Глава 2. 1. Основные информационные процессы при реализации информационных технологий

 

Процессы, связанные с информацией, будем называть информационными процессами.

 

К основным информационным процессам относятся действия с информацией:

 

ƒ сбор; ƒ обмен;

 

ƒ накопление; ƒ хранение; ƒ обработка; ƒ выдача.

 

В ходе эволюции человечества просматривается устойчивая тенденция к автоматиза-ции информационных процессов, что нашло отражение в автоматизированных информаци-онных технологиях.

 

Сбор информации

 

Процесс сбора информации представляет собой деятельность субъекта, целью кото-рой является получение сведений об интересующем его объекте.

 

Сбор информации может производиться или человеком,или с помощью техническихсредств и систем - аппаратно. Например, пользователь может получить информацию о дви-жении поездов или самолетов сам, изучив расписание, или же от другого человека непосред-ственно, либо через какие-то документы, составленные этим человеком, или с помощью тех-нических средств (автоматической справки, телефона и т. д.).

 

Из изложенного выше следует вывод, что система сбора информации может представ-лять собой сложный программно-аппаратный комплекс. Как правило, современные системы сбора информации не только обеспечивают кодирование информации и ее ввод в ЭВМ, но и выполняют предварительную (первичную) обработку этой информации.

 

Сбор информации - это процесс получения информации из внешнего мира и приведе-

 

ние ее к виду, стандартному для прикладной информационной системы. Обмен информацией между воспринимающей информацию системой и окружающей средой осуществляется по-средством сигналов.

 

Сбор и регистрация информации происходят по-разному в различных экономических объектах. Наиболее сложна эта процедура в автоматизированных управленческих процессах промышленных предприятий, фирм и т.п., где производятся сбор и регистрация первичной учетной информации, отражающей производственно-хозяйственную деятельность объекта.

 

Особое значение при этом придается достоверности, полноте и своевременности пер-вичной информации. На предприятии сбор и регистрация информации происходят при вы-полнении различных хозяйственных операций (прием готовой продукции, получение и от-пуск материалов и т.п.). Сначала информацию собирают, затем ее фиксируют. Учетные дан-ные могут возникать на рабочих местах в результате подсчета количества обработанных де-талей, прошедших сборку узлов, изделий, выявление брака и т.д.

 

Для сбора фактической информации производятся измерение, подсчет, взвешивание материальных объектов, получение временных и количественных характеристик работы от-дельных исполнителей. Сбор информации, как правило, сопровождается ее регистрацией, т.е. фиксацией информации на материальном носителе (документе или машинном носителе). Запись в первичные документы в основном осуществляется вручную, поэтому процедуры сбора и регистрации остаются пока наиболее трудоемкими.

 

В условиях автоматизации управления предприятием особое внимание придается ис-пользованию технических средств сбора и регистрации информации, совмещающих опера-ции количественного измерения, регистрации, накоплению и передаче информации по кана-лам связи в ЭВМ с целью формирования первичного документа.

 

Процесс сбора информации связан с переходом от реального представления предмет-ной области к его описанию в формальном виде и в виде данных, которые отражают это представление.

 

Источниками данных в любой предметной области являются объекты и их свойства, процессы и функции, выполняемые этими объектами или для них. Любая предметная об-ласть рассматривается в виде трех представлений:

 

ƒ реальное представление предметной области;

 

ƒ формальное представление предметной области;

 

ƒ информационное представление предметной области.

 

При сборе (извлечении) информации важное место занимают различные формы и ме-тоды исследования данных:

 

ƒ поиск ассоциаций, связанных с привязкой к какому-либо событию;

 

ƒ обнаружение последовательностей событий во времени;

 

ƒ выявление скрытых закономерностей по наборам данных путем определения при-чинно-следственных связей между значениями определенных косвенных параметров иссле-дуемого объекта (ситуации, процесса);

 

ƒ оценка важности (влияния) параметров на развитие ситуации;

 

ƒ классифицирование (распознавание), осуществляемое путем поиска критериев, по которым можно было бы относить объект (события, ситуации, процессы) к той или иной ка-тегории;

 

ƒ кластеризация, основанная на группировании объектов по каким-либо признакам;

 

ƒ прогнозирование событий и ситуаций.

 

Задача сбора информации не может быть решена в отрыве от других задач, в частно-сти, задачи обмена информацией (передачи).

 

Обмен информацией

 

Обмен информацией представляет собой процесс,в ходе которого источник инфор-мации ее передает, а получатель - принимает.

 

Если в передаваемых сообщениях обнаружены ошибки, то организуется повторная пе-редача этой информации.

 

В результате обмена информацией между источником и получателем устанавливается своеобразный “информационный баланс”, при котором в идеальном случае получатель будет располагать той же информацией, что и источник.

 

Обмен информации производится с помощью сигналов,являющихся ее материальнымносителем. Источниками информации могут быть любые объекты реального мира, обла-дающие определенными свойствами и способностями.

 

Если объект относится к неживой природе, то он вырабатывает сигналы, непосредст-венно отражающие его свойства. Если объектом-источником является человек, то вырабаты-ваемые им сигналы могут не только непосредственно отражать его свойства, но и соответст-вовать тем знакам, которые человек вырабатывает с целью обмена информацией.

 

Необходимость передачи информации для различных экономических объектов обосно-вывается по-разному. Так, в автоматизированной системе управления предприятием она вы-звана тем, что сбор и регистрация информации редко территориально отделены от ее обра-ботки. Процедуры сбора и регистрации информации, как правило, осуществляются на рабо-чих местах, а обработка - в вычислительном центре.

 

Передача информации осуществляется различными способами:с помощью курьера,пересылка по почте, доставка транспортными средствами, дистанционная передача по кана-лам связи.

 

Дистанционная передача по каналам связи сокращает время передачи данных. Для ее осуществления необходимы специальные технические средства. Некоторые технические средства сбора и регистрации, собирая автоматически информацию с датчиков, установлен-ных на рабочих местах, передают ее в ЭВМ.

 

Взаимодействие между территориально удаленными объектами осуществляется за счет обмена данными. Доставка данных производится по заданному адресу с использованием сетей передачи данных.

 

В современных условиях большое распространение получила распределенная обработ-ка информации, при этом сети передачи данных превращаются в информационно-вычислительные сети.

 

Информационно-вычислительные сети (ИВС)представляют наиболее динамичную иэффективную отрасль автоматизированной технологии процессов ввода, передачи, обработ-ки и выдачи информации.

 

Важнейшим звеном ИВС является канал передачи данных, структурная схема которого представлена на Рис. 2.1.

 

В схеме канала передачи данных используются обозначения: УПД — устройство подготовки данных; НКС — непрерывный канал связи; ДКС – дискретный канал связи;

 

УПДс — устройство повышения достоверности.

 

НКС

 

УПД

Модем

Модем

УПДс

 

ДКС

 

 

Рис. 2.1. Структурная схема канала передачи данных

 

Непрерывный канал связи (НКС) совместно с функционирующими на его концах модемами образует дискретный канал связи (ДКС). В свою очередь, ДКС и устройства по-вышения достоверности (УПДс) образуют канал передачи данных.

 

Дистанционная передача постоянно развивается и совершенствуется. Особое значение этот способ передачи информации имеет в многоуровневых межотраслевых системах, где применение дистанционной передачи значительно ускоряет прохождение информации с од-ного уровня управления на другой и сокращает общее время обработки данных.

 

Накопление информации

 

Принятую информацию получатель может использовать неоднократно. С этой целью он должен зафиксировать ее на материальном носителе (магнитном, фото, кино и др.).

 

Процесс формирования исходного, несистематизированного массива информации, называется накоплением информации.

 

Среди записанных сигналов могут быть такие, которые отражают ценную или часто используемую информацию. Часть информации в данный момент времени особой ценности может не представлять, хотя, возможно, потребуется в дальнейшем.

 

Хранение информации

 

Хранение информации -это процесс поддержания исходной информации в виде,обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установлен-ные сроки.

 

Процесс хранения связан с необходимостью накопления и долговременного храненияданных, необходимостью комплектации первичных данных до их обработки, обеспечением их актуальности, целостности, безопасности, доступности.

 

Хранение информации осуществляется на машинных носителях в виде информацион-ных массивов, где данные располагаются по установленному в процессе проектирования группировочному признаку.

 

Поиск данных - это выборка нужных данных из хранимой информации,включая по-иск информации, подлежащей корректировке или замене запроса наружную информа-цию.

 

Хранение в настоящее время реализуется главным образом при использовании концеп-ции базы данных, склада (хранилища) данных.

 

База данных (БД)может быть определена как совокупность взаимосвязанных дан-ных, используемых несколькими пользователями и хранящихся с регулируемой избы-точностью. Хранимые данные не зависят от программ пользователей, для модификации и внесения изменений применяется общий управляющий метод.

 

Банк данных -система,представляющая определенные услуги по хранению и поис-ку данных определенной группе пользователей по определенной тематике.

 

Система баз данных -совокупность управляющей системы,прикладного про-граммного обеспечения, базы данных, операционной системы и технических средств, обеспечивающих информационное обслуживание пользователей.

 

Хранилище данных (ХД-используют также терминыData Warehouse, «склад дан-ных», «информационное хранилище») - это база, хранящая данные, агрегированные по многим измерениям.

 

Основные отличия ХД от БД: агрегирование данных; данные из ХД никогда не удаля-ются; пополнение ХД происходит на периодической основе; формирование новых агрегатов данных, зависящих от старых - автоматическое; доступ к ХД осуществляется на основе мно-гомерного куба или гиперкуба.

 

Альтернативой хранилищу данных является концепция витрин данных (Data Mart).

 

Витрины данных -множество тематических БД,содержащих информацию,относя-щуюся к отдельным информационным аспектам предметной области.

 

Обработка информации

 

Обработка информации - это упорядоченный процесс ее преобразования в соответ-ствии с алгоритмом решения задачи.

 

Процесс обработки информации состоит в получении одних«информационных объек-тов» из других «информационных объектов» путем выполнения некоторых алгоритмов и яв-ляется одной из основных операций, осуществляемых над информацией.

 

На самом верхнем уровне можно выделить числовую и нечисловую обработку. В ука-занные виды обработки вкладывается различная трактовка содержания понятия «данные».

 

При числовой обработке используются такие объекты, как переменные, векторы, мат-рицы, многомерные массивы, константы и т.д.

 

При нечисловой обработке объектами могут быть файлы, записи, поля, иерархии, сети, отношения и т.д.

 

Другое отличие заключается в том, что при числовой обработке содержание данных не имеет большого значения, в то время как при нечисловой обработке нас интересуют непо-средственные сведения об объектах, а не их совокупность в целом.

 

С точки зрения реализации на основе современных достижений вычислительной тех-ники выделяют следующие виды обработки информации:

ƒ последовательная обработка, применяемая в традиционной фоннеймановской архи-тектуре ЭВМ, располагающей одним процессором;

ƒ параллельная обработка, применяемая при наличии нескольких процессоров в ЭВМ;

 

ƒ конвейерная обработка, связанная с использованием в архитектуре ЭВМ одних и тех же ресурсов для решения разных задач, причем если эти задачи тождественны, то это после-

 

довательный конвейер, если задачи одинаковые - векторный конвейер.

 

Основные процедуры обработки данных представлены на Рис. 2.2.

 

Cоздание данных, как процесс обработки, предусматривает их образование в результа-те выполнения некоторого алгоритма и дальнейшее использование для преобразований на более высоком уровне.

 

Модификация данных связана с отображением изменений в реальной предметной об-ласти, осуществляемых путем включения новых данных и удаления ненужных.

 

Контроль, безопасность и целостность направлены на адекватное отображение реаль-ного состояния предметной области в информационной модели и обеспечивают защиту ин-формации от несанкционированного доступа (безопасность) и от сбоев и повреждений тех-нических и программных средств.

 

Поиск информации, хранимой в памяти компьютера, осуществляется как самостоя-тельное действие при выполнении ответов на различные запросы и как вспомогательная опе-рация при обработке информации.

 

Поддержка принятия решения является наиболее важным действием, выполняемым при обработке информации. Широкая альтернатива принимаемых решений приводит к необ-ходимости использования разнообразных математических моделей.

 

	Создание			Модификация
		данных			данных
									Целостность и
									безопасность
		О бр аб о т к а					Поиск
		да нн ы х					информации
									Принятие
									решений
	Создание			Создание
	документов			отчетов

 

Рис. 2.2. Основные процедуры обработки данных

 

Создание документов, сводок, отчетов заключается в преобразовании информации в формы, пригодные для восприятия как человеком, так и компьютером. С этим действием связаны и такие операции, как обработка, считывание, сканирование и сортировка докумен-тов.

 

При преобразовании информации осуществляется ее перевод из одной формы пред-ставления или существования в другую, что определяется потребностями, возникающими в процессе реализации информационных технологий.

 

Реализация всех действий, выполняемых в процессе обработки информации, осуществ-ляется с помощью разнообразных программных средств.

 

Выдача информации

 

После решения задачи обработки информации результат должен быть выдан конечным пользователям в удобной для пользователя форме. Эта операция реализуется в ходе решения задачи выдачи информации.

 

Выдача информации, как правило, производится с помощью технических устройств в виде текстов, таблиц, графиков и т.д.