Информация может существовать в виде следующих сигналов:
• тексты, рисунки, чертежи, фотографии;
• световые или звуковые сигналы;
• радиоволны;
• электрические и нервные импульсы;
• магнитные записи;
• жесты и мимика;
• запахи и вкусовые ощущения;
• хромосомы, посредством которых передаются по наследству признаки и свойства организмов, и т.д.
В компьютере для внутримашинного представления данных и команд используется единица измерения количества информации — бит.
Битом называют наименьшую «порцию» памяти, необходимую для хранения одного из двух знаков: 0 и 1.
Бит — слишком мелкая единица измерения количества информации. На практике чаще применяется более крупная единица измерения — байт, равная 8 бит. Именно 8 бит требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256 = 28).
Широко используются также более крупные производные единицы информации:
1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт;
1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 22,) байт;
1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.
В последнее время в связи с увеличением объемов обрабатываемой информации входят в употребление еще более крупные производные единицы информации:
Терабайт (Гбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт;
Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Одним из основных направлений, по которому осуществляется информатизация общества, является повсеместное использование информационных систем (ИС) и информационных технологий (ИТ). Без этого невозможен переход от индустриального общества к информационному.
Введем базовое с точки зрения информатики понятие «система».
Система — любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как совокупность разнородных объектов, объединенных для достижения определенного результата.
Системы различаются между собой как по составу, так и по цели функционирования. Например, системой является образовательное учреждение, коммерческая фирма, автомобиль, компьютер и еще множество различных объектов, которые в зависимости от цели можно рассматривать и как единое самостоятельное целое, и как совокупность нескольких объектов, взаимодействующих между собой.
Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск и выдачу информации.
В широком смысле информационной системой можно назвать любую организационную структуру, задача которой состоит в работе с информацией. Примеры таких структур: библиотека, справочная служба железных дорог, пресса (редакция газеты, телецентр, радиостудия). В этом смысле информационными системами являются все подразделения управленческой структуры предприятия: бухгалтерия, отдел кадров, отдел научно-технической информации и др. Все эти службы существовали и до появления компьютеров, существуют и сейчас. Разница заключается в том, что раньше они использовали «бумажные» технологии работы с информацией, простые средства механизации обработки данных, а сейчас все шире используют компьютеры. В дальнейшем речь будет идти только о компьютерных информационных системах.
Информационная система — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, участвующих в обработке информации.
В работе ИС на равных участвуют как технические и программные средства, так и человек. Только в результате их взаимодействия возможна обработка первичной информации и получение информации нового качества.
Любая И С может действовать по правилам разомкнутой или замкнутой системы управления.
В разомкнутой ИС (рис. 1.1, а) получаемая потребителем информация используется произвольно. От потребителя в информационную систему ничего не поступает. В этом случае говорят о работе системы в автономном разомкнутом режиме, когда цель ее функционирования не определяется потребителем. Примером работы разомкнутой И С служит компьютеризированная справочная библиотечная система каталогов, которая обеспечивает любого читателя информацией по интересующей его тематике, или справочная система аэропорта (вокзала), информирующая пассажиров о вылете самолетов.
В замкнутой И С (рис. \Л,б), напротив, существует тесная связь между ее структурой и потребителем. В этом случае ИС ориентирована на конкретного потребителя и на его цели, что достигается 38 счет введения в ее структуру канала обратной связи, которому передается реакция потребителя на полученную им информацию. 11апример, идея замкнутой ИС воплощена при организации работы железнодорожной кассы. Сначала кассир обеспечивается необходимой информацией о наличии билетов. Как только очередной билет продан, кассир вводит сообщение об этом в компьютер. Соответствующая программа производит отметку о проданном билете. В замкнутой системе обратная связь от потребителя реализована в виде сведений о проданных билетах.
Многочисленные и разнообразные ИС, которые существуют сегодня, можно классифицировать по разным признакам.
По используемой технической базе различают ИС:
• простейшие, работающие на одном компьютере. Вся информация сосредоточена в памяти этой машины, и на ней же функционирует все программное обеспечение системы;
• на базе локальной сети. В такой системе информация может передаваться по сети между разными пользователями; разные части общедоступных данных могут храниться на разных компьютерах сети;
• на базе глобальных компьютерных сетей. Все известные службы Интернета можно рассматривать как таковые. Наиболее масштабной из них является World Wide Web. Имеется также множество так называемых корпоративных ИС.
По назначению, т.е. по выполняемым функциям, различают И С:
• информационно-справочные, или информационно-поисковые, — наиболее старый и традиционный вид ИС. Основная цель использования таких систем — оперативное получение ответов на запросы пользователей в диалоговом режиме. Характерным свойством информационно-поисковых систем (ИПС) является большой объем хранимых данных, их постоянная обновляемость. Обычно пользователь желает получить ответ на свой запрос быстро, поэтому качество системы во многом определяется скоростью поиска данных и выдачи ответа. При работе ИПС не используются сложные методы обработки данных. Хранилище информации, с которой работает ИПС, называется базой данных. Примером справочной системы является ИПС крупной библиотеки, позволяющая определить наличие в библиотеке нужной книги или произвести подборку литературы по заданной тематике. Поисковые серверы Интернета — это информационно-справочные системы сетевых ресурсов;
• управляющие системы, основное назначение которых — выработка управляющих решений. Управляющие системы бывают полностью автоматическими, иди автоматизированными систем; автоматического управления (САУ), работающие без участия человека. Это Системы управления техническими устройствами, производственными установками, технологическими процессами.
автоматизированные системы управления (АСУ), которые можно назвать человек машинными системами. В них у -компьютер выступает в роли помощника человека управляющего. В АСУ задача компьютера состоит в оперативном предоставлении человеку необходимой информации для принятия решения. При этом компьютер может выполнять достаточно сложную обработку данных на основании заложенных в него математических моделей. Это могут быть технологические или экономические расчеты;
• обучающие системы на базе ЭВМ, простейшим вариантом которых является обучающая программа на ПК, с которой пользователь работает в индивидуальном режиме. Существует множество таких программ практически по всем курсам профессионального обучения. В локальной сети можно организовывать обучение с элементами взаимодействия учащихся между собой, используя соревновательную форму или форму деловой игры;
• системы дистанционного обучения, работающие в глобальных сетях, — наиболее сложные и масштабные обучающие системы. Дистанционное образование называют образованием XXI в. Уже существуют дистанционные отделения во многих ведущих вузах страны, формируется международная система дистанционного образования. Такие системы открывают доступ к качественному образованию для всех людей, независимо от их места жительства, возраста, возможных физических ограничений. Высокоскоростные системы связи в сочетании с технологией мультимедиа позволяют организовывать обучение в режиме реального времени (online), проводить дистанционные лекции, семинары, конференции, принимать зачеты и экзамены;
• экспертные системы — системы, основанные на моделях знаний из определенных предметных областей. Экспертные системы относятся к разделу информатики, который называется «Искусственный интеллект». Экспертная система заключает в себе знания высококвалифицированного специалиста в определенной предметной области и используется для консультаций, помощи в принятии сложных решений, решения плохо формализуемых задач. Примерами задач, которые решаются с помощью экспертных систем, являются установление диагноза болезни, определение причин неисправности сложной техники (например, космического корабля), выдача рекомендаций по ликвидации неисправности, определение вероятных последствий принятого управляющего решения и т.д.
Рассмотрим, как могут быть реализованы функции информационной системы.
Информация является одним из самых ценных ресурсов общества наряду с такими природными богатствами, как нефть, газ, полезные ископаемые и др. Следовательно, процесс переработки информации по аналогии с процессом переработки материальных ресурсов можно определить как технологию (от гр. techne — искусство, мастерство, умение).
Технология материального производства определяется совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние материала (рис. 1.2).