Виды и формы представления информации в информационных системах

Все многообразие окружающей нас информации можно класси­фицировать по различным признакам. Так, по признаку «область возникновения» информацию, отражающую процессы, явления неодушевленной природы, называют элементарной или механиче­ской, процессы животного и растительного мира — биологической, человеческого общества — социальной. Информацию, создаваемую и используемую человеком, по общественному назначению можно разбить на три вида: личная, массовая и специальная. Личная ин­формация предназначается для конкретного человека, массовая — для любого желающего ею пользоваться (общественно-политиче­ская, научно-популярная и т. д.), а специальная — для применения узким кругом лиц, занимающихся решением сложных специаль­ных задач в области науки, техники, экономики и т. п. Инфор­мация может быть объективной и субъективной. Объективная ин­формация отражает явления природы и человеческого общества. Субъективная информация создается людьми и отражает их взгляд на объективные явления.

В автоматизированных информационных системах выделяют:

■ структурную (преобразующую) информацию объектов си­стемы, заключенную в структурах системы, ее элементов уп­равления, алгоритмов и программ переработки информации;

■ содержательную (специальную, главным образом осведомля­ющую, измерительную и управляющую, а также научно-тех­ническую, технологическую и др.) информацию, извлекаемую из информационных массивов (сообщений, команд и т. п.) относительно индивидуальной модели предметной области получателя (человека, подсистемы).

Первая связана с качеством информационных процессов в сис­теме, с внутренними технологическими эффектами, затратами на переработку информации. Вторая — как правило, с внешним целе­вым (материальным) эффектом.

Один из возможных вариантов классификации информации в автоматизированных системах представлен на рис. 2.5.

При реализации информационных процессов передача инфор­мации (сообщения) от источника к приемнику может осуществлять­ся с помощью какого-либо материального носителя (бумаги, маг­нитной ленты и т. п.) или физического процесса (звуковых или электромагнитных волн).

В зависимости от типа носителя различают следующие виды информации (рис. 2.6):

■ документальную;

■ акустическую (речевую);

■ телекоммуникационную.

Документальная информация представляется в графическом или буквенно-цифровом виде на бумаге, а также в электронном виде на магнитных и других носителях.

Речевая информация возникает в ходе ведения разговоров, а так­же при работе систем звукоусиления и звуковоспроизведения. Но­сителем речевой информации являются акустические колебания (механические колебания частиц упругой среды, распространяющие­ся от источника колебаний в окружающее пространство в виде волн различной длины) в диапазоне частот от 200...300 Гц до 4...6 кГц.

Телекоммуникационная информация циркулирует в техниче­ских средствах обработки и хранения информации, а также в кана­лах связи при ее передаче. Носителем информации при ее обработ­ке техническими средствами и передаче по проводным каналам. связи является электрический ток, а при передаче по радио- и оп­тическому каналам — электромагнитные волны.

Источник информации может вырабатывать непрерывное сооб­щение (сигнал), в этом случае информация называется непрерыв­ной, или дискретное — информация называется дискретной.

Например, сигналы, передаваемые по радио и телевидению, а так­же используемые в магнитной записи, имеют форму непрерывных, быстро изменяющихся во времени зависимостей. Такие сигналы на­зываются непрерывными, или аналоговыми, сигналами. В противо­положность этому в телеграфии и вычислительной технике сигналы имеют импульсную форму и называются дискретными сигналами.

 

Рис. 2.6. Классификация информации в зависимости от типа носителя

Непрерывная и дискретная формы представления информации имеют особое значение при рассмотрении вопросов создания, хра­нения, передачи и обработки информации с помощью средств вы­числительной техники.

В настоящее время во всех вычислительных машинах информа­ция представляется с помощью электрических сигналов. При этом возможны две формы представления численного значения какой-либо переменной, например X:

■ в виде одного сигнала — например, электрического напряже­ния, которое сравнимо с величиной X (аналогично ей). На­пример, при X ^ш 2003 единицам на вход вычислительного ус­тройства можно подать напряжение 2,003 В (масштаб пред­ставления 0,001 В/ед.) или 10,015 В (масштаб представления 0,005 В/ед.);

■ в виде нескольких сигналов — нескольких импульсов напря­жений, которые сравнимы с числом единиц в X, числом де­сятков в X, числом сотен вХит.д. (например, при X, равном 1995 единицам, на вход вычислительного устройства можно подать четыре импульса напряжением 1 В, 9 В и 5 В).

Первая форма представления информации (с помощью сходной величины — аналога) называется аналоговой, или непрерывной. Ве­личины, представленные в такой форме, могут принимать принципи­ально любые значения в определенном диапазоне. Количество значе-

ний. которые может принимать такая величина, бесконечно велико.

Отсюда названия — непрерывная величина и непрерывная информация.Слово «непрерывность» отчетливо выделяет основное свойство таких величин — отсутствие разрывов, промежутков между значени-l которые может принимать данная аналоговая величина. Вторая форма представления информации называется дискрет-[ (с помощью набора напряжений, каждое из которых соответ-езует одной из цифр представляемой величины). Такие величи-■. принимающие не все возможные, а лишь вполне определенные нпения, называются дискретными (прерывистыми). В отличие от ■ярерывной величины количество значений дискретной величи­ем эсегда будет конечным.

Сравнивая непрерывную и дискретную формы представления

формации, нетрудно заметить, что при использовании непрерыв-

i формы для создания вычислительной машины потребуется мень-

вее число устройств (каждая величина представляется одним, а не

восолькими сигналами), но эти устройства будут сложнее (они дол-

; различать значительно большее число состояний сигнала).

Непрерывная форма представления используется в аналоговых

■иислительных машинах (АВМ). Эти машины предназначены в

поеном для решения задач, описываемых системами дифферен-

■шльных уравнений: исследования поведения подвижных объектов,

вделирования процессов и систем, решения задач параметриче-

ё оптимизации и оптимального управления. Устройства для

работки непрерывных сигналов обладают более высоким быстро-

яствием, они могут интегрировать сигнал, выполнять любое его

ршюшональное преобразование и т. п. Однако из-за сложности тех-

иеской реализации устройств выполнения логических операций с

прерывными сигналами, длительного хранения таких сигналов, их

чиого измерения АВМ не могут эффективно решать задачи, свя-

:ъ!е с хранением и обработкой больших объемов информации, ко-

■фые легко решаются при использовании цифровой (дискретной)

рормы представления информации, реализуемой цифровыми элек-

гфовными вычислительными машинами (ЭВМ).

С>.^рольные вопросы и задания =z^^=zz^=z=iz=

. Какие уровни проблем передачи информации Вы знаете? 2- Назовите меры информации синтаксического уровня. Охарактеризуйте сущность понятия энтропии.

4. Как связаны между собой понятия количества информации и энтропии?

5. Что определяет термин «бит»? Приведите примеры сообщений, со­держащих один (два, восемь) бит информации.

6. Запишите формулы Хартли и Шеннона. При каком условии формула Шеннона переходит в формулу Хартли?

7. Что такое абстрактный алфавит?

8. Дайте определение избыточности алфавита источника сообщений.

9. Какие меры информации семантического уровня Вы знаете?

 

10.Что такое тезаурус?

11.Какие меры информации прагматического уровня Вы знаете?

12.Дайте определение дезинформации.

13.Что такое качество информации?

14.Назовите основные составляющие качества информации.

15.Как Вы понимаете защищенность и содержательность информации?

16.Чем достигается требуемый уровень защищенности информации?

17.Назовите основные классификационные признаки информации.

18.Какие виды и формы представления информации в информационных системах Вы знаете?

19.Назовите особенности непрерывной и дискретной форм представле­ния информации.