. Если бы ктото и вздумал реконструировать секретные ключи путём их перебора, он воспроизвёл бы информацию, когда она уже никому не нужна. Этот принцип защиты конфиденциальной информации сегодня является основным в технологиях электронной коммерции, при подписании документов электронной цифровой подписью и при проведении финансовых расчётов в электронной среде.

Информационные процессы и системы

В общем случае роль информации может ограничиваться эмоциональным воздействием на человека, однако наиболее часто она используется для выработки управляющих воздействий в автоматических (чисто технических) и автоматизированных (человеко-машинных) системах. В подобных системах можно выделить отдельные этапы (фазы) обращения информации, каждый из которых характеризуется определенными действиями.

Информационный процесс — это любой процесс, в котором присутствует хотя бы один из элементов: передача информации, её приём, хранение, обработка, выдача пользователю.

Информационная система — любая система, реализующая или поддерживающая информационный процесс.

Теория информационных систем является естественным развитием общей теории связи, которая включает в себя следующие основные разделы:

15

теория сигналов;

теория помехоустойчивости;

теория информации.

Основными этапами (фазами) обращения информации в системах являются:

сбор (восприятие) информации;

подготовка (преобразование) информации;

передача информации;

обработка (преобразование) информации;

хранение информации;

отображение (воспроизведение) информации.

Так как материальным носителем информации является сигнал, то реально это будут этапы обращения и преобразования сигналов (рисунок 2).

Объект (процесс)

 

Потребитель

 

информации

 

 

 

 

 

Отображение Сбор (восприятие) (воспроизведение)

информации

Подготовка

 

 

 

 

 

 

 

 

(преобразо-

 

Передача

 

Обработка

 

Хранение

 

Передача

вание)

 

 

информации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

информации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 — Этапы обращения информации в автоматизированных системах

На этапе восприятия информации осуществляется целенаправленное извлечение и анализ информации о каком-либо объекте (процессе), в результате чего формируется образ объекта, проводятся его опознание и оценка. Главная задача на этом этапе — отделить полезную информацию от мешающей (шумов), что в ряде случаев связано со значительными трудностями. Простейшим видом восприятия является различение двух противоположных состояний: наличия («да») и отсутствия («нет»), более сложным — измерение.

На этапе подготовки информации осуществляется её первичное преобразование. На этом этапе проводятся такие операции, как нормализация, аналого-цифровое преобразование, шифрование. Иногда этап подготовки рассматривается как вспомогательный на этапе восприятия. В результате восприятия и подготовки получается сигнал в форме, удобной для передачи, хранения или обработки.

16

На этапе передачи информация пересылается из одного места в другое (от отправителя получателю — адресату). Передача осуществляется по каналам различной физической природы, самыми распространёнными из которых являются электрические, электромагнитные и оптические. Извлечение сигнала на выходе канала, подверженного действию шумов, носит характер вторичного восприятия.

На этапах обработки информации выявляются её общие и существенные взаимозависимости, представляющие интерес для системы. Преобразование информации на этапе обработки (как и на других этапах) осуществляется либо средствами информационной техники, либо человеком.

В общем случае под обработкой информации понимается любое её преобразование, проводимое по законам логики, математики, а также неформальным правилам, основанным на «здравом смысле», интуиции, обобщённом опыте, сложившихся взглядах и нормах поведения. Результатом обработки является тоже информация, но либо представленная в иных формах (например, упорядоченная по каким-то признакам), либо содержащая ответы на поставленные вопросы (например, решение некоторой задачи). Если процесс обработки формализуем, он может выполняться техническими средствами. Кардинальные сдвиги в этой области произошли благодаря созданию ЭВМ как универсального преобразователя информации, в связи с чем появились понятия данных и обработ-

ки данных.

Данными называют факты, сведения, представленные в формализованном виде (закодированные), занесённые на те или иные носители и допускающие обработку с помощью специальных технических средств (в первую очередь ЭВМ).

Обработка данных предполагает производство различных операций над ними, в первую очередь арифметических и логических, для получения новых данных, которые объективно необходимы (например, при подготовке ответственных решений).

На этапе хранения информацию записывают в запоминающее устройство для последующего использования. Для хранения информации используются в основном полупроводниковые, магнитные и оптические носители. Решение задач извлечения хранимой информации (поиска информации) связано с разработкой классификационных признаков и схем размещения хранимой информации, систематизацией, правилами доступа к ней, порядком её пополнения и обновления, т.е. всем тем, что определяет возможность целенаправленного поиска и оперативного извлечения хранимой информации.

Этап отображения информации должен предшествовать этапам, связанным с участием человека. Цель этого этапа — предоставить человеку нужную ему информацию с помощью устройств, способных воздействовать на его органы чувств.

Информационные системы можно классифицировать по различным признакам. Так, по сфере применения информационные системы подразделяются на: административные, производственные, учебные, медицинские, военные и др. По территориальному признаку: информационные системы района, города, области и т.п. С точки зрения возможности организации конкретных информационных процессов различают информационно-справочные, информационно-поисковые системы, системы обработки и передачи данных, системы связи.

Большинство автоматизированных информационных систем являются локальными системами и функционируют на уровне предприятий и учреждений. В настоящее время происходит ин-

17

тенсивный процесс интеграции таких систем в корпоративные системы и далее — в региональные и глобальные системы.

Системы более высокого уровня становятся территориально рассредоточенными, иерархичными как по функциональному принципу, так и по их технической реализации. Обеспечение взаимодействия территориально рассредоточенных систем требует протяжённых высокоскоростных и надежных каналов связи, а увеличение объёма обрабатываемой информации — ЭВМ высокой производительности. Это приводит к необходимости коллективного использования дорогостоящих средств автоматизации (ЭВМ и линий связи) и обрабатываемой информации (баз данных). Техническое развитие как самих электронных вычислительных машин, так и средств связи, позволило решить эту проблему путем перехода к созданию распределённых информационно-вычислительных сетей коллективного пользования.

Централизация различных видов информации в одной сети даёт возможность использовать её для решения широкого спектра задач, связанных с административным управлением, планированием, научными исследованиями, конструкторскими разработками, технологией производства, снабжением, учётом и отчётностью.

Если поставляемая информация извлекается из какого-либо объекта (процесса), а выходная применяется для целенаправленного изменения состояния того же объекта (процесса), причем абонентом, использующим информацию для выбора основных управляющих воздействий (принятия решения), является человек, то такую автоматизированную информационную систему называют ав-

томатизированной системой управления (АСУ).

Управление и информация служат основными понятиями кибернетики — науки об общих принципах управления в различных системах: технических, биологических, социальных и др.

Управление — функция организованных систем различной природы (технических, биологических или социальных), направленная на реализацию их целевых установок и поддержание внутренне присущей им структуры.

Понятие «кибернетика» как научный термин введено в первой половине XIX века французским физиком Андре Мари Ампером, который назвал кибернетикой (от греч. слова кибернетикос — искусный в управлении) науку, занимающуюся изучением искусства управления людьми, обществом. В Древней Греции этого титула удостаивались лучшие мастера управления боевыми колесницами. Впоследствии слово «кибернетикос» было заимствовано римлянами — так в латинском языке появилось слово «губернатор» (управляющий провинцией).

Кибернетика — наука, изучающая с единых позиций связь и управление (самоуправление) в организованных системах любой физической природы.

Основоположником кибернетики считается выдающийся американский математик Норберт Винер (1894—1964), а датой её рождения — 1948 г., когда он опубликовал книгу «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». Сущность кибернетики в самом общем виде может быть выражена основными её законами:

1.Всякое управление есть целенаправленный процесс.

2.Всякое управление есть информационный процесс.

3.Всякое управление обычно осуществляется в замкнутом контуре.

18