- •Колесников л.П. Глава 1
- •Информатика, информация, сигналы
- •Источник информации Канал связи Приемник информации
- •1.2 Способы представления дискретной информации
- •1.3 Формы представления чисел в эвм
- •1.4 Представление информации в микропроцессорах класса Pentium
- •1.5 Информационные меры
- •1.6 Кодировка текстовых данных
Источник информации Канал связи Приемник информации
Каналом связи могут служить радио, телефонные, спутниковые и другие линии связи. С помощью каналов связи компьютеры объединяются в компьютерные сети.
Кодирование языковых сообщений происходит при помощи естественного языка устным или письменным способом. Устное сообщение передает нам информацию с помощью звуковых сигналов, письменное — с помощью конечного набора специальных знаков — алфавита.
В вычислительной технике широко используется двоичное кодирование. Такая форма представления информации позволяет максимально упростить конструкцию дешифратора, которому необходимо распознавать только два состояния. Информация кодируется последовательностью, состоящей из цифр 0 и 1. Один двоичный разряд называется битом (bit — binary digit — двоичная цифра), 8 связанных битов называются байтом.
Кодированию подлежат числа, тексты, изображения, звуки.
Кодирование чисел. Числа в компьютере представляются в двоичной системе счисления. Алфавитом двоичной системы счисления является множество {0, 1}. Основа двоичной системы счисления — число 2. Общий вид числа в двоичной системе счисления:
аn аn-1 . . . а1 а0 =an pn + an-1 pn-1 + … + a1 p1 + a0 p0
Кодирование текста. Каждому символу ставится в соответствие некоторое двоичное число. Правила кодирования записаны в специальной таблице, которая называется кодовой. С ее помощью устанавливается соответствие между символами алфавита и двоичными числами. Эти числа называются кодами символов и соответствуют внутреннему представлению символов в компьютере. За основу кодирования в ПК была выбрана кодовая таблица ASCII (American Standart Code for Information Interchanger — американский стандарт кодов для обмена информацией). Существуют и другие кодовые таблицы.
Кодирование изображений. Кодирование изображений зависит от типа графического изображения.
Изображение на экране монитора представляет собой совокупность точек, которые называются пикселями.
Для кодирования одной точки черно-белого изображения достаточно одного бита. Черная точка обозначается 0, а белая — 1.
Для кодирования каждого пикселя цветного изображения нужны дополнительные биты. Например, для кодирования изображения из 16 цветов с любым пикселем нужно связать 4 бита информации (24 = 16), из 256 цветов — 8 бит информации (28 = 256). Чтобы установить соответствие между кодом и цветом, принято прилагать небольшую таблицу, в которой конкретно указано, какой индекс (код) какому реальному цвету соответствует. Эту таблицу называют индексной палитрой.
Изображением High Color называется изображение, имеющее 65 536 цветов. В этом режиме на кодирование цвета каждой точки необходимо 16 битов (2 байта). К таким изображениям индексная палитра не прилагается, в них используется стандартная (фиксированная) палитра.
Для кодирования цвета каждой точки изображения True Color используется 24 бита (3 байта). Первый байт (от 0 до 255) выражает яркость красного цвета, второй — зеленого и третий — синего. Из этих трех значений компьютер составляет промежуточные цвета, количество которых может достигать 16,7 млн. Такой метод кодирования можно считать приближенным к «абсолютному». В этом случае не нужны дополнительные таблицы-палитры, поскольку в этом режиме количество цветов приближается к количеству цветов, различимых глазом человека.
Кодирование звука. Звуковая информация представляется в виде последовательности элементарных звуков (фонем) и пауз между ними.
Специальное кодирование с целью защиты информации называется шифрованием (в наше время этой проблемой занимается наука криптология).
Структура информационной системы
Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов.
Информационная система (ИС) — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.
Современное понимание ИС предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации персонального компьютера. В крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической базы ИС может входить мэйнфрейм или суперЭВМ.
Необходимо понимать разницу между компьютерами и ИС. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для ИС. Без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями, ИС немыслима.
Структуру ИС составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами (часть системы, выделенная по какому-либо признаку.)
Общую структуру ИС можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. Таким образом, структура любой ИС может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем.
Информационное обеспечение состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия решений.
Техническое обеспечение — комплекс технических средств, обеспечивающих работу ИС, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы. Комплекс технических средств составляют: компьютеры любых моделей; устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации; устройства передачи данных и линии связи; оргтехника и устройства автоматического считывания информации; эксплуатационные материалы и др.
Математическое и программное обеспечение — совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.
Организационное обеспечение — совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.
Правовое обеспечение — совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.
Информационное обеспечение ИС является средством для решения следующих задач:
- однозначного и экономичного представления информации в системе (на основе кодирования объектов);
- организации процедур анализа и обработки информации с учетом характера связей между объектами (на основе классификации объектов);
- организации взаимодействия пользователей с системой (на основе экранных форм ввода-вывода данных);
- обеспечения эффективного использования информации в контуре управления деятельностью объекта автоматизации (на основе унифицированной системы документации).
Информационное обеспечение ИС включает два комплекса:
- внемашинное информационное обеспечение (классификаторы технико-экономической информации, документы, методические инструктивные материалы);
- внутри-машинное информационное обеспечение (макеты/экранные формы для ввода первичных данных в ЭВМ или вывода результатной информации, структуры информационной базы: входных, выходных файлов, базы данных).
Внемашинное информационное обеспечение обеспечивает эффективный поиск, обработку на ЭВМ и передачу по каналам связи технико-экономической информации, ее необходимо представить в цифровом виде. С этой целью ее нужно сначала упорядочить (классифицировать), а затем формализовать (закодировать) с использованием классификатора.
Основной компонентой внемашинного информационного обеспечения ИС является система документации, применяемая в процессе управления экономическим объектом. Под документом понимается определенная совокупность сведений, используемая при решении технико-экономических задач, расположенная на материальном носителе в соответствии с установленной формой.
Внутримашинное информационное обеспечение включает макеты (экранные формы) для ввода первичных данных в ЭВМ или вывода результатной информации, и структуры информационной базы: входных, выходных файлов, базы данных.
Электронная форма документа — это страница с пустыми полями, оставленными для заполнения пользователем. Формы могут допускать различный тип входной информации и содержать командные кнопки, переключатели, выпадающие меню или списки для выбора.
Основной частью внутримашиннного информационного обеспечения является информационная база (ИБ) — совокупность данных, организованная определенным способом и хранимая в памяти вычислительной системы в виде файлов, с помощью которых удовлетворяются информационные потребности управленческих процессов и решаемых задач.
С точки зрения программно-аппаратной реализации можно выделить ряд типовых архитектур ИС.
Традиционные архитектурные решения основаны на использовании выделенных файл-серверов или серверов баз данных. Существуют также варианты архитектур информационных систем, базирующихся на технологии Internet (Intranet-приложения). Следующая разновидность архитектуры информационной системы основывается на концепции «хранилища данных» (DataWarehouse) — интегрированной информационной среды, включающей разнородные информационные ресурсы. И, наконец, для построения глобальных распределенных информационных приложений используется архитектура интеграции информационно-вычислительных компонентов на основе объектно-ориентированного подхода.
Выводы.
«Информация» и «сообщение» — основные понятия информатики, соотношение между которыми не является взаимнооднозначным.
Сообщения могут нести как информацию, так и шум.
В общепринятом смысле информация — это сведения, данные, факты, обладающие определенными свойствами, необходимыми для принятия решений.
Сообщение — это форма представления информации.
Существуют различные способы кодирования информации, связанные не только с необходимостью ее хранения, но и со способом представления информации на носителе и способом ее передачи.
Современные средства передачи информации применяют классическую схему Шеннона.
В вычислительной технике широко применяется двоичное кодирование для всех видов информации.
Носители сообщений являются средством хранения и передачи сообщений.
Информационную систему можно определить как соединение информационных ресурсов, процессов и людей, которые собирают, преобразуют и распространяют информацию.