Obdelava informacij je sestavljena iz pridobivanja nekaterih "informacijskih objektov" iz drugih "informacijskih objektov" z izvajanjem določenih algoritmov in je ena od glavnih operacij, ki se izvajajo na informacijah, in glavno sredstvo za povečanje njihovega obsega in raznolikosti.

Na najvišji ravni ločimo numerično in nenumerično obdelavo. Te vrste obdelav vključujejo različne interpretacije vsebine pojma »podatki«. Numerična obdelava uporablja objekte, kot so spremenljivke, vektorji, matrike, večdimenzionalni nizi, konstante itd. Pri nenumerični obdelavi so lahko objekti datoteke, zapisi, polja, hierarhije, omrežja, relacije itd. Druga razlika je v tem, da pri numerični obdelavi vsebina podatkov nima št velikega pomena, medtem ko nas pri nenumerični obdelavi zanimajo neposredne informacije o objektih in ne njihova celota.

Z vidika izvedbe na podlagi sodobnih dosežkov računalniška tehnologija Razlikujemo naslednje vrste obdelave informacij:

• zaporedna obdelava, ki se uporablja v tradicionalni Von Neumannovi računalniški arhitekturi z enim procesorjem;
• vzporedno procesiranje, ki se uporablja, ko je v računalniku več procesorjev;
• cevovodna obdelava, povezana z uporabo istih virov v računalniški arhitekturi za reševanje različnih problemov, in če so te naloge enake, potem je to zaporedni cevovod, če so naloge enake - vektorski cevovod.

Običajno je, da obstoječe računalniške arhitekture z vidika obdelave informacij razvrstimo v enega od naslednjih razredov.

Arhitektura z enotni tok ukazov in podatkov (SISD). Ta razred vključuje tradicionalne Von Neumannove enoprocesorske sisteme, kjer obstaja procesor, delo s pari atribut-vrednost.

Arhitektura z enojni tokovi ukazov in podatkov (SIMD). Značilnost tega razreda je prisotnost enega (osrednjega) krmilnika, ki nadzoruje več enakih procesorjev. Odvisno od zmogljivosti krmilnika in procesnih elementov, števila procesorjev, organizacije načina iskanja in značilnosti usmerjevalnih in izravnalnih omrežij ločimo naslednje:

• matrični procesorji za reševanje vektorskih in matričnih problemov;
• asociativni procesorji, ki se uporabljajo za reševanje nenumeričnih problemov in uporabljajo pomnilnik, v katerem je mogoče neposredno dostopati do shranjenih informacij;
• procesorski sklopi za numerično in nenumerično obdelavo;
• cevovodni in vektorski procesorji.

Arhitekture več tokov ukazov, enega toka podatkov (MISD). V ta razred lahko razvrstimo cevovodne procesorje.

Arhitektura z več ukaznih tokov in več podatkovnih tokov (MIMD). Ta razred lahko vključuje naslednje konfiguracije: večprocesorski sistemi, večprocesni sistemi, računalniški sistemi, sestavljeni iz številnih strojev, računalniška omrežja.

Glavni postopki obdelave podatkov so predstavljeni na sl. 4.5.

Ustvarjanje podatkov kot proces obdelave vključuje njihov nastanek kot rezultat izvajanja nekega algoritma in nadaljnjo uporabo za transformacije na višji ravni.

Spreminjanje podatkov je povezano z odražanjem sprememb v realnem predmetnem področju, ki se izvaja z vključitvijo novih podatkov in odstranjevanjem nepotrebnih.

riž. 4.5 Osnovni postopki obdelave podatkov

Nadzor, varnost in integriteta so namenjeni ustreznemu odražanju realnega stanja predmetnega področja v informacijski model ter zagotoviti zaščito informacij pred nepooblaščenim dostopom (varnost) ter pred okvarami in poškodbami strojne in programske opreme.

Iskanje informacij, shranjenih v pomnilniku računalnika, se izvaja kot samostojno dejanje pri odgovarjanju na različna vprašanja in kot pomožno delovanje pri obdelavi informacij.

Podpora pri odločanju je najpomembnejša aktivnost, ki se izvaja med procesiranjem informacij. Široka paleta sprejetih odločitev vodi do potrebe po uporabi različnih matematičnih modelov.

Ustvarjanje dokumentov, povzetkov in poročil vključuje pretvorbo informacij v oblike, ki jih lahko berejo tako ljudje kot računalniki. S tem dejanjem so povezane tudi operacije, kot so obdelava, branje, skeniranje in razvrščanje dokumentov.

Pri transformaciji se informacije prenašajo iz ene oblike reprezentacije ali obstoja v drugo, kar je odvisno od potreb, ki se pojavljajo v procesu implementacije informacijskih tehnologij.

Izvajanje vseh dejanj, ki se izvajajo v procesu obdelave informacij, poteka z uporabo različnih programskih orodij.

Najpogostejše področje uporabe tehnološke operacije obdelave informacij je odločanje.

Odvisno od stopnje zavedanja o stanju nadzorovanega procesa, popolnosti in natančnosti modelov objekta in krmilnega sistema, interakcije z okoljem, proces odločanja poteka pod različnimi pogoji:

• 1.Sprejemanje odločitev v pogojih gotovosti. V tem problemu se šteje, da so modeli objekta in krmilnega sistema dani, vpliv zunanjega okolja pa nepomemben. Zato obstaja nedvoumna povezava med izbrano strategijo uporabe virov in končnim rezultatom, kar pomeni, da je v pogojih gotovosti dovolj, da uporabimo odločitveno pravilo za oceno uporabnosti odločitvenih možnosti, pri čemer za optimalno vzamemo tisto, ki vodi do največji učinek. Če je takšnih strategij več, se vse štejejo za enakovredne. Za iskanje rešitev v pogojih gotovosti se uporabljajo metode matematičnega programiranja.
• 2. Odločanje v pogojih tveganja. Za razliko od prejšnjega primera je za odločanje v pogojih tveganja potrebno upoštevati vpliv zunanjega okolja, ki ga ni mogoče natančno predvideti, poznana pa je le verjetnostna porazdelitev teh stanj. Pod temi pogoji lahko uporaba iste strategije vodi do različnih izidov, katerih verjetnosti se štejejo za dane ali jih je mogoče določiti. Vrednotenje in izbiranje strategij poteka z uporabo odločitvenega pravila, ki upošteva verjetnost doseganja končnega rezultata.
• 3. Odločanje v pogojih negotovosti. Tako kot v prejšnji nalogi ni jasne povezave med izbiro strategije in končnim rezultatom. Poleg tega so neznane tudi vrednosti verjetnosti pojava končnih rezultatov, ki jih ni mogoče določiti ali v kontekstu nimajo smiselnega pomena. Vsakemu paru »strategija – končni rezultat« ustreza neka zunanja ocena v obliki dobička. Najpogostejša je uporaba kriterija doseganja največjega zajamčenega dobitka.
• 4. Odločanje v večkriterijskih pogojih. V katerem koli od zgornjih problemov se večkriteriji pojavijo v primeru prisotnosti več neodvisnih ciljev, ki jih ni mogoče reducirati drug na drugega. Prisotnost velikega števila rešitev otežuje oceno in izbiro optimalne strategije. Eden od možne načine Rešitev je uporaba metod modeliranja.

Reševanje problemov s pomočjo umetne inteligence je sestavljeno iz zmanjšanja iskanja možnosti pri iskanju rešitve, medtem ko programi izvajajo iste principe, kot jih človek uporablja v procesu razmišljanja.

Ekspertni sistem uporablja znanje, ki ga ima na svojem ožjem področju, da omeji iskanje na poti do rešitve problema s postopnim oženjem nabora možnosti.

Za reševanje težav v ekspertnih sistemih uporabite:

• metoda logičnega sklepanja, ki temelji na dokazni tehniki, imenovani razrešitev, in z uporabo zavrnitve zanikanja (dokaz s protislovjem);
• metoda strukturne indukcije, ki temelji na izdelavi odločitvenega drevesa za določanje objektov iz velikega števila vhodnih podatkov;
• metoda hevrističnih pravil, ki temelji na uporabi strokovnih izkušenj, ne pa na abstraktnih pravilih formalne logike;
• metoda strojne analogije, ki temelji na predstavitvi informacij o primerjanih objektih v priročni obliki, na primer v obliki podatkovnih struktur, imenovanih okvirji.

Viri "inteligence", ki se pokažejo pri reševanju problema, so lahko neuporabni ali koristni ali ekonomični, odvisno od določenih lastnosti domene, v kateri je problem postavljen. Na podlagi tega je mogoče izbrati metodo za izdelavo strokovne ocene. sistemi ali z uporabo že pripravljenega programskega izdelka.

Postopek razvoja rešitve na podlagi primarnih podatkov, katerega diagram je predstavljen na sl. 4.6, lahko razdelimo na dve stopnji: razvoj izvedljivih rešitev z matematično formalizacijo z uporabo različnih modelov in izbiro. optimalna rešitev na podlagi subjektivnih dejavnikov.

Informacijske potrebe odločevalcev so v mnogih primerih osredotočene na celovite tehnične in ekonomske kazalnike, ki jih je mogoče pridobiti kot rezultat obdelave primarnih podatkov, ki odražajo trenutne dejavnosti podjetja. Z analizo funkcionalnih odnosov med končnimi in primarnimi podatki je mogoče zgraditi tako imenovani informacijski diagram, ki odraža procese združevanja informacij. Primarni podatki so praviloma izjemno raznoliki, intenzivnost njihovega sprejema je visoka, skupni obseg v intervalu zanimanja pa velik. Po drugi strani pa je sestava integralnih kazalnikov razmeroma majhna in zahtevana

riž. 4.6.

obdobje njihovega ažuriranja je lahko bistveno krajše od obdobja spremembe primarnih podatkov – argumentov.

Za podporo odločanju so potrebne naslednje komponente:

• splošna analiza;
• napovedovanje;
• situacijsko modeliranje.

Trenutno je običajno razlikovati dve vrsti informacijski sistemi podporo pri odločanju.

Sistemi za podporo odločanju DSS (Decision Support System) izbirajo in analizirajo podatke o različne lastnosti in vključuje sredstva:

• dostop do baz podatkov;
• pridobivanje podatkov iz heterogenih virov;
• pravila modeliranja in poslovne strategije;
• poslovne grafike za predstavitev rezultatov analize;
• analiza »če sploh«;
• umetna inteligenca na ravni ekspertnih sistemov.

OLAP (OnLine Analysis Processing) sistemi za odločanje uporabljajo naslednja orodja:

• zmogljiva večprocesorska računalniška tehnologija v obliki posebnih strežnikov OLAP;
• posebne metode multivariatne analize;
• posebna podatkovna skladišča Data Warehouse.

Izvajanje procesa odločanja je sestavljeno iz gradnje informacijskih aplikacij. Naj v informacijski aplikaciji izpostavimo značilne funkcionalne komponente, ki zadoščajo za oblikovanje katere koli aplikacije, ki temelji na bazi podatkov (2).

PS (Presentation Services) - orodja reprezentanca. Zagotavljajo naprave, ki sprejmejo vnos od uporabnika in prikažejo, kar mu pove logična komponenta predstavitve PL, ter pripadajoča programska podpora. Lahko je besedilni terminal ali terminal X ali osebni računalnik oz delovna postaja v načinu emulacije programskega terminala ali X-terminala.

PL (Predstavitvena logika)– predstavitvena logika. Upravlja interakcijo med uporabnikom in računalnikom. Obdeluje uporabniška dejanja za izbiro možnosti menija, klik gumba ali izbiro elementa s seznama.

BL (poslovna ali aplikacijska logika) – uporabljeno logike. Nabor pravil za odločanje, izračune in operacije, ki jih mora izvesti aplikacija.

DL (Data Logic) – logika upravljanja podatkov. Operacije baze podatkov (izjave SQL SELECT, UPDATE in INSERT), ki jih je treba izvesti za implementacijo uporabljene logike upravljanja podatkov.

DS (Data Services) – delovanje baze podatkov. Dejanja DBMS, poklicana za izvajanje logike upravljanja podatkov, kot so manipulacija s podatki, definicije podatkov, potrditev ali povrnitev transakcij itd. DBMS običajno sestavlja aplikacije SQL.

FS (File Services) – operacije z datotekami. Operacije branja in pisanja diska za DBMS in druge komponente. Običajno so to funkcije OS.

Med orodji za razvoj informacijskih aplikacij lahko ločimo naslednje glavne skupine:

• tradicionalni programski sistemi;
• orodja za ustvarjanje aplikacij datotečnega strežnika;
• orodja za razvoj aplikacij odjemalec-strežnik;
• pisarniška avtomatizacija in orodja za upravljanje dokumentov;
• Orodja za razvoj internetnih/intranetnih aplikacij;
• orodja za avtomatizacijo načrtovanja aplikacij.

Lekcija #3

Zadeva: Računalništvo. Informacije. Vrste informacij in načini njihove obdelave.

Namen lekcije : predstavi pojme »informacije«, »informacije«, lastnosti informacij, vrste informacij in uporabo obstoječih metod njegova obdelava;

Naloge:

Izobraževalni: pomaga učencem razumeti pojem informacije, lastnosti informacij, vrste informacij in obstoječe načine njihove obdelave, poda prve osnovne pojme, potrebne za začetek dela na računalniku, poda pojme miška, kazalec, gumb, glavni meni, primarni koncept okna, naučiti se uporabljati miško in kontrole vizualnih pripomočkov, obvladati tri osnovna dejanja miške - klik, dvojni klik, prijem in raztegovanje.

Razvojni: razvoj kognitivnih interesov, spretnosti pri delu z miško in tipkovnico, samokontrole in spretnosti zapisovanja;

Izobraževalni: negovanje informacijske kulture učencev, pozornosti, natančnosti, discipline, vztrajnosti.

Didaktične osnove pouka :

Učne metode: pojasnjevalno in ilustrativno.

Vrsta lekcije: razlaga nove snovi;

Obrazci akademsko deloštudenti: individualno delo.

Oprema: tabla, računalnik, pomožni zapiski, računalniška predstavitev.

Učni načrt:

Org. trenutek (1 min.);

Posodabljanje znanja. (3 min)

Razlaga nove snovi (20 min.);

Praktično delo (12 min.);

Domača naloga (2 min.);

Vprašanja študentov (5 min.);

Povzetek lekcije (2 min.)

Med predavanji:

Koraki lekcije

Dejavnosti učitelja

Študentske dejavnosti

Org. trenutek

- pozdravljanje, preverjanje prisotnih;

Poročanje o temi lekcije, njenih ciljih in ciljih;

Kratek načrt aktivnosti.

Zapišite temo lekcije v zvezek.

Posodabljanje znanja

V zadnji lekciji smo govorili o pojavu izraza "računalništvo". Spomnimo se, od kod izvira »računalništvo«, kakšna znanost je, kaj proučuje in kaj je računalnik.

Računalništvo- To tehnične vede, ki opredeljuje področje dejavnosti, povezano s procesi shranjevanja, pretvorbe in prenosa informacij z uporabo računalnika.

Računalnik – univerzalna naprava za obdelavo informacij.

To pomeni, da se naučimo delati z informacijami z uporabo računalnika. Zato bomo danes govorili o tem, kaj so informacije.

Učiteljeva zgodba.

Učenci si zapisujejo definicije v zvezke.

Razlaga nove snovi

Z razumevanjem sveta okoli nas si vsak od nas ustvari svojo predstavo o njem. Vsak dan se naučimo nekaj novega – prejmemo informacije. Izraz "informacija" v prevodu iz latinščine pomeni "razlaga, predstavitev, niz informacij". Informacija je zelo obsežen in globok pojem, ki ga ni enostavno jasno opredeliti.

Informacije prejemate od različnih virov: ko berete, poslušate, gledate TV-oddajo ali gledate sliko, se dotaknete predmeta ali poskusite hrano.
Informacije človeku prinašajo znanje o svetu okoli njega. Dandanes je človeštvo nabralo ogromno informacij! Ocenjuje se, da se je skupna količina človeškega znanja do nedavnega podvojila vsakih 50 let. Količina informacij se zdaj vsaki dve leti podvoji. Predstavljajte si ogromno knjižnico s temi informacijami! Človekova sposobnost pravilnega zaznavanja in obdelave informacij v veliki meri določa njegovo sposobnost razumevanja sveta okoli sebe.

Svet okoli nas je poln najrazličnejših slik, zvokov, vonjav in vse te informacije v človekovo zavest posredujejo njegova čutila: vid, sluh, vonj, okus in dotik. Z njihovo pomočjo si človek ustvari svojo prvo predstavo o katerem koli predmetu, živem bitju, umetniškem delu, pojavu itd.

Ljudje zaznavajo vizualne informacije z očmi;

Slušni organi posredujejo informacije v obliki zvokov;

Vohalni organi vam omogočajo zaznavanje vonjav;

Organi za okus prenašajo informacije o okusu hrane;

Čutilo za dotik zagotavlja otipne informacije.
Vrste informacij, ki jih človek sprejema preko čutil, imenujemo organoleptične informacije. Skoraj 90 % informacij človek prejme preko organov vida, približno 9 % preko organov sluha in le 1 % preko drugih čutil.

Pri medsebojni izmenjavi informacij si morajo ljudje nenehno postavljati vprašanja: ali so razumljive, relevantne in koristne za druge ter ali so prejete informacije zanesljive? Tako se bomo bolje razumeli in v vsaki situaciji našli pravo rešitev. Nenehno analizirate lastnosti informacij, pogosto ne da bi jim dali kakršen koli pomen. V vsakdanjem življenju so od lastnosti informacij pogosto odvisni življenje in zdravje ljudi ter gospodarski razvoj družbe.

Človek, ki zaznava informacije s pomočjo čutil, si jih prizadeva zapisati tako, da postanejo razumljivi drugim, in jih predstavijo v takšni ali drugačni obliki.

Skladatelj lahko zaigra glasbeno temo na klavirju in jo nato zapiše z notami. Podobe, ki jih navdihuje ista melodija, lahko pesnik udejanji v obliki pesmi, koreograf jih lahko izrazi v plesu, umetnik pa v sliki.

Oseba izraža svoje misli v obliki stavkov, sestavljenih iz besed. Besede pa so sestavljene iz črk. To je abecedna predstavitev informacij.

Oblika predstavitve istih informacij je lahko drugačna. Odvisno od cilja, ki ste si ga zastavili.
Tako so informacije lahko predstavljene v različnih oblikah:

v podpisani pisni obliki

simbolično v obliki besedila, številk, različni liki(besedilo učbenika);

grafični (geografski zemljevid);

tabelarno (fizikalna tabela);

v obliki kretenj ali signalov (semaforji);

ustno verbalno (pogovor).

Pri posredovanju informacij je zelo pomembna oblika, v kateri so informacije predstavljene. V različnih časih so ljudje prenašali informacije v različnih oblikah z uporabo: govora, dima, smešnega boja, zvonjenja zvonov, pisem, telegrafa, radia, telefona, faksa. Ne glede na obliko podajanja in način prenosa informacije se le-ta vedno prenaša v nekem jeziku.

Osnova vsakega jezika je abeceda - skupek enolično določenih znakov (simbolov), iz katerih je sestavljeno sporočilo.
Jezike delimo na naravne (govorjene) in formalne. Abeceda naravnih jezikov je odvisna od nacionalnih tradicij. Formalni jeziki se nahajajo na posebnih področjih človeške dejavnosti (matematika, fizika, kemija itd.). Na svetu je približno 10.000 različnih jezikov, narečij in dialektov. Mnogi govorjeni jeziki izvirajo iz istega jezika. Na primer, francoski, španski, italijanski in drugi jeziki so nastali iz latinskega jezika.

Vsak narod ima svoj jezik, sestavljen iz niza znakov (črk): ruski, angleški, japonski in mnogi drugi. Ste se že seznanili z jezikom matematike, fizike in kemije. Predstavljanje informacij z uporabo jezika se pogosto imenuje kodiranje.

Koda- niz simbolov (simbolov) za predstavitev informacij.

Kodiranje- proces predstavljanja informacij v obliki kode.

Pri prečkanju ceste po semaforju naletite na kodiranje informacij. Koda določa barve semaforja - rdečo, rumeno, zeleno, na kodi je tudi osnova naravnega jezika, v katerem ljudje komuniciramo. Samo v tem primeru se imenuje abeceda. Pri govoru se ta koda prenaša z zvoki, pri pisanju - s črkami. Iste informacije so lahko predstavljene z različnimi kodami. Na primer, posnetek pogovora je mogoče posneti z uporabo ruskih črk ali posebnih stenografskih simbolov.
Z razvojem tehnologije so se pojavile različne poti informacije o kodiranju. V drugi polovici 19. stoletja je ameriški izumitelj Samuel Morse iznašel neverjetno kodo, ki človeštvu služi še danes. Informacije so kodirane v treh "črkah": dolg pisk(pomišljaj), kratek znak (pika) in brez signala (pavza) za ločevanje črk. Tako se kodiranje zmanjša na uporabo niza znakov, razporejenih v strogo določenem vrstnem redu.

Ljudje so vedno iskali poti hitra menjava sporočila. Za to so bili poslani glasniki in uporabljeni golobi pismonoše. Ljudje so imeli različne načine opozorila na bližajočo se nevarnost: bobnenje, dim iz kresov, zastave ipd. Vendar je za uporabo takšnega podajanja informacij potreben predhoden dogovor o razumevanju prejetega sporočila.
Slavni nemški znanstvenik Gottfried Wilhelm Leibniz je predlagal edinstveno in preprost sistem predstavitev števil. "Računanje z uporabo dvojk ... je temeljno za znanost in daje povod za nova odkritja ... ko se števila zmanjšajo na najpreprostejša načela, ki sta 0 in 1, se povsod pojavi čudovit red."

Danes se ta metoda predstavljanja informacij z uporabo jezika, ki vsebuje dva znaka 0 in 1, pogosto uporablja v tehničnih napravah.

Ta dva simbola 0 in 1 se običajno imenujeta bit (iz angleščine. binarna cifra– binarni znak).

bit – najmanjša merska enota informacije in jo označujemo z binarnim številom.

Za večjo enoto spremembe količine informacije se šteje 1 bajt, ki je sestavljen iz 8 bitov.
1 bajt = 8 bitov.

Inženirje je ta metoda kodiranja pritegnila s preprostostjo tehnične izvedbe – ne glede na to, ali je signal ali ne. Z uporabo teh dveh številk lahko kodirate katero koli sporočilo.

Ime

Simbol

Odnos do drugih enot

1 Kbit = 1024 bitov = 210 bitov ≈ 1000 bitov

1 Mbit = 1024 Kbit = 220 bitov ≈ 1.000.000 bitov

1 Gbit = 1024 Mbit = 230 bitov ≈ 1.000.000.000 bitov

Kilobajt

Kbajt (KB)

1 KB = 1024 bajtov = 210 bajtov ≈ 1000 bajtov

megabajt

MB (MB)

1 MB = 1024 KB = 220 bajtov ≈ 1.000.000 bajtov

Gigabajt

GB (GB)

1 GB = 1024 MB = 230 bajtov ≈ 1.000.000.000 bajtov

Učenci si v zvezke zapišejo definicije in bistvene točke.

Na tabelah so opombe o temi.

Praktični del

V tej lekciji bomo delali s programom za snemanje zvoka. Standardna aplikacija Snemanje zvoka igra vlogo digitalnega snemalnika in omogoča snemanje zvoka ter shranjevanje v datoteke v formatu *.wav. Ta program vam omogoča tudi urejanje zvočne datoteke, prekrivajo drug drugega in se tudi razmnožujejo.

Zaženite program Sound Recorder tako, da kliknete »Start→All Programs→Accessories→Entertainment→Sound Recorder.”
Učitelj razloži programski vmesnik in namen gumbov.

Nato učenci posnamejo zvok z mikrofonom. Uporabi za posnet zvok različne učinke(povečajte/zmanjšajte hitrost, povečajte/zmanjšajte glasnost, dodajte odmev, vzvratno (glejte program "Dobre šale" na STS).

Za ponovno snemanje zvoka premaknite drsnik in vklopite snemanje. Za brisanje uporabite meni »Uredi«.
Učenci, ki so seznanjeni z računalniki, poskušajo shranjevati in mešati datoteke.

Domača naloga

Učbenik: odstavek 2.3 str. 12-21

Vedeti, kaj so informacije, lastnosti informacij, merske enote količine informacij.

Pišite v dnevnike

Študentska vprašanja

Odgovori na študentska vprašanja.

Postavljajte vprašanja o novem izobraževalnem gradivu

Povzetek lekcije

Povzetek lekcije. Ocenjevanje.
Pri pouku smo izvedeli, kaj so informacije, razpravljali o lastnostih in oblikah podajanja informacij, se seznanili z binarna koda in ugotovili, v katerih enotah se merijo informacije.
Naučili se bomo tudi snemanja in urejanja zvokov s programom Sound Recording.

Obdelava informacij je sestavljena iz pridobivanja nekaterih "informacijskih objektov" iz drugih "informacijskih objektov" z izvajanjem določenih algoritmov in je ena od glavnih operacij, ki se izvajajo na informacijah, in glavno sredstvo za povečanje njihovega obsega in raznolikosti.

Na najvišji ravni ločimo numerično in nenumerično obdelavo. Te vrste obdelav vključujejo različne interpretacije vsebine pojma »podatki«. pri numerična obdelava uporabljajo se objekti, kot so spremenljivke, vektorji, matrike, večdimenzionalni nizi, konstante itd. pri nenumerična obdelava objekti so lahko datoteke, zapisi, polja, hierarhije, omrežja, relacije itd. Druga razlika je v tem, da pri numerični obdelavi vsebina podatkov ni zelo pomembna, pri nenumerični obdelavi pa nas zanimajo neposredne informacije o objektih in ne njihova celota.

Z vidika izvedbe, ki temelji na sodobnem napredku računalniške tehnologije, ločimo naslednje vrste obdelave informacij:

sekvenčna obdelava, ki se uporablja v tradicionalni von Neumannovi računalniški arhitekturi z enim procesorjem;

vzporedna obdelava, ki se uporablja, ko je v računalniku več procesorjev;

obdelava cevovoda, povezana z uporabo istih virov v računalniški arhitekturi za reševanje različnih problemov, in če so te naloge enake, potem je to zaporedni cevovod, če so naloge enake - vektorski cevovod.

Običajno je, da obstoječe računalniške arhitekture z vidika obdelave informacij razvrstimo v enega od naslednjih razredov.

Arhitekture enotnega podatkovnega toka ukazov (SISD).. Ta razred vključuje tradicionalne enoprocesorske sisteme, kjer je centralni procesor, ki deluje s pari atribut-vrednost.

Arhitekture z enim ukazom in podatki (SIMD).. Značilnost tega razreda je prisotnost enega (osrednjega) krmilnika, ki nadzoruje več enakih procesorjev. Odvisno od zmogljivosti krmilnika in procesnih elementov, števila procesorjev, organizacije načina iskanja in značilnosti usmerjevalnih in izravnalnih omrežij ločimo naslednje:

Matrični procesorji, ki se uporabljajo za reševanje vektorskih in matričnih problemov;

Asociativni procesorji, ki se uporabljajo za reševanje nenumeričnih problemov in uporabljajo pomnilnik, v katerem je mogoče neposredno dostopati do shranjenih informacij;

Skupine procesorjev za numerično in nenumerično obdelavo;

Cevovodni in vektorski procesorji.

Arhitekture z enim podatkom z več ukazi (MISD).. V ta razred lahko razvrstimo cevovodne procesorje.

Arhitekture z več navodili in več podatki (MIMD).. Ta razred lahko vključuje naslednje konfiguracije: večprocesorski sistemi, večprocesni sistemi, računalniški sistemi, sestavljeni iz številnih strojev, računalniška omrežja.

Glavni postopki obdelave podatkov so predstavljeni na sliki.

Ustvarjanje podatkov, kot operacija obdelave, zagotavlja njihovo oblikovanje kot rezultat izvajanja nekega algoritma in nadaljnjo uporabo za transformacije na višji ravni.

Spreminjanje podatkov je povezan s prikazom sprememb na realnem predmetnem področju, ki se izvaja z vključevanjem novih podatkov in odstranjevanjem nepotrebnih.

Zagotavljanje varnosti in celovitosti podatkov je namenjena ustreznemu odražanju realnega stanja predmetnega področja v informacijskem modelu in zagotavlja zaščito informacij pred nepooblaščenim dostopom (varnost) ter pred okvarami in poškodbami strojne in programske opreme.

Iskanje informacij, shranjen v pomnilniku računalnika, se izvaja kot samostojno dejanje pri odzivanju na različne zahteve in kot pomožna operacija pri obdelavi informacij.

Slika - Osnovni postopki obdelave podatkov

Podpora pri odločanju je najpomembnejše dejanje, ki se izvaja pri obdelavi informacij. Široka paleta sprejetih odločitev vodi do potrebe po uporabi različnih matematičnih modelov.

Odvisno od stopnje zavedanja o stanju nadzorovanega objekta, popolnosti in natančnosti modelov objekta in nadzornega sistema, interakcije z zunanjim okoljem, proces odločanja poteka pod različnimi pogoji:

1) odločanje v pogojih gotovosti. V tem problemu se šteje, da so modeli objekta in krmilnega sistema dani, vpliv zunanjega okolja pa nepomemben. Zato obstaja nedvoumna povezava med izbrano strategijo uporabe virov in končnim rezultatom, kar pomeni, da je v pogojih gotovosti dovolj, da uporabimo odločitveno pravilo za oceno uporabnosti odločitvenih možnosti, pri čemer za optimalno vzamemo tisto, ki vodi do največji učinek. Če je takšnih strategij več, se vse štejejo za enakovredne. Za iskanje rešitev v pogojih gotovosti se uporabljajo metode matematičnega programiranja;

2) odločanje v pogojih tveganja. Za razliko od prejšnjega primera je za odločanje v pogojih tveganja potrebno upoštevati vpliv zunanjega okolja, ki ga ni mogoče natančno predvideti, poznamo pa le verjetnostno porazdelitev njegovih stanj. Pod temi pogoji lahko uporaba iste strategije vodi do različnih izidov, katerih verjetnosti se štejejo za dane ali jih je mogoče določiti. Vrednotenje in izbiranje strategij poteka z uporabo odločitvenega pravila, ki upošteva verjetnost doseganja končnega rezultata;

3) odločanje v pogojih negotovosti. Tako kot v prejšnji nalogi ni jasne povezave med izbiro strategije in končnim rezultatom. Poleg tega so neznane tudi vrednosti verjetnosti pojava končnih rezultatov, ki jih ni mogoče določiti ali v kontekstu nimajo smiselnega pomena. Vsakemu paru »strategija – končni rezultat« ustreza neka zunanja ocena v obliki dobička. Najpogostejša je uporaba kriterija doseganja največjega zajamčenega dobitka;

4) odločanje pod večkriterijskimi pogoji. V kateri koli od zgoraj naštetih nalog se večkriteriji pojavijo v primeru prisotnosti več neodvisnih ciljev, ki jih ni mogoče reducirati drug na drugega. Prisotnost velikega števila rešitev otežuje oceno in izbiro optimalne strategije. Ena od možnih rešitev je uporaba metod modeliranja.

Izdelava dokumentov, povzetkov, poročil sestoji iz pretvorbe informacij v oblike, ki jih lahko berejo tako ljudje kot računalniki. S tem dejanjem so povezane tudi operacije, kot so obdelava, branje, skeniranje in razvrščanje dokumentov.

Pri obdelavi se informacije prenašajo iz ene oblike reprezentacije ali obstoja v drugo, kar je odvisno od potreb, ki se pojavljajo v procesu implementacije informacijskih tehnologij.

Izvajanje vseh dejanj, ki se izvajajo v procesu obdelave informacij, poteka z uporabo različnih programskih orodij.

obdelava informacij) Raziskovalci na informacijskih položajih. pristop k preučevanju ljudi. vedenje deli več ključnih predpostavk. Najpomembnejša predpostavka je, da vedenje določa notranji tok informacij. v mejah igralca. Od te informacije tok je notranji in zato opazovalcu nedostopen, se za sklepanje o tem postuliranem toku uporabljajo posebne metode in metodologija. Vse te metode pa imajo isto osnovno načelo. namen raziskave O. in., rez je preslikava notranjih informacij. kanalov. Pristop z vidika O. in. uporablja metode, ki so v marsičem podobne tistim, ki jih uporabljajo inženirji pri načrtovanju velikih sistemov. Človek. na bitje gledajo kot na kompleksen sistem, eksperimentalni psihologi pa poskušajo odkriti, kaj se dogaja v "črni skrinjici". Poskus razumevanja notranjih informacij. tok se na začetku izvede s postopkom testiranja alternativnih predstavitev, ki temeljijo na različnih kombinacijah podsistemov z različnimi lastnostmi. Ni dovolj ustvariti modela, ki ga bodo ljudje reproducirali. vedenje, čeprav je to seveda nujna zahteva za vsak model O. in. Tako je teoretik na področju O. in. mora ustvariti natančen model ne samo vedenja, temveč tudi notranje sheme (vzorce) pretoka informacij. preden je mogoče najti sprejemljivo razlago. mišljenje in vedenje. Modeli O. in. razlikujejo po številu in postavitvi podsistemov. Veliko možnih umestitev se zdi sprejemljivih, zato mora teoretik poskušati dokazati superiornost svojega modela v primerjavi z drugimi konkurenčnimi modeli. Redko je mogoče najti soglasje o tem, kateri model je boljši, in to zmede nestrokovnjake, ki želijo vedeti le nekaj o modelih informacijskih procesov. Še več dobri modeli sčasoma jih nadomestijo novejše ali celo starejše teorije, ki jih obudijo novi podatki ali nove metode. Tipični model O. in. predstavlja človekov kognitivni sistem. kot niz blokov (pravokotnikov), povezanih s puščicami različni tipi. Bloki so simbolične slike podsistemov, ki izvajajo različne funkcije in izvajajo procese, ki pošiljajo informacije. po določeni poti od blokov do blokov. Vsak blok predstavlja posplošeno vrsto transformacije informacij, ki se zgodi v glavi osebe. Ko je model izpopolnjen, se raven podrobnosti, ki jo predstavljajo bloki, poveča. Blok, ki prikazuje razmeroma podrobno raven, se pogosto imenuje stopnja O. in. ali izoliran podsistem. Natančna definicija koraki so matematično zapleteni, vendar ne bomo daleč od resnice, če govorimo o preprosta transformacija informacije Na splošno izhod stopnje ni enak njenemu vhodu. Na primer, en splošno sprejet model spomina nakazuje, da se natisnjene besede, ki jih zaznajo oči, prekodirajo v obliko, ki je povezana z zvokom teh besed, ko jih beremo na glas. Ta preobrazba poteka tudi v primerih, ko ljudje. od njih se ne zahteva, da izgovorijo te besede. Posledično se je vizualni vhodni signal pretvoril v zvočni (tj. akustični ali fonološki) izhodni signal. Tovrstna transformacija je pri strojih precej pogosta. Da bi simulirali človeško prožnost. informacije potreben procesor razne naprave. Najenostavnejša naprava se pojavi, ko je več stopenj povezanih z ravnimi črtami in izhod ene postane vhod druge. To je tako imenovana sekvenčna obdelava, ker nobena stopnja ne more izvesti lastne transformacije informacij. dokler ne prejme izhodnega signala iz prejšnje stopnje verige. Seveda se to ne bo zgodilo, dokler ta stopnja ne prejme informacij. od svojega predhodnika. Tako modeli zaporedne obdelave zahtevajo, da vsaka stopnja počaka na svojo vrsto, preden proizvede izhodni signal. Če stopnji ni treba čakati na dokončanje dela v drugih fazah, potem se ta razporeditev podsistemov imenuje vzporedna obdelava. Pri vzporedni obdelavi lahko več stopenj istočasno dostopa do istega izhodnega signala. Vezje, ki vključuje serijske in vzporedne komponente, se imenuje hibridno procesiranje. Hibridni procesorji so pogosto zmogljivejši od zaporednih ali vzporednih procesorjev, vendar ta dodatna moč prihaja za ceno večjih težav pri razumevanju in analiziranju. Ker mnogi ljudje menijo, da so zaporedni modeli lažje razumljivi, večina modelov O. in. biti dosleden. Čeprav imamo zdaj odlično klasifikacijsko shemo. strukturo modelov v tri kategorije - zaporedne, vzporedne in hibridne - sama struktura ne more določiti napovedi, ki jih ustvari model. Prav tako moramo poznati »ceno«, ki jo vsaka stopnja zahteva za izvedbo svoje transformacije informacij. To se imenuje dodeljevanje virov ali zmogljivost. Zmogljivost je hipotetični konstrukt, ki opisuje stopnjo nadzora nad delovanjem stopnje. Nekateri modeli predpostavljajo, da ima vsaka stopnja zadostno sposobnost za opravljanje svojih nalog, ne glede na to, koliko drugih stopenj je aktivnih v tistem trenutku in kako zapleteno je lahko njihovo delo. dr. modeli predvidevajo omejitev virov ali zmogljivosti, tako da morajo stopnje tekmovati za dostop do virov obdelave. Pri takih modelih stopnja ne more vedno delovati tako učinkovito, kot če bi bila edina stopnja v sistemu. Zato moramo za napovedi za določen model natančno določiti tako strukturo tega modela kot njegove pričakovane zmogljivosti. Najboljši modeli O. in. v ljudeh določite: a) število in konfiguracijo stopenj notranje obdelave; b) zahteve po sposobnostih posameznih stopenj; c) popolna razpoložljivost virov in pravila, ki nadzorujejo distribucijo virov za posamezne stopnje. Glej tudi Teorijo obdelave informacij B. Kantowitza

Informacijski procesi.

Shranjevanje, obdelava in prenos informacij

Razmerje med procesi shranjevanja, obdelave in prenosa informacij, vrste informacijskih medijev, metode obdelave informacij, vrste virov in sprejemnikov informacij, komunikacijski kanali, njihove vrste in metode zaščite pred hrupom, merska enota hitrosti prenosa informacij , zmogljivost komunikacijskega kanala

Procesi shranjevanja, obdelave in prenosa informacij so glavni informacijski procesi. V različnih kombinacijah so prisotni pri sprejemanju, iskanju, varovanju, kodiranju in drugih procesih informacij. Razmislimo o shranjevanju, obdelavi in ​​prenosu informacij na primeru dejanj, ki jih šolar izvaja z informacijami pri reševanju problema.

Opišemo študentovo informacijsko dejavnost pri reševanju problema v obliki zaporedja informacijskih procesov. Stanje težave (informacije) shranjeno v učbeniku. Zgodi se skozi oči oddaja informacije iz učbenika v učenčev lastni spomin, v katerem informacije shranjeno. V procesu reševanja problema delujejo učenčevi možgani obravnavati informacije. Rezultat shranjeno v spominu šolarja. Oddaja Rezultat - nova informacija - se pojavi s pomočjo učenčeve roke s pisanjem v zvezek. Rezultat rešitve problema shranjeno v dijaškem zvezku.

Tako (slika 9) lahko ločimo procese shranjevanja informacij (v človeški spomin, na papir, disk, avdio ali video trak itd.), prenosa informacij (z uporabo čutil, govora in motoričnega sistema človeka) in procesiranja informacij (v človeških možganskih celicah).

Informacijski procesi so med seboj povezani. Na primer, obdelava in prenos informacij sta nemogoča brez shranjevanja, in da bi shranili obdelane informacije, jih je treba prenesti. Oglejmo si vsak informacijski proces podrobneje.

riž. 9. Medsebojna povezanost informacijskih procesov

Shranjevanje podatkov je informacijski proces, med katerim informacije ostanejo nespremenjene v času in prostoru.

Informacij ni mogoče shraniti brez fizičnih medijev.

Nosilec informacij -fizično okolje, ki neposredno shranjuje informacije.

Nosilec informacij, oz nosilec informacij, lahko:

■ materialni predmet (kamen, karton, papir, magnetni in optični diski);

■ snov v različnih agregatnih stanjih (tekoče, plinasto, trdno);

■ valovanje različne narave (akustično, elektromagnetno, gravitacijsko).

Na primeru šolarja so bili obravnavani nosilci informacij, kot so učbeniški papir in zvezki (materialni predmet), človeški biološki spomin (materija). Ko je študent prejel vizualno informacijo, je bil nosilec informacije svetloba (val), ki se je odbila od papirja.

Obstajata dve vrsti informacijskih medijev: notranji in zunanji. Notranji mediji (na primer človeški biološki spomin) imajo hitrost in učinkovitost reprodukcije vzdrževanje shranjenih informacij. Zunanji mediji (na primer papir, magnetni in optični diski) so bolj zanesljivi in ​​lahko shranijo velike količine informacij. Uporabljajo se za dolgoročno shranjevanje informacij.

Informacije na zunanjih nosilcih morajo biti shranjene tako, da jih je mogoče najti in po možnosti dovolj hitro. Za to so informacije organizirane po abecedi, času prejema in drugih parametrih. Zunanji mediji, zbrani skupaj in namenjeni dolgoročnemu shranjevanju organiziranih informacij, so skladišče informacij. Repozitoriji informacij vključujejo različne knjižnice in arhive, tudi elektronske. Količina informacij, ki jih lahko namestimo na nosilec informacij, določa informacijska zmogljivost nosilec. Tako kot količina informacij v sporočilu se tudi informacijska zmogljivost medija meri v bitih.

Obdelava podatkov je informacijski proces, med katerim se informacija spremeni v vsebini ali obliki.

Podatke izvajalec obdeluje po določenih pravilih. Izvajalec je lahko oseba, skupina* žival, stroj.

Obdelane informacije se shranijo v notranji pomnilnik izvajalca. Kot rezultat obdelave informacij s strani izvajalca se iz prvotne informacije pridobijo smiselno nove informacije ali informacije, predstavljene v drugačni obliki (slika 10).

riž. 10. Obdelava informacij

Vrnimo se k obravnavanemu primeru o šolarju, ki je rešil nalogo. Šolar, ki je bil izvajalec, prejeto osnovne informacije v obliki problemskega stanja, obdelal informacije v skladu z določenimi pravila(na primer pravila za reševanje matematičnih nalog) in prejeli nove informacije v obliki želenega rezultata. Med obdelavo so se informacije shranile v učenčev spomin, kar je notranji pomnilnik oseba.

Obdelavo informacij lahko izvajajo:

■ matematični izračuni, logično sklepanje (na primer reševanje problema);

■ popravki ali dodatki informacij (na primer popravljanje črkovalnih napak);

■ spremembe v obliki podajanja informacij (na primer zamenjava besedila z grafično sliko);

■ kodiranje informacij (na primer prevajanje besedila iz enega jezika v drugega);

■ organiziranje, strukturiranje informacij (na primer razvrščanje priimkov po abecedi).

Vrsta obdelanih informacij je lahko drugačna in pravila obdelave so lahko drugačna. Avtomatizirajte proces obdelave možna le, če so informacije predstavljene na poseben način in so pravila obdelave jasno določena.

Prenos informacij je informacijski proces, med katerim se informacije prenašajo iz enega informacijskega medija v drugega.

Tudi proces prenosa informacij, kot sta njihovo shranjevanje in obdelava, ni mogoč brez nosilca podatkov. V primeru šolarja se v trenutku, ko prebere stavek problema, informacije prenesejo s papirja (z zunanjega nosilca informacij) v učenčev biološki spomin (na notranji nosilec informacij). Poleg tega se proces prenosa informacij pojavi s pomočjo svetlobe, ki se odbija od papirja - val, ki je nosilec informacij.

Proces prenosa informacij poteka med vir informacij, ki ga prenaša, ter sprejemnik informacij ki ga sprejme. Na primer, knjiga je vir informacij za osebo, ki jo bere, in oseba, ki bere knjigo, je prejemnik informacij. Informacije se prenašajo od vira do sprejemnika prek komunikacijski kanal(Slika 11). Komunikacijski kanal je lahko zrak, voda, kovina in optična žica.

riž. 11. Prenos informacij

Med virom in prejemnikom informacij lahko obstajaPovratne informacije. Kot odgovor na prejeto informacijo lahko sprejemnik posreduje informacijo viru. Če je vir hkrati tudi sprejemnik informacij,in sprejemnik je vir, potem se tak postopek prenosa informacij imenuje izmenjava informacije.

Kot primer razmislite o učenčevem ustnem odgovoru učitelju med lekcijo. V tem primeru ste vi vir informacij! učenec, prejemnik informacij pa je učitelj. Vir in sprejemnik informacij imata nosilca informacij – biološki spomin. V procesu učenčevega odziva na učitelja se zgodi sledeče: informacije se prenašajo iz učenčevega spomina v učiteljev spomin Komunikacijski kanal med učencem in učiteljem je zrak, proces prenosa informacij pa poteka s pomočjo nosilec informacij - zvočni val. Če učitelj le posluša, ampak tudi popravi učenčev odgovor, učenec pa upošteva učiteljeve pripombe, pride do izmenjave informacij med učiteljem in učencem.

Informacije se prenašajo po komunikacijskem kanalu z določeno hitrostjo, ki se meri s številom posredovane informacije na časovno enoto (bit/s). Dejanska hitrost prenosa informacij* ne more biti večja od največje možne* hitrosti prenosa informacij po določenem komunikacijskem kanalu, ki se imenuje prepustnost komunikacijskega kanala in je odvisna od njegovih fizičnih lastnosti.

Hitrost prenosa informacij- količino posredovanih informacij na časovno enoto.

Zmogljivost komunikacijskega kanala- največja možna hitrost prenosa informacij po danem komunikacijskem kanalu.

Preko komunikacijskega kanala se informacije prenašajo s pomočjo signalov. Signal je fizični proces, ki ustreza dogodku in služi za prenos sporočila o tem dogodku po komunikacijskem kanalu. Primeri signalov so mahanje z zastavami, utripanje svetilk, izstrelitev signalnih raket, telefonski klici. Signal se lahko prenaša z uporabo valov. Na primer, radijski signal se prenaša z elektromagnetnim valovanjem in zvočni signal- akustično valovanje. Pretvorba sporočila v signal, ki se lahko prenaša po komunikacijskem kanalu od vira do sprejemnika informacij, poteka s kodiranjem. Pretvarjanje signala v sporočilo, ki bo razumljivo prejemniku informacij, se izvaja z dekodiranjem (slika 12).

riž. 12. Prenos signala

Kodiranje in dekodiranje lahko izvaja tako živo bitje (na primer človek, žival) kot tehnologija. ično napravo (na primer računalnik, elektronski prevajalnik).

Med prenosom informacij je možno popačenje ali izguba informacij zaradi motenj, ki se imenujejo hrup. Hrup nastane zaradi slabe kakovosti komunikacijskih kanalov ali njihove nezaščitenosti. Obstajajo različni načini zaščite pred hrupom, na primer tehnična zaščita komunikacijskih kanalov ali ponavljajoči se prenos informacij.

Na primer zaradi uličnega hrupa odprto okno, učenec morda ne bo slišal dela zvočnih informacij, ki jih prenaša učitelj. Da bi učenec slišal učiteljevo razlago brez izkrivljanja, lahko vnaprej zaprete okno ali prosite učitelja, naj ponovi, kar je bilo povedano.

Signal je lahko zvezen ali diskreten. Neprekinjen signal gladko spreminja svoje parametre skozi čas. Primer neprekinjenega signala so spremembe atmosferskega tlaka, temperature zraka in višine sonca nad obzorjem. Diskretni signal nenadoma spremeni svoje parametre in končno število krat prevzame končno število vrednosti. Signali, predstavljeni kot posamezni znaki, so diskretni. Na primer, signali Morsejeve abecede, signali, ki se uporabljajo za prenos besedilnih in številskih informacij, so diskretni signali. Ker lahko vsako posamezno vrednost diskretnega signala povežemo z določeno številko, se diskretni signali včasih imenujejo digitalni.

Signale ene vrste je mogoče pretvoriti v signale druge vrste. Na primer, graf funkcije (zvezni sig denar) lahko predstavimo kot tabelo posameznih vrednosti (diskretni signal). In obratno, če poznate vrednosti funkcije za različne vrednosti argumentov, lahko zgradite graf funkcije točko za točko. Zvenečo glasbo, ki se prenaša z zveznim signalom, lahko predstavimo v obliki diskretnega notnega zapisa. Nasprotno pa lahko ločene note uporabite za predvajanje neprekinjenega glasbenega dela. V mnogih primerih lahko pretvorba ene vrste signala v drugo povzroči izgubo nekaterih informacij.

obstajati tehnične naprave naprave, ki delujejo z neprekinjenimi signali (npr. živosrebrni termometer, mikrofon, magnetofon), in tehnične naprave, ki delujejo z diskretnimi signali (npr. CD predvajalnik, digitalni fotoaparat, mobilni telefon). Računalnik lahko deluje tako z zveznimi kot z diskretnimi signali.