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:
сбор; обмен;
накопление; хранение; обработка; 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:
реальное представление предметной области;
формальное представление предметной области;
информационное представление предметной области.
При сборе (извлечении) информации важное место занимают различные формы и ме-тоды исследования данных:
поиск ассоциаций, связанных с привязкой к какому-либо событию;
обнаружение последовательностей событий во времени;
выявление скрытых закономерностей по наборам данных путем определения при-чинно-следственных связей между значениями определенных косвенных параметров иссле-дуемого объекта (ситуации, процесса);
оценка важности (влияния) параметров на развитие ситуации;
классифицирование (распознавание), осуществляемое путем поиска критериев, по которым можно было бы относить объект (события, ситуации, процессы) к той или иной ка-тегории;
кластеризация, основанная на группировании объектов по каким-либо признакам;
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:
последовательная обработка, применяемая в традиционной фоннеймановской архи-тектуре ЭВМ, располагающей одним процессором;
параллельная обработка, применяемая при наличии нескольких процессоров в ЭВМ;
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.