Zpracování informací spočívá v získávání některých „informačních objektů“ z jiných „informačních objektů“ prováděním určitých algoritmů a je jednou z hlavních operací prováděných s informacemi a hlavním prostředkem zvyšování jejich objemu a rozmanitosti.

Na nejvyšší úrovni lze rozlišit numerické a nenumerické zpracování. Tyto typy zpracování zahrnují různé výklady obsahu pojmu „data“. Numerické zpracování využívá objekty, jako jsou proměnné, vektory, matice, vícerozměrná pole, konstanty atd. Při nenumerickém zpracování mohou být objekty soubory, záznamy, pole, hierarchie, sítě, vztahy atd. Dalším rozdílem je, že při numerickém zpracování nemá datový obsah č velký význam, zatímco při nenumerickém zpracování nás zajímají přímé informace o objektech, nikoli jejich souhrn.

Z hlediska implementace založené na moderních výdobytcích počítačová technologie Rozlišují se následující typy zpracování informací:

• sekvenční zpracování používané v tradiční architektuře Von Neumannových počítačů s jedním procesorem;
• paralelní zpracování, používá se, když je v počítači několik procesorů;
• zpracování potrubí spojené s použitím stejných zdrojů v architektuře počítače k ​​řešení různých problémů, a pokud jsou tyto úkoly totožné, pak se jedná o sekvenční potrubí, pokud jsou úkoly stejné - vektorové potrubí.

Je zvykem zařazovat existující počítačové architektury z hlediska zpracování informací do jedné z následujících tříd.

Architektura S jeden proud příkazů a dat (SISD). Tato třída zahrnuje tradiční Von Neumannovy jednoprocesorové systémy, pokud existuje procesor, pracující s páry atribut-hodnota.

Architektura s jednotlivé proudy příkazů a dat (SIMD). Charakteristickým rysem této třídy je přítomnost jednoho (centrálního) řadiče, který řídí řadu identických procesorů. V závislosti na možnostech správce a prvků zpracování, počtu procesorů, organizaci režimu vyhledávání a vlastnostech směrovacích a vyrovnávacích sítí se rozlišují:

• maticové procesory používané k řešení vektorových a maticových problémů;
• asociativní procesory, používané k řešení nenumerických problémů a využívající paměť, v níž lze přímo přistupovat k informacím v ní uloženým;
• procesorové celky používané pro numerické a nenumerické zpracování;
• pipeline a vektorové procesory.

Architektury vícenásobného toku instrukcí, jednoho datového toku (MISD). Do této třídy lze zařadit potrubní procesory.

Architektura S vícenásobný příkazový proud A vícenásobný datový tok (MIMD). Tato třída může zahrnovat následující konfigurace: víceprocesorové systémy, víceprocesorové systémy, výpočetní systémy sestávající z mnoha strojů, počítačové sítě.

Hlavní postupy zpracování dat jsou uvedeny na Obr. 4.5.

Tvorba dat jako proces zpracování zahrnuje jejich vytvoření jako výsledek provedení nějakého algoritmu a další využití pro transformace na vyšší úrovni.

Úprava dat je spojena s promítnutím změn v reálné předmětné oblasti, prováděné zahrnutím nových dat a odstraněním nepotřebných.

Rýže. 4.5 Základní postupy zpracování dat

Kontrola, bezpečnost a integrita mají za cíl adekvátně odrážet skutečný stav předmětné oblasti informační model a zajistit ochranu informací před neoprávněným přístupem (zabezpečení) a před poruchami a poškozením hardwaru a softwaru.

Vyhledávání informací uložených v paměti počítače se provádí jako samostatná akce při odpovídání na různé dotazy a jako pomocný provoz při zpracování informací.

Podpora rozhodování je nejdůležitější činností vykonávanou při zpracování informací. Široká škála přijatých rozhodnutí vede k nutnosti používat různé matematické modely.

Vytváření dokumentů, souhrnů a sestav zahrnuje převod informací do formulářů, které mohou číst lidé i počítače. S touto akcí jsou spojeny také operace jako zpracování, čtení, skenování a třídění dokumentů.

Při transformaci informace dochází k jejímu přenosu z jedné formy reprezentace nebo existence do druhé, což je dáno potřebami, které vznikají v procesu zavádění informačních technologií.

Implementace všech akcí prováděných v procesu zpracování informací se provádí pomocí různých softwarových nástrojů.

Nejčastější oblastí uplatnění technologické operace zpracování informací je rozhodování.

V závislosti na míře informovanosti o stavu řízeného procesu, úplnosti a přesnosti modelů objektu a řídicího systému, interakci s okolím probíhá rozhodovací proces za různých podmínek:

• 1.Rozhodování za podmínek jistoty. V tomto problému jsou modely objektu a řídicího systému považovány za dané a vliv vnějšího prostředí je považován za nevýznamný. Mezi zvolenou strategií využití zdrojů a konečným výsledkem tedy existuje jednoznačná souvislost, což znamená, že za podmínek jistoty stačí k posouzení užitečnosti rozhodovacích možností použít rozhodovací pravidlo, přičemž za optimální považujeme tu, která vede k největší efekt. Pokud existuje několik takových strategií, pak jsou všechny považovány za rovnocenné. K nalezení řešení za podmínek jistoty se používají metody matematického programování.
• 2. Rozhodování za rizikových podmínek. Na rozdíl od předchozího případu je pro rozhodování za rizikových podmínek nutné vzít v úvahu vliv vnějšího prostředí, který nelze přesně předvídat a je známo pouze pravděpodobnostní rozložení těchto stavů. Za těchto podmínek může použití stejné strategie vést k různým výsledkům, jejichž pravděpodobnosti jsou považovány za dané nebo mohou být určeny. Hodnocení a výběr strategií se provádí pomocí rozhodovacího pravidla, které zohledňuje pravděpodobnost dosažení konečného výsledku.
• 3. Rozhodování v podmínkách nejistoty. Stejně jako v předchozím úkolu není jasná souvislost mezi volbou strategie a konečným výsledkem. Kromě toho nejsou známy ani hodnoty pravděpodobností výskytu konečných výsledků, které buď nelze určit, nebo nemají v kontextu smysluplný význam. Každé dvojici „strategie – konečný výsledek“ odpovídá nějaké externí hodnocení v podobě zisku. Nejběžnější je použití kritéria získání maximální garantované výhry.
• 4. Rozhodování za vícekriteriálních podmínek. V kterémkoli z výše uvedených problémů vzniká multikriteria v případě přítomnosti několika nezávislých cílů, které nelze vzájemně redukovat. Přítomnost velkého množství řešení ztěžuje vyhodnocení a výběr optimální strategie. Jeden z možné způsobyŘešením je použití metod modelování.

Řešení problémů pomocí umělé inteligence spočívá v omezení hledání možností při hledání řešení, přičemž programy implementují stejné principy, jaké člověk používá v procesu myšlení.

Expertní systém využívá znalostí, které má ve svém úzkém oboru, k omezení hledání na cestě k řešení problému postupným zužováním škály možností.

K řešení problémů v expertních systémech použijte:

• metoda logického vyvozování založená na důkazní technice zvané rezoluce a využívající vyvrácení popření (důkaz kontradikcí);
• metoda strukturální indukce, založená na konstrukci rozhodovacího stromu pro určení objektů z velkého množství vstupních dat;
• metoda heuristických pravidel založená na využití expertních zkušeností spíše než na abstraktních pravidlech formální logiky;
• metoda strojové analogie založená na prezentaci informací o porovnávaných objektech vhodnou formou, například ve formě datových struktur nazývaných rámce.

Zdroje "inteligence" projevené při řešení problému mohou být neužitečné nebo užitečné nebo ekonomické, v závislosti na určitých vlastnostech domény, ve které se problém nachází. Na základě toho lze zvolit způsob sestavení znaleckého posudku. systémy nebo pomocí hotového softwarového produktu.

Proces vývoje řešení na základě primárních dat, jehož schéma je uvedeno na Obr. 4.6, lze rozdělit do dvou fází: vývoj proveditelných řešení prostřednictvím matematické formalizace pomocí různých modelů a výběru optimální řešení na základě subjektivních faktorů.

Informační potřeby osob s rozhodovací pravomocí jsou v mnoha případech zaměřeny na ucelené technicko-ekonomické ukazatele, které lze získat jako výsledek zpracování primárních dat odrážejících aktuální aktivity podniku. Analýzou funkčních vztahů mezi konečnými a primárními daty je možné sestavit tzv. informační diagram, který odráží procesy agregace informací. Primární data jsou zpravidla extrémně různorodá, intenzita jejich příjmu je vysoká a celkový objem za sledovaný interval je velký. Na druhou stranu je složení integrálních ukazatelů poměrně malé a požadované

Rýže. 4.6.

doba jejich aktualizace může být výrazně kratší než doba změny primárních dat - argumentů.

Pro podporu rozhodování jsou nutné následující komponenty:

• obecná analýza;
• prognózování;
• situační modelování.

V současné době je zvykem rozlišovat dva typy informační systémy podpora při rozhodování.

Systémy pro podporu rozhodování DSS (Decision Support System) vybírají a analyzují data na různé vlastnosti a zahrnuje finanční prostředky:

• přístup k databázím;
• extrahování dat z heterogenních zdrojů;
• pravidla modelování a obchodní strategie;
• obchodní grafika pro prezentaci výsledků analýzy;
• analýza "pokud něco";
• umělá inteligence na úrovni expertních systémů.

Systémy OLAP (OnLine Analysis Processing) pro rozhodování využívají následující nástroje:

• výkonná víceprocesorová výpočetní technologie ve formě speciálních OLAP serverů;
• speciální metody vícerozměrné analýzy;
• speciální datové sklady Data Warehouse.

Realizace rozhodovacího procesu spočívá v budování informačních aplikací. Zdůrazněme v informační aplikaci typické funkční komponenty postačující k vytvoření libovolné aplikace založené na databázi (2).

PS (Presentation Services) - nástroje reprezentace. Poskytováno zařízeními, která přijímají vstup od uživatele a zobrazují, co mu říká komponenta prezentační logiky PL, plus související softwarová podpora. Může to být textový terminál nebo X terminál, popř osobní počítač nebo pracovní stanice v softwarovém terminálu nebo v režimu emulace X-terminálu.

PL (prezentační logika)– prezentační logika.Řídí interakci mezi uživatelem a počítačem. Zpracovává uživatelské akce pro výběr alternativy nabídky, kliknutí na tlačítko nebo výběr položky ze seznamu.

BL (obchodní nebo aplikační logika) – aplikovaný logiky. Sada pravidel pro rozhodování, výpočty a operace, které musí aplikace provádět.

DL (Data Logic) – logika správy dat. Databázové operace (příkazy SQL SELECT, UPDATE a INSERT), které je třeba provést k implementaci aplikované logiky správy dat.

DS (Data Services) – databázové operace. Akce DBMS volané k provádění logiky správy dat, jako je manipulace s daty, definice dat, potvrzení nebo vrácení transakcí atd. DBMS obvykle kompiluje aplikace SQL.

FS (File Services) – operace se soubory. Operace čtení a zápisu disku pro DBMS a další komponenty. Obvykle jsou to funkce OS.

Mezi nástroji pro vývoj informačních aplikací lze rozlišit tyto hlavní skupiny:

• tradiční programovací systémy;
• nástroje pro vytváření aplikací souborového serveru;
• nástroje pro vývoj aplikací klient-server;
• nástroje pro automatizaci kanceláří a správu dokumentů;
• Nástroje pro vývoj internetových/intranetových aplikací;
• nástroje pro automatizaci návrhu aplikací.

Lekce č. 3

Předmět: Počítačová věda. Informace. Druhy informací a způsoby jejich zpracování.

Účel lekce : zavést pojmy „informace“, „informace“, vlastnosti informace, typy informací a pomocí stávajících metod jeho zpracování;

úkoly:

Vzdělávací: pomoci studentům porozumět pojmu informace, vlastnostem informace, typům informací a existujícím metodám jejich zpracování, poskytnout první základní pojmy nezbytné pro zahájení práce na počítači, poskytnout pojmy myš, ukazatel, tlačítko, hlavní menu, primární koncept okna, naučit se používat myš a ovládání vizuálních pomůcek, zvládnout tři základní činnosti myši – klik, poklepání, uchopení a roztažení.

Vývojový: rozvoj kognitivních zájmů, dovedností v práci s myší a klávesnicí, sebeovládání a psaní poznámek;

Vzdělávací: pěstovat u studentů informační kulturu, pozornost, přesnost, disciplínu, vytrvalost.

Didaktické základy lekce :

Metody výuky: vysvětlující a názorné.

Typ lekce: vysvětlení nového materiálu;

formuláře akademické práce studentů: individuální práce.

Zařízení: deska, počítač, podpůrné poznámky, počítačová prezentace.

Plán lekce:

Org. moment (1 min.);

Aktualizace znalostí. (3 min)

Výklad nového materiálu (20 min.);

Praktická práce (12 min.);

Domácí úkol (2 min.);

Otázky studentů (5 min.);

Shrnutí lekce (2 min.)

Během lekcí:

Kroky lekce

Učitelské aktivity

Studentské aktivity

Org. moment

- pozdrav, kontrola přítomných;

Reportování tématu lekce, jejích cílů a záměrů;

Stručný plán činnosti.

Zapište si téma lekce do sešitu.

Aktualizace znalostí

V minulé lekci jsme hovořili o vzniku pojmu „informatika“. Připomeňme si, odkud pochází „informatika“, jaký druh vědy to je, co studuje a co je to počítač.

Počítačová věda- Tento technická věda, vymezující oblast činnosti spojenou s procesy ukládání, převodu a přenosu informací pomocí počítače.

Počítač – univerzální zařízení pro zpracování informací.

To znamená, že se učíme pracovat s informacemi pomocí počítače. Proto si dnes povíme, co jsou informace.

Učitelův příběh.

Studenti si zapisují poznámky k definicím do svých sešitů.

Vysvětlení nového materiálu

Pochopení světa kolem nás si každý z nás vytváří svou vlastní představu o něm. Každý den se učíme něco nového – dostáváme informace. Termín „informace“ přeložený z latiny znamená „vysvětlení, prezentace, soubor informací“. Informace je velmi rozsáhlý a hluboký pojem, který není snadné jasně definovat.

Získáváte informace od různé zdroje: když čtete, posloucháte, sledujete televizní pořad nebo se díváte na obrázek, dotýkáte se předmětu nebo zkoušíte nějaké jídlo.
Informace přinášejí člověku znalosti o světě kolem něj. V dnešní době lidstvo nashromáždilo obrovské množství informací! Odhaduje se, že celkové množství lidských znalostí se donedávna zdvojnásobilo každých 50 let. Objem informací se nyní každé dva roky zdvojnásobuje. Představte si kolosální knihovnu obsahující tyto informace! Schopnost člověka správně vnímat a zpracovávat informace do značné míry určuje jeho schopnost porozumět světu kolem sebe.

Svět kolem nás je plný nejrůznějších obrazů, zvuků, pachů a všechny tyto informace přenášejí do vědomí člověka jeho smysly: zrak, sluch, čich, chuť a hmat. S jejich pomocí si člověk vytvoří první představu o jakémkoli předmětu, živém tvorovi, uměleckém díle, fenoménu atd.

Lidé vnímají vizuální informace očima;

Sluchové orgány dodávají informace ve formě zvuků;

Čichové orgány umožňují cítit pachy;

Chuťové orgány nesou informaci o chuti jídla;

Hmat poskytuje hmatové informace.
Typy informací, které člověk přijímá prostřednictvím smyslů, se nazývají organoleptické informace. Člověk přijímá téměř 90 % informací prostřednictvím orgánů zraku, přibližně 9 % prostřednictvím orgánů sluchu a pouze 1 % prostřednictvím ostatních smyslů.

Při vzájemné výměně informací si lidé musí neustále klást otázky: jsou srozumitelné, relevantní a užitečné pro ostatní a jsou obdržené informace spolehlivé? To nám umožní lépe si porozumět a najít správné řešení v každé situaci. Neustále analyzujete vlastnosti informací, často aniž byste jim dali nějaký význam. V každodenním životě na vlastnostech informací často závisí život a zdraví lidí a ekonomický rozvoj společnosti.

Při vnímání informací pomocí smyslů se člověk snaží zaznamenat je tak, aby se staly srozumitelnými pro ostatní a prezentovaly je v té či oné podobě.

Skladatel může zahrát hudební téma na klavír a poté jej zapsat pomocí not. Obrazy inspirované stejnou melodií může básník vtělit do podoby básně, choreograf je může vyjádřit tancem a umělec je může vyjádřit malbou.

Člověk vyjadřuje své myšlenky ve formě vět složených ze slov. Slova se zase skládají z písmen. Jedná se o abecední prezentaci informací.

Forma prezentace stejných informací se může lišit. Záleží na cíli, který jste si stanovili.
Informace tedy mohou být prezentovány v různých formách:

podepsaným písmem

symbolické ve formě textu, čísel, různé postavy(učebnicový text);

grafická (geografická mapa);

tabulkový (fyzikální tabulka);

ve formě gest nebo signálů (semafor);

ústní verbální (rozhovor).

Forma, jakou jsou informace prezentovány, je velmi důležitá při jejich přenosu. V různých dobách lidé přenášeli informace v různých formách pomocí: řeči, kouře, legračních bojů, zvonění, dopisů, telegrafu, rádia, telefonu, faxu. Bez ohledu na formu prezentace a způsob přenosu informace se vždy přenáší pomocí nějakého jazyka.

Základem každého jazyka je abeceda – soubor jednoznačně definovaných znaků (symbolů), ze kterých se tvoří sdělení.
Jazyky se dělí na přirozené (mluvené) a formální. Abeceda přirozených jazyků závisí na národních tradicích. Formální jazyky se nacházejí ve speciálních oblastech lidské činnosti (matematika, fyzika, chemie atd.). Na světě existuje asi 10 000 různých jazyků, dialektů a dialektů. Mnoho mluvených jazyků pochází ze stejného jazyka. Například francouzština, španělština, italština a další jazyky byly vytvořeny z latinského jazyka.

Každý národ má svůj vlastní jazyk, který se skládá ze sady znaků (písmen): ruština, angličtina, japonština a mnoho dalších. Už jste se seznámili s jazykem matematiky, fyziky a chemie. Reprezentace informací pomocí jazyka se často nazývá kódování.

Kód- soubor symbolů (symbolů) pro prezentaci informací.

Kódování- proces reprezentace informace ve formě kódu.

S kódováním informací se setkáte při přecházení silnice podle semaforů. Kód určuje barvy semaforu - červená, žlutá, zelená, z kódu vychází i přirozený jazyk, kterým lidé komunikují. Pouze v tomto případě se nazývá abeceda. Při mluvení je tento kód přenášen zvuky, při psaní - písmeny. Stejné informace mohou být reprezentovány pomocí různých kódů. Například záznam rozhovoru lze nahrát pomocí ruských písmen nebo speciálních těsnopisných symbolů.
Jak se technologie vyvíjela, objevil se různé způsoby informace o kódování. V druhé polovině 19. století vynalezl americký vynálezce Samuel Morse úžasný kód, který slouží lidstvu dodnes. Informace jsou zakódovány do tří „písmen“: dlouhé pípnutí(pomlčka), krátký signál (tečka) a žádný signál (pauza) k oddělení písmen. Kódování tedy spočívá v použití sady znaků uspořádaných v přesně definovaném pořadí.

Lidé vždy hledali způsoby rychlá výměna zprávy. K tomu byli vysláni poslové a nasazeni poštovní holubi. Lidé měli různé cesty varování před hrozícím nebezpečím: bubnování, kouř z ohňů, vlajek atd. Použití takové prezentace informací však vyžaduje předchozí dohodu o porozumění přijímané zprávě.
Slavný německý vědec Gottfried Wilhelm Leibniz navrhl unikátní a jednoduchý systém reprezentace čísel. "Výpočet pomocí dvojek... je základem vědy a dává vzniknout novým objevům... když se čísla zredukují na nejjednodušší principy, kterými jsou 0 a 1, všude se objeví úžasný řád."

Dnes je tento způsob reprezentace informací pomocí jazyka obsahujícího dva znaky 0 a 1 široce používán v technických zařízeních.

Tyto dva symboly 0 a 1 se obvykle nazývají bity (z angl. binární číslice– binární znak).

Bit – nejmenší měrná jednotka informace a označuje se binárním číslem.

Za větší jednotku změny množství informace se považuje 1 bajt, který se skládá z 8 bitů.
1 bajt = 8 bitů.

Inženýry tato metoda kódování přitahovala jednoduchostí její technické implementace – ať už existuje signál nebo ne. Pomocí těchto dvou čísel můžete zakódovat jakoukoli zprávu.

název

Symbol

Vztah k jiným jednotkám

1 kbit = 1024 bitů = 210 bitů ≈ 1000 bitů

1 Mbit = 1024 Kbit = 220 bitů ≈ 1 000 000 bitů

1 Gbit = 1024 Mbit = 230 bitů ≈ 1 000 000 000 bitů

Kilobajt

kB (kB)

1 kB = 1024 bajtů = 210 bajtů ≈ 1000 bajtů

Megabajt

Mbyte (MB)

1 MB = 1024 kB = 220 bajtů ≈ 1 000 000 bajtů

Gigabyte

GB (GB)

1 GB = 1024 MB = 230 bajtů ≈ 1 000 000 000 bajtů

Studenti si zapisují definice a hlavní body do sešitů.

Na tabulkách jsou podpůrné poznámky k tématu.

Praktická část

V této lekci budeme pracovat s programem Záznam zvuku. Standardní aplikace Záznam zvuku plní roli digitálního magnetofonu a umožňuje nahrávat zvuk a ukládat jej do souborů ve formátu *.wav. Tento program umožňuje také úpravy zvukové soubory, překrývat na sebe a také reprodukovat.

Spusťte program Záznam zvuku kliknutím na „Start→Všechny programy→Příslušenství→Zábava→Záznam zvuku”.
Učitel vysvětlí rozhraní programu a účel tlačítek.

Dále studenti nahrají zvuk pomocí mikrofonu. Použít na nahraný zvuk různé efekty(zvýšení/snížení rychlosti, zvýšení/snížení hlasitosti, přidání echa, zpětný chod (viz program „Dobré vtipy“ na STS).

Chcete-li znovu nahrát zvuk, posuňte posuvník a zapněte nahrávání. Pro smazání použijte nabídku "Upravit".
Studenti, kteří jsou obeznámeni s počítači, se snaží ukládat a míchat soubory.

Domácí práce

Učebnice: odstavec 2,3 s. 12-21

Vědět, co je to informace, vlastnosti informace, jednotky měření objemu informace.

Pište si do deníků

Studentské otázky

Odpovědi na studentské otázky.

Zeptejte se na nový vzdělávací materiál

Shrnutí lekce

Shrnutí lekce. Klasifikace.
Během hodiny jsme se dozvěděli, co jsou informace, probrali vlastnosti a formy prezentace informací, seznámili se s nimi binární kód a zjistil, v jakých jednotkách se informace měří.
Naučíme se také nahrávat a upravovat zvuky pomocí programu Záznam zvuku.

Zpracování informací spočívá v získávání některých „informačních objektů“ z jiných „informačních objektů“ prováděním určitých algoritmů a je jednou z hlavních operací prováděných s informacemi a hlavním prostředkem zvyšování jejich objemu a rozmanitosti.

Na nejvyšší úrovni lze rozlišit numerické a nenumerické zpracování. Tyto typy zpracování zahrnují různé výklady obsahu pojmu „data“. Na numerické zpracování používají se objekty jako proměnné, vektory, matice, vícerozměrná pole, konstanty atd. Na nenumerické zpracování objekty mohou být soubory, záznamy, pole, hierarchie, sítě, vztahy atd. Dalším rozdílem je, že při numerickém zpracování není obsah dat příliš důležitý, zatímco při nenumerickém zpracování nás zajímají přímé informace o objektech, nikoli jejich souhrn.

Z hlediska implementace založené na moderních výdobytcích výpočetní techniky se rozlišují tyto typy zpracování informací:

sekvenční zpracování, používaný v tradiční von Neumannově počítačové architektuře s jedním procesorem;

paralelní zpracování, používá se, když je v počítači několik procesorů;

zpracování potrubí, spojené s použitím stejných zdrojů v architektuře počítače k ​​řešení různých problémů, a pokud jsou tyto úlohy totožné, pak se jedná o sekvenční potrubí, pokud jsou úkoly stejné - vektorové potrubí.

Je zvykem zařazovat existující počítačové architektury z hlediska zpracování informací do jedné z následujících tříd.

Architektury datového toku jedné instrukce (SISD).. Tato třída zahrnuje tradiční jednoprocesorové systémy, kde existuje centrální procesor, který pracuje s páry atribut-hodnota.

Architektury jediné instrukce a dat (SIMD).. Charakteristickým rysem této třídy je přítomnost jednoho (centrálního) řadiče, který řídí řadu identických procesorů. V závislosti na možnostech správce a prvků zpracování, počtu procesorů, organizaci režimu vyhledávání a vlastnostech směrovacích a vyrovnávacích sítí se rozlišují:

Maticové procesory používané k řešení vektorových a maticových problémů;

Asociativní procesory, používané k řešení nenumerických problémů a využívající paměť, ve které lze přímo přistupovat k informacím v ní uloženým;

Soubory procesorů používané pro numerické a nenumerické zpracování;

Pipeline a vektorové procesory.

Architektury více instrukcí s jedním datem (MISD).. Do této třídy lze zařadit potrubní procesory.

Architektury s více instrukcemi a více daty (MIMD).. Tato třída může zahrnovat následující konfigurace: víceprocesorové systémy, víceprocesorové systémy, výpočetní systémy sestávající z mnoha strojů, počítačové sítě.

Hlavní postupy zpracování dat jsou znázorněny na obrázku.

Vytváření dat, jako operace zpracování, zajišťuje jejich vytvoření v důsledku provedení nějakého algoritmu a další použití pro transformace na vyšší úrovni.

Úprava dat je spojena se zobrazením změn v reálné předmětné oblasti, prováděné zahrnutím nových údajů a odstraněním nepotřebných.

Zajištění bezpečnosti a integrity dat je zaměřena na adekvátní odraz skutečného stavu předmětné oblasti v informačním modelu a zajišťuje ochranu informací před neoprávněným přístupem (zabezpečení) a před poruchami a poškozením hardwaru a softwaru.

Hledejte informace, uložený v paměti počítače, se provádí jako nezávislá akce při odpovídání na různé požadavky a jako pomocná operace při zpracování informací.

Obrázek - Základní postupy zpracování dat

Podpora při rozhodování je nejdůležitější akcí prováděnou při zpracování informací. Široká škála přijatých rozhodnutí vede k nutnosti používat různé matematické modely.

V závislosti na stupni informovanosti o stavu řízeného objektu, úplnosti a přesnosti modelů objektu a řídicího systému, interakci s vnějším prostředím probíhá rozhodovací proces za různých podmínek:

1) rozhodování za podmínek jistoty. V tomto problému jsou modely objektu a řídicího systému považovány za dané a vliv vnějšího prostředí je považován za nevýznamný. Mezi zvolenou strategií využití zdrojů a konečným výsledkem tedy existuje jednoznačná souvislost, což znamená, že za podmínek jistoty stačí k posouzení užitečnosti rozhodovacích možností použít rozhodovací pravidlo, přičemž za optimální považujeme tu, která vede k největší efekt. Pokud existuje několik takových strategií, pak jsou všechny považovány za rovnocenné. K nalezení řešení za podmínek jistoty se používají metody matematického programování;

2) rozhodování za rizikových podmínek. Na rozdíl od předchozího případu je pro rozhodování za rizikových podmínek nutné vzít v úvahu vliv vnějšího prostředí, které nelze přesně předvídat a je známo pouze pravděpodobnostní rozložení jeho stavů. Za těchto podmínek může použití stejné strategie vést k různým výsledkům, jejichž pravděpodobnosti jsou považovány za dané nebo mohou být určeny. Hodnocení a výběr strategií se provádí pomocí rozhodovacího pravidla, které zohledňuje pravděpodobnost dosažení konečného výsledku;

3) rozhodování v podmínkách nejistoty. Stejně jako v předchozím úkolu není jasná souvislost mezi volbou strategie a konečným výsledkem. Kromě toho nejsou známy ani hodnoty pravděpodobností výskytu konečných výsledků, které buď nelze určit, nebo nemají v kontextu smysluplný význam. Každé dvojici „strategie – konečný výsledek“ odpovídá nějaké externí hodnocení v podobě zisku. Nejběžnější je použití kritéria získání maximální garantované výhry;

4) rozhodování za vícekriteriálních podmínek. V kterémkoli z výše uvedených úkolů vzniká multikriteria v případě přítomnosti několika nezávislých cílů, které nelze vzájemně redukovat. Přítomnost velkého množství řešení ztěžuje vyhodnocení a výběr optimální strategie. Jedním z možných řešení je použití metod modelování.

Tvorba dokumentů, přehledů, reportů spočívá v převádění informací do forem, které mohou číst jak lidé, tak počítače. S touto akcí jsou spojeny také operace jako zpracování, čtení, skenování a třídění dokumentů.

Při zpracování informací dochází k jejich přenosu z jedné formy reprezentace či existence do druhé, což je dáno potřebami, které vznikají v procesu zavádění informačních technologií.

Implementace všech akcí prováděných v procesu zpracování informací se provádí pomocí různých softwarových nástrojů.

zpracování informací) Výzkumní pracovníci na informačních pozicích. přístup ke studiu lidí. chování sdílí několik klíčových předpokladů. Nejdůležitějším předpokladem je, že chování je určeno vnitřním tokem informací. v hranicích herce. Od této informace tok je vnitřní, a tudíž pro pozorovatele nepřístupný, k vyvozování závěrů o tomto postulovaném toku se používají speciální metody a metodologie. Všechny tyto metody však sdílejí stejný základní princip. účel výzkumu O. a., řez je mapování interních informací. kanály. Přístup z pohledu O. a. používá metody, které jsou v mnoha ohledech podobné těm, které používají inženýři navrhující velké systémy. Člověk. stvoření je vnímáno jako komplexní systém a experimentální psychologové se snaží zjistit, co se děje uvnitř „černé skříňky“. Pokus o pochopení vnitřních informací. tok je zpočátku prováděn procesem testování alternativních reprezentací založených na různých kombinacích subsystémů s různými vlastnostmi. Nestačí vytvořit model, který bude reprodukován lidmi. chování, i když to je samozřejmě nutný požadavek pro jakýkoli model O. a. Tedy teoretik v oboru O. a. musí vytvořit přesný model nejen chování, ale i vnitřních schémat (vzorců) toku informací. než lze nalézt přijatelné vysvětlení. myšlení a chování. Modely O. a. se liší počtem a umístěním subsystémů. Mnoho možných umístění se jeví jako přijatelné, takže teoretik se musí pokusit prokázat převahu svého modelu ve srovnání s jinými konkurenčními modely. Je vzácné najít shodu na tom, který model je lepší, a to mate laika, který chce o modelech informačních procesů vědět jen málo. Ještě více dobré modely postupem času jsou nahrazovány novějšími, nebo i staršími teoriemi, oživenými příchodem nových dat nebo nových metod. Typický model O. a. představuje lidský kognitivní systém. jako řada bloků (obdélníků) spojených šipkami odlišné typy. Bloky jsou symbolické obrazy subsystémů, které vykonávají různé funkce a implementují procesy, které odesílají informace. po určité trase z bloků do bloků. Každý blok představuje zobecněný typ transformace informací, ke které dochází v hlavě člověka. S vylepšováním modelu se zvyšuje úroveň detailů reprezentovaných bloky. Blok, který zobrazuje relativně podrobnou úroveň, se často nazývá O. a. fáze. nebo izolovaný subsystém. Přesná definice kroky jsou matematicky složité, ale nebudeme daleko od pravdy, když si budeme povídat jednoduchá transformace informace Obecně platí, že výstup stupně není stejný jako jeho vstup. Jeden běžně přijímaný model paměti například naznačuje, že tištěná slova vnímaná očima jsou překódována do formátu spojeného se zvukem těchto slov, když jsou čtena nahlas. Tato transformace probíhá i v případech, kdy lidé. nejsou požádáni, aby tato slova vyslovovali. Následně byl vizuální vstupní signál transformován na zvukový (tj. akustický nebo fonologický) výstupní signál. Tento druh transformace je u strojů zcela běžný. S cílem simulovat lidskou flexibilitu. informace nutný procesor různá zařízení. Nejjednodušší zařízení nastane, když je několik stupňů spojeno přímkami a výstup jednoho se stane vstupem druhého. Jedná se o takzvané sekvenční zpracování, protože žádný stupeň nemůže provádět vlastní transformaci informací. dokud nepřijme výstupní signál z předchozího stupně řetězce. To se samozřejmě nestane, dokud tato fáze neobdrží informace. od svého předchůdce. Modely sekvenčního zpracování tedy vyžadují, aby každý stupeň počkal, až na něj přijde řada, než vytvoří výstupní signál. Pokud etapa nemusí čekat na dokončení práce v dalších etapách, pak se toto uspořádání subsystémů nazývá paralelní zpracování. Při paralelním zpracování může více stupňů přistupovat ke stejnému výstupnímu signálu současně. Obvod, který zahrnuje sériové i paralelní komponenty, se nazývá hybridní zpracování. Hybridní procesory jsou často výkonnější než sekvenční nebo paralelní procesory, ale tento dodatečný výkon je za cenu větších potíží s porozuměním a analýzou. Protože mnoho lidí zjišťuje, že sekvenční modely jsou snáze pochopitelné, většina modelů O. a. být konzistentní. I když nyní máme vynikající klasifikační schéma. struktura modelů do tří kategorií - sekvenční, paralelní a hybridní - samotná struktura nemůže určovat predikce generované modelem. Potřebujeme také znát „cenu“, kterou každá fáze vyžaduje za provedení své informační transformace. To se nazývá alokace zdrojů nebo schopnost. Schopnost je hypotetický konstrukt, který popisuje stupeň kontroly nad výkonem jeviště. Některé modely předpokládají, že každá fáze má dostatečnou schopnost plnit své úkoly, bez ohledu na to, kolik dalších fází je v danou chvíli aktivních a jak složitá může být jejich práce. Dr. modely předpokládají omezení zdroje nebo kapacity, takže fáze musí soutěžit o přístup ke zdrojům zpracování. V takových modelech není stupeň vždy schopen fungovat tak efektivně, jako by byl jediným stupněm v systému. Abychom tedy mohli dělat predikce pro určitý model, musíme přesně určit jak strukturu tohoto modelu, tak jeho očekávané schopnosti. Nejlepší modely O. a. v lidech stanovit: a) počet a konfiguraci vnitřních fází zpracování; b) požadavky na schopnosti jednotlivých úrovní; c) plná dostupnost zdrojů a pravidla, která řídí rozdělování zdrojů pro jednotlivé etapy. Viz také Information Processing Theory od B. Kantowitze

Informační procesy.

Ukládání, zpracování a přenos informací

Vztah mezi procesy ukládání, zpracování a přenosu informací, druhy informačních médií, způsoby zpracování informací, typy zdrojů a příjemců informací, komunikační kanály, jejich typy a způsoby ochrany před hlukem, jednotka měření rychlosti přenosu informací , kapacita komunikačního kanálu

Procesy ukládání, zpracování a předávání informací jsou hlavními informačními procesy. V různých kombinacích jsou přítomny při přijímání, vyhledávání, ochraně, kódování a dalších informačních procesech. Uvažujme o ukládání, zpracování a přenosu informací na příkladu akcí, které školák s informacemi provádí při řešení problému.

Popišme informační aktivitu žáka při řešení problému ve formě sledu informačních procesů. Problémový stav (informace) uloženy v učebnici. Děje se to očima přenos informace z učebnice do vlastní paměti žáka, ve které se informace uloženy. V procesu řešení problému funguje mozek studenta zpracovává se informace. Výsledek uloženy na památku školáka. Přenos Výsledek – nové informace – se dostaví pomocí ruky studenta zapsáním do sešitu. Výsledek řešení problému uloženy v žákovském sešitě.

Takto (obr. 9) můžeme rozlišit procesy ukládání informací (v lidské paměti, na papír, disk, audio nebo video pásku atd.), přenos informací (pomocí smyslů, řeči a lidského motorického systému) a zpracování informací (v lidských mozkových buňkách).

Informační procesy jsou vzájemně propojené. Například zpracování a přenos informací není možný bez jejich uložení, a aby se zpracované informace uchovaly, musí být přeneseny. Podívejme se na každý informační proces podrobněji.

Rýže. 9. Vzájemný vztah informačních procesů

Datové úložiště je informačního procesu, během kterého informace zůstávají nezměněny v čase a prostoru.

Informace nelze ukládat bez fyzických médií.

Informační nosič -fyzické prostředí, které přímo uchovává informace.

Nosič informací, popř nosič informací, Možná:

■ hmotný předmět (kámen, lepenka, papír, magnetické a optické disky);

■ látka v různém skupenství (kapalina, plyn, pevná látka);

■ vlna různého charakteru (akustická, elektromagnetická, gravitační).

Na příkladu školáka byly uvažovány takové nosiče informací jako učebnicový papír a sešity (hmotný předmět), lidská biologická paměť (hmota). Když student obdržel vizuální informaci, nosičem informace bylo světlo (vlna) odražená od papíru.

Existují dva typy informačních médií: vnitřní A externí. Interní média (například lidská biologická paměť) mají rychlost a efektivitu reprodukce udržování uložených informací. Externí média (například papír, magnetické a optické disky) jsou spolehlivější a mohou ukládat velké množství informací. Používají se k dlouhodobému uchovávání informací.

Informace na externích médiích musí být uloženy tak, aby byly dohledatelné a pokud možno dostatečně rychle. K tomu jsou informace uspořádány abecedně, čas přijetí a další parametry. Externí média shromážděná společně a určená k dlouhodobému ukládání uspořádaných informací jsou úložiště informací. Mezi informační úložiště patří různé knihovny a archivy, včetně elektronických. Určuje množství informací, které lze umístit na informační nosič informační kapacita dopravce. Stejně jako množství informací ve zprávě se informační kapacita média měří v bitech.

Zpracování dat je informační proces, během kterého se informace mění v obsahu nebo formě.

Informace zpracovává interpret podle určitých pravidel. Účinkujícím může být člověk, skupina* zvíře, stroj.

Zpracované informace se ukládají do vnitřní paměti interpreta. V důsledku zpracování informací interpretem jsou z původních informací získávány smysluplně nové informace nebo informace prezentované v jiné podobě (obr. 10).

Rýže. 10. Zpracování informací

Vraťme se k uvažovanému příkladu o školákovi, který vyřešil problém. Školák, který byl umělec, přijato informace o pozadí ve formě problémového stavu, zpracoval informace v souladu s určitými pravidla(například pravidla pro řešení matematických úloh) a přijaté nová informace v podobě požadovaného výsledku. Během zpracování byly informace uloženy do paměti studenta, což je vnitřní paměť osoba.

Zpracování informací může provádět:

■ matematické výpočty, logické uvažování (např. řešení problému);

■ opravy nebo doplnění informací (například oprava pravopisných chyb);

■ změny ve formě prezentace informací (například nahrazení textu grafickým obrázkem);

■ kódování informací (například překlad textu z jednoho jazyka do druhého);

■ organizování, strukturování informací (například řazení příjmení podle abecedy).

Typ zpracovávaných informací se může lišit a pravidla zpracování se mohou lišit. Automatizujte proces zpracování je možné pouze tehdy, když jsou informace prezentovány zvláštním způsobem a jsou jasně definována pravidla zpracování.

Přenos informací je informační proces, při kterém dochází k přenosu informací z jednoho informačního média na druhé.

Proces přenosu informací, jako je jejich ukládání a zpracování, je také nemožný bez paměťového média. V příkladu o školákovi se v okamžiku, kdy čte popis problému, přenáší informace z papíru (z externího informačního nosiče) do biologické paměti žáka (na vnitřní informační nosič). Navíc k procesu přenosu informace dochází pomocí světla odraženého od papíru - vlny, která je nositelem informace.

Proces přenosu informací probíhá mezi zdroj informací, která jej přenáší, a přijímač informací kdo to přijímá. Například kniha je zdrojem informací pro osobu, která ji čte, a osoba, která knihu čte, je příjemcem informací. Informace jsou přenášeny od zdroje k přijímači přes komunikační kanál(obr. 11). Komunikačním kanálem mohou být vzduchové, vodní, kovové a optické dráty.

Rýže. 11. Přenos informací

Mezi zdrojem a příjemcem informací může býtZpětná vazba. V reakci na přijatou informaci může přijímač vyslat informaci do zdroje. Pokud je zdroj zároveň příjemcem informací,a příjemce je zdrojem, pak se takový proces přenosu informace nazývá výměna informace.

Jako příklad zvažte ústní odpověď studenta učiteli během lekce. V tomto případě jste zdrojem informací vy! student a příjemce informací je učitel. Zdroj a příjemce informace má nosiče informace – biologickou paměť. V procesu odpovědi žáka učiteli dochází k následujícímu: informace se přenášejí z paměti žáka do paměti učitele Komunikačním kanálem mezi žákem a učitelem je vzduch a proces přenosu informací se provádí pomocí nosič informace - akustická vlna. Pokud učitel pouze naslouchá, ale také opravuje odpověď studenta a student bere v úvahu komentáře učitele, dochází mezi učitelem a studentem k výměně informací.

Informace jsou přenášeny komunikačním kanálem určitou rychlostí, která je měřena číslem přenášené informace za jednotku času (bit/s). Skutečná rychlost přenosu informací* nemůže být větší než maximální možná* rychlost přenosu informací daným komunikačním kanálem, která se nazývá propustnost komunikačního kanálu a závisí na jeho fyzikálních vlastnostech.

Rychlost přenosu informací- množství informací přenesených za jednotku času.

Kapacita komunikačního kanálu- maximální možná rychlost přenosu informací daným komunikačním kanálem.

Prostřednictvím komunikačního kanálu jsou informace přenášeny pomocí signálů. Signál je fyzický proces, který odpovídá události a slouží k přenosu zprávy o této události komunikačním kanálem. Příklady signálů jsou mávání vlajkami, blikání lamp, spouštění signálních světlic, telefonní hovory. Signál lze přenášet pomocí vln. Například rádiový signál je přenášen elektromagnetickou vlnou a zvukový signál- akustická vlna. Přeměna zprávy na signál, který může být přenášen komunikačním kanálem ze zdroje k příjemci informace, nastává pomocí kódování. Převod signálu na zprávu, která bude srozumitelná pro příjemce informací, se provádí pomocí dekódování (obr. 12).

Rýže. 12. Přenos signálu

Kódování a dekódování může provádět jak živá bytost (například člověk, zvíře), tak technologie. ical zařízení (například počítač, elektronický překladač).

Při přenosu informací je možné zkreslení nebo ztráta informací vlivem rušení, které je tzv hluk. Šum vzniká v důsledku špatné kvality komunikačních kanálů nebo jejich nezabezpečenosti. Existují různé způsoby ochrany proti hluku, například technická ochrana komunikačních kanálů nebo opakovaný přenos informací.

Například kvůli hluku z ulice otevřené okno, žák nesmí slyšet část zvukové informace přenášené učitelem. Aby student slyšel výklad učitele bez zkreslení, můžete okno předem zavřít nebo požádat učitele, aby zopakoval, co bylo řečeno.

Signál může být spojitý nebo diskrétní. Nepřetržitý signál plynule mění své parametry v průběhu času. Příkladem spojitého signálu jsou změny atmosférického tlaku, teploty vzduchu a výšky Slunce nad obzorem. Diskrétní signál náhle změní své parametry a nabývá konečného počtu hodnot v konečném počtu opakování. Signály prezentované jako jednotlivé znaky jsou diskrétní. Například signály Morseovy abecedy, signály používané k přenosu textových a číselných informací, jsou diskrétní signály. Protože každá jednotlivá hodnota diskrétního signálu může být spojena s určitým číslem, diskrétní signály se někdy nazývají digitální.

Signály jednoho typu lze převést na signály jiného typu. Například graf funkce (spojitý sig hotovost) lze prezentovat jako tabulku jednotlivých hodnot (diskrétní signál). A naopak, když znáte hodnoty funkce pro různé hodnoty argumentů, můžete vytvořit graf funkce bod po bodu. Znějící hudbu, která je přenášena spojitým signálem, lze znázornit ve formě diskrétního hudebního zápisu. Naopak diskrétní noty lze použít k přehrávání souvislé hudební skladby. V mnoha případech může konverze jednoho typu signálu na jiný vést ke ztrátě některých informací.

Existovat technická zařízení zařízení pracující se spojitými signály (například rtuťový teploměr, mikrofon, magnetofon) a technická zařízení pracující s diskrétními signály (například přehrávač CD, digitální fotoaparát, mobilní telefon). Počítač může pracovat se spojitými i diskrétními signály.