Операции, производимые с данными ( Определение понятия данные )

Содержание:

Введение

Данные представляют собой зарегистрированные сигналы. Физический метод регистрации данных может быть разным. В соответствии с способом регистрации данные могут хранится и транспортироваться на носителях различных видов.

Носители можно характеризовать с помощью таких параметров, как разрешающая способность (количеством данных на единицу измерения носителя) и динамический диапазон (отношением амплитуд максимального и минимального регистрируемых сигналов). Полнота, доступность и достоверность информации зависят от свойств носителя. Обработка и преобразование данных различных форматов являются важнейшими задачами информатики и её прикладных ветвей.

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций. В данной работе мы рассмотрим основные из них.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения и библиографического списка.

Глава 1. Определение понятия данные

Пред тем как дать определение понятию данные, необходимо рассмотреть термин информация. Информация применяется практически во всех областях деятельности человека, любые связи и координация работ возможны только благодаря ей. «Информация – это неубывающий ресурс жизнеобеспечения. Деятельность отдельных людей, групп, коллективов и организаций сейчас все в большей степени начинает зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Прежде чем предпринять какие-то действия, необходимо провести большую работу по сбору и переработке информации, ее осмыслению и анализу.» [7, с.9] Термин информация «происходит от латинского informatio —разъяснение, изложение. До середины ХХ-го сто­летия информация трактовалась как сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим (знаками, техничес­кими средствами) способом. После 50-х годов на фоне бурного развития средств связи и телекоммуникаций, возникновения и внедрения в различные сферы жизни электронно-вычислитель­ной техники появились новые, расширенные трактовки поня­тия информация.» [1, с.7]

В энтропийной трактовке, информация – это уменьшение степени неопределенности знания о каком-либо объек­те, системе, процессе или явлении; в общенаучной трактовке – изменение объема и структуры знания воспринимающей сис­темы; в нормативно-правовой – это сведения о лицах, предметах, фактах, событиях и процессах независимо от способа их представления.

«Процесс осмысливания понятия информации и ее роли в жизни и деятельности человека продолжается. Понятие информации вместе с другими научными понятиями позволяет более глубоко познать законы развития материального мира.» [2, с.10]

Наиболее часто встречающиеся значение термина информация – это сведения, сообщения о событии, деятельности и т.д. Упрощённо под информацией понимают разные данные и сведения об окружающем мире. Понятие информация означает также сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления. При этом под формами понимаются собственно различные входные и выходные формы, отчёты, запросы и таблицы.

Представим, что имеется некоторая система, информация о которой интересна наблюдателю, и наблюдатель может воспринимать состояния системы и в определенной форме их запоминать. В этом случае считают, что в памяти наблюдателя находятся данные, описывающие состояние системы.

«Итак, данные можно определить как информацию, фиксированную в определенной форме, пригодной для последующей обработки, хранения и передачи.» [2, с.10]

Более сложное определение понятия данные можно вывести из факта, что все физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения, сопровождающегося обменом энергией и переходом ее из одного состояния в другое. Все виды этого обмена сопровождаются появлением сигналов, несущих в себе сведения о некотором реальном объекте, явлении или процессе. Сигналы воздействуют на другие объекты, вызывая изменения их свойств. Такие изменения можно наблюдать, а если необходимо, то и измерять. Когда сигнал закончит воздействие на объект, его новые свойства можно сохранить, или вернуться к начальному состоянию, т.е. не фиксировать. «Явление зафиксированного изменения свойств физического объекта (объекта-регистратора) под воздействием сигнала, несущего сведения об информационном объекте, называется регистрацией сигнала. Зарегистрированные сигналы называются данными.» [3, с.26]

Приведем еще несколько примеров определения данные.

«Данными называются факты, сведения, представленные в формализованном виде (закодированные), занесенные на те или иные носители и допускающие обработку с помощью технических средств.» [4, с.8]

«Термин «данные» означает также представление любой информации в памяти компьютера. Согласно советскому энциклопедическому словарю, «данные» являются исходным, первичным понятием по отношению к остальным элементам информации. «Данные» – факты или идеи, выраженные в формализованном виде, обеспечивающие возможность их хранения, обработки и передачи.» [6, с.10]

«Сообщения об объектах, событиях, процессах, используемые человеком в повседневной жизни и трудовой деятельности, представляются в зависимости от источника их генерации. Если сообщения отражают какие-либо факты, то их при­нято называть данными.» [8, с.28]

Вывод:

Перед тем как раскрыть основную тему работы «Операции, производимые с данными», мы дали определение самому термину данные. Данные несут информацию о каком-либо событии, но не являются самой информацией, потому что одни и те же данные могут восприниматься по-разному. Например, текст, написанный на языке, даст различную информацию человеку, знающему этот язык, и человеку, не знающему его.

Глава 2. Возможные операции с данными

«В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций. По мере развития научно-технического прогресса и общего усложнения связей в человеческом обществе трудозатраты на обработку данных неуклонно возрастают. Прежде всего это связано с постоянным усложнением условий управления производством и обществом. Второй фактор, также вызывающий общее увеличение объемов обрабатываемых данных, тоже связан с научно-техническим прогрессом, а именно с быстрыми темпами появления и внедрения новых носителей данных, средств их хранения и доставки.» [5, с.18]

2.1. Сбор данных

Сбор данных – это операция по накоплению достаточной информации для принятия решений. «Формирование информационного ресурса (получение исходной информации) начинается с процесса сбора информации, которая должна в информационном плане отразить предметную область, т.е. объект управления или исследования (его характеристики, параметры, состояние и т.п.).» [11, с.66]

«Для того чтобы данные могли быть обработаны компьютером, над ними должен быть выполнен ряд операций по их вводу: вначале они рассматриваются как результат наблюдений или измерений, затем фиксируются на материальном носителе (бумажные документы, сигналы и т.д.), и, наконец данные переносятся в компьютер вручную либо передаются по каналам связи, где структурируются и находятся в виде баз данных или другом виде, позволяющем их формальную обработку (таблицы, векторы, матрицы, списки и пр.).» [8, с.28]

Существует несколько видов носителей информации. Носитель – это материал, на который можно записывать данные. Носители подразделяются на те которые может прочитать человек (человекочитаемые) и машиночитаемые.

Машиночитаемым называется носитель, который пригоден для непосредственной записи и считывания данных ЭВМ. «Термин обычно применяется к устройствам внешней памяти ЭВМ, например магнитным и оптическим дискам, дискетам и т.п. Однако он может использоваться и по отношению к определенной части твердых носителей, если они допускают использование специальных считывающих устройств, например сканеров.» [9, с.23]

Человекочитаемый (твердый) носитель – это носитель, пригодный или используемый для записи данных, непосредственно считываемых человеком, например – бумага. Кроме бумаги существует еще один тип человекочитаемого носителя – это микроформа. «Микроформа – общее наименование носителей, на которых тексты или графические изображения представлены в уменьшенном фотографическим способом виде. Микроформы широко используются в библиотеках для хранения в человекочитаемом виде (чтение их производится с использованием специальных читальных аппаратов) больших объемов копий документов и данных. Создание микроформ производится при помощи специальной (микрофильмирующей) фотоаппаратуры, а также компьютерной записи.» [9, с.24]

Существует несколько видов типов собираемых и передаваемых в ЭВМ данных:

• аналоговые данные, принимающие произвольные значения из заданного диапазона, и представляемые в виде непрерывно изменяющихся физических величин;

• дискретные (цифровые) данные, представленные в дискретном коде в определенной, например, двоичной системе счисления;

• аналого-цифровые данные – аналоговые данные, преобразуемые для обработки в цифровой код;

• двоичные данные, представленные в двоичном коде;

• десятичные данные, представленные в десятичном коде;

• алфавитно-цифровые (текстовые) данные, значения которых составлены из любых знаков алфавита;

• числовые (арифметические) данные, над которыми можно выполнять арифметические операции.

Далее рассмотрим комплекс операций, обеспечивающий считывание и передачу данных от внешнего их носителя в основную память ЭВМ.

В зависимости от способа выполнения этих операций различают:

• автоматический ввод – метод ввода, в соответствии с которым считывание данных с внешнего носителя и запись их в память ЭВМ осуществляется под управлением специальной программы, которая также настраивает и запускает остальную часть системы;

• ручной ввод – наименее автоматизированный метод ввода данных с использованием операций клавиатурного или бесклавиатурного ввода (например, при помощи устройств типа планшет);

• клавиатурный ввод – ввод (данных) с клавиатуры (разновидность ручного ввода);

• оптический ввод, сканирование – ввод с использованием оптических средств считывания данных (например сканеров) и поддерживающих их работу программных средств распознавания символов (образов);

• речевой/голосовой ввод – ввод данных в ЭВМ с голоса человека с использованием программно-технических средств, обеспечивающих перевод аудиоинформации в текстовую форму и запись ее в память ЭВМ.

В итоге можно сказать, что сбор данных и информации – это процесс идентификации и получения данных от различных источников, группирования полученных данных и представления их в форме, необходимой для ввода в ЭВМ.

2.2. Формализация данных

Формализация данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности. «В автоматизированных информационных системах вид формализации задается технологическими инструкциями и другими средствами, например, так называемыми рабочими листами.» [9, с.72]

Также формализацию данных можно описать как «процесс описания объекта исследования в виде, исключающем по возможности неоднозначное толкование данного объекта.» [10, с.209]

Еще одно определение формализации данных – это их отражение в определенной форме. Можно еще сказать так: формализация – это сведение содержания к форме. Формулы, описывающие физические процессы, – это формализация этих процессов.

«Например, оглавление книги – это формализация ее содержательных частей, а сам текст можно рассматривать как формализацию посредством языковых конструкций мыслей, идей, размышлений автора.

Возможность формализации опирается на фундаментальное положение, которое называют основным тезисом формализации: существует принципиальная возможность разделения объекта и его обозначения.

Суть объекта не меняется от того, как мы его назовем. Это значит, что мы можем назвать его так, чтобы это имя наилучшим образом соответствовало (с нашей точки зрения) данному объекту. Отрицание основного тезиса формализации означает, что имя объекта выражает его суть. В этом случае каждому объекту должно быть поставлено в соответствие только одно имя.» [12, с.279]

Можно также сказать, что формализация – это сведение содержания к форме, то есть приведение данных в форматы, с которыми "умеет" работать ЭВМ. Но можно говорить и о другой стороне формализации применительно к ЭВМ. Программа на определенном языке программирования есть формализованное представление процесса обработки данных. Компьютерная программа – это модель деятельности человека по обработке информации, сведенная к последовательности элементарных операций, которые умеет выполнять процессор ЭВМ. Поэтому программирование на ЭВМ есть формализация процесса обработки информации.

Для того чтобы обеспечить эффективный поиск, обработку на ЭВМ и передачу по каналам связи информации, ее крайне важно представить в цифровом виде. С этой целью ее нужно сначала упорядочить, а затем формализовать.

2.3. Фильтрация данных

Фильтрация данных – отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должны возрастать.

«Понятие информационный шум может быть также распространено на данные, «не удобные» для «использования, передачи, хранения и/или обработки», поскольку и в этом случае они приводят к бесполезным, а возможно и вредным затратам материальных, временных и других ресурсов.» [9, с.17]

В система управления базами данных «фильтр представляет собой набор условий, применяемых для отбора подмножества записей. Результатом фильтрации является «показ» (отображение) в открытой таблице или фор­ме только отфильтрованных записей с временным «скрытием» всех остальных записей. При этом остальные записи физичес­ки никуда не перемещаются, не удаляются и вновь отобража­ются в открытой таблице после «снятия» фильтра.» [1, с.142]

В табличном процессоре MS Excel фильтрация – это способ поиска подмножества данных в списке. Сущность этого способа заключается в том, что для данных одного или нескольких столбцов задаются условия отбора, после чего в отфильтрованном списке отображаются только те строки, которые содержат данные, отвечающие этим условиям. Остальные записи скрываются и не участвуют в работе до отмены фильтра.

2.4. Сортировка данных

Сортировка данных – упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации.

«Сортировка - процесс перегруппировки заданного множества объектов в некотором определенном порядке. Цель сортировки – облегчить последующий поиск элементов в таком отсортированном множестве. Это почти универсальная, фундаментальная деятельность» (Н. Вирт).

Существует несколько методов сортировки, различающихся скоростью и занимаемой при этом памятью.» [10, с.185]

Для выполнения сортировки записей в система управления базами данных задаются:

• одно или несколько названий полей, по содержимому которых нужно выполнить сортировку (порядок перечисления полей в запросе на сортировку важен и не обязательно соответствует порядку следования этих полей слева направо в структуре записи БД);

• для каждого такого поля — условие сортировки (для чисел — по возрастанию или по убыванию, для текста — по алфавиту или в порядке, обратном алфавитному).

Процесс сортировки заключается в том, что записи БД сначала переставляются в таблице по порядку, соответствующему условию сортировки по первому заданному полю. Затем в пределах групп записей с одинаковым значением в первом поле выполняется перестановка этих записей по порядку, соответствующему условию сортировки по второму заданному полю. Далее аналогично в пределах подгрупп записей с одинаковым значением во втором поле (а также в первом!) выполняется перестановка записей по порядку, соответствующему условию сортировки по третьему заданному полю и т.д.

В табличном процессоре MS Excel с помощью сортировки данные можно расположить по возрастанию или по убыванию содержимого ячеек; также можно организовать сортировку по цвету ячеек, цвету шрифта и некоторым другим параметрам. Сортировка позволяет группировать в одном столбце или одной строке данные с одинаковыми значениями, в группах с одинаковыми значениями осуществлять последующую сортировку другого столбца или строки. Результатом сортировки является удобная для восприятия форма представления данных, что позволяет быстрее находить необходимую информацию и, в конечном счёте, принимать более эффективные решения. В отличие от баз данных электронные таблицы позволяют сортировать данные в отдельном столбце. Сортировка по одному столбцу диапазона может привести к нежелательным результатам. Критерии сортировки сохраняются вместе с книгой, предоставляя возможность повторного применения сортировки каждый раз при открытии книги в таблице Excel, но не к диапазону ячеек. Если необходимо сохранить параметры сортировки для периодического повторного применения при открытии книги, рекомендуется использовать таблицу. Это особенно важно при сортировке по нескольким столбцам или сортировке, составление которой занимает много времени.

2.5. Архивация данных

Архивация данных — организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом.

«Архив - организованная совокупность массивов данных или программ, длительно хранимых на внешних машиночитаемых носителях (например на гибких магнитных дисках, магнитных лентах и/или CD-ROM) с целью обеспечения возможности их дальнейшего использования.

Целями создания архивов являются:

1) создание страховочных копий информационных и программных продуктов на случай их утраты или порчи в ходе эксплуатации вычислительных средств;

2) освобождение внешней памяти ЭВМ (например накопителя на жестком магнитном диске) от программ и данных, потребность в оперативном использовании которых частично, полностью или временно отпала.» [9, с.34]

«Архивация - процесс сохранения временно ненужных данных либо создания резервных копий данных. При архивации файлы обычно записывают в более плотном виде для экономии памяти. Часто архивацией называют сам процесс упаковки, или сжатия, данных.» [10, с.17]

Архивный файл представляет собой набор из нескольких файлов (одного файла), помещенных в сжатом виде в единый файл, из которого их можно при необходимости извлечь в первоначальном виде. Архивный файл содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы содержатся в архиве.

В оглавлении архива для каждого содержащегося в нем файла хранится следующая информация:

• имя файла;
• размер файла на диске и в архиве;
• сведения о местонахождения файла на диске;
• дата и время последней модификации файла;
• код циклического контроля для файла, используемый для проверки целостности архива;
• степень сжатия.

Любой из архивов имеет свою шкалу степени сжатия. Чаще всего можно встретить следующую градацию методов сжатия:

1. Без сжатия (соответствует обычному копированию файлов в архив без сжатия).
2. Скоростной.
3. Быстрый (характеризуется самым быстрым, но наименее плотным сжатием).
4. Обычный.
5. Хороший.
6. Максимальный (максимально возможное сжатие является одновременно и самым медленным методом сжатия).

Архиваторы – это программы (комплекс программ) выполняющие сжатие и восстановление сжатых файлов в первоначальном виде. Процесс сжатия файлов называется архивированием. Процесс восстановления сжатых файлов – разархивированием. Другие названия архиваторов: утилиты - упаковщики, программы - упаковщики, служебные программы, позволяющие помещать копии файлов в сжатом виде в архивный файл.

2.6. Защита данных

Защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных.

«Защита данных - совокупность мер, обеспечивающих защиту прав собственности владельцев информационной продукции, в первую очередь — программ, баз и банков данных от несанкционированного доступа, использования, разрушения или нанесения ущерба в какой-либо иной форме.

Защита данных обеспечивается законодательными актами на международном и государственном уровнях. В России такими законодательными актами являются закон «Об информации, информатизации и защите информации» (базовый), закон «О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных», «О государственной и военной тайне» (с изменениями от 06.07.1997 г.), выпушенные соответственно в 1995, 1992 и 1993 гг. В 1981 г. Совет Европы одобрил Конвенцию по защите данных. В Великобритании аналогичный закон был принят в 1984 г. Указанные законы устанавливают нормы, регулирующие отношения в области формирования и потребления информационных ресурсов, создания и применения информационных систем, информационных технологий и средств их обеспечения, защиты информации и защиты нрав граждан в условиях информатизации общества,

С развитием Web-технологии и коммерции в Интернете проблемы защиты конфиденциальной информации многократно возросли. Исследования показали, что, когда дело касается Web и коммерции в Интернете, потребителей в первую очередь интересует вопрос соблюдения конфиденциальности данных о личности потребителя.

Существуют следующие принципы защиты информации (ЗИ):

• ЗИ должна быть комплексной и включать правовые, административные и программно-аппаратные средства;

• ЗИ должна строиться адаптивно с учетом постоянно изменяющихся условий;

• абсолютно падежной ЗИ не существует, поэтому она должна строиться исходя из характера потенциальной угрозы и ценности защищаемой информации, что определяет в комплексе характер выделяемых на нее сил и средств.

В зависимости от характера ЗИ различают:

• защиту от несанкционированного доступа ресурсов автономно работающего ПК (реализуется преимущественно программными и программно-аппаратными средствами);

• защиту серверов и отдельных пользователей сети Интернет от хакеров (для этого используются межсетевые экраны — брандмауэры);

• защиту секретной, конфиденциальной и личной информации от чтения и использования посторонними лицами (применяются программные, в том числе криптографические и аппаратные средства);

• ЗИ от утечки по побочным каналам, например, радио, электромагнитного излучения, цепям питания и т.п. (применяются разнородные средства — экранирование рабочих помещений, генераторы шума, специальные составы оборудования и комплектующих средств, имеющие минимальный уровень излучения и т. п.);

• защиту программного обеспечения от копирования (использование электронных ключей);

• ЗИ от шпионских устройств, устанавливаемых непосредственно в комплектующие изделия ПК (выполняется специальными средствами компетентных органов);

• ЗИ от атак средствами и методами социальной инженерии.

Система защиты данных — комплекс программных, технических, криптографических и организационных средств, обеспечивающих защиту данных от несанкционированного доступа к ним, их использования, а также преднамеренного или случайного разрушения и искажения. [9, с.106-108]

«Защита данных - способы, методы и средства для обеспечения сохранности данных, предотвращения несанкционированного (умышленного или случайного) доступа к системе и данным.

Существует защита от случайных сбоев, от действий, недопустимых в системе («от дурака»), от вирусов.

Многие данные передаются по открытым каналам связи, поэтому для защиты сообщений используются специальные шифры, разработку которых осуществляет специальная наука - криптография.» [10, с.63]

Залогом успешной борьбы с несанкционированным доступом к информации и перехватом данных служит четкое представление о каналах утечки информации.

Интегральные схемы, на которых основана работа компьютеров, создают высокочастотные изменения уровня напряжения и токов. Колебания распространяются по проводам и могут не только трансформироваться в доступную для понимания форму, но и перехватываться специальными устройствами. В компьютер или монитор могут устанавливаться устройства для перехвата информации, которая выводится на монитор или вводится с клавиатуры. Перехват возможен и при передаче информации по внешним каналам связи, например, по телефонной линии.

Группа технических средств защиты информации совмещает аппаратные и программные средства. Основные:

• резервное копирование и удаленное хранение наиболее важных массивов данных в компьютерной системе – на регулярной основе;
• дублирование и резервирование всех подсистем сетей, которые имеют значение для сохранности данных;
• создание возможности перераспределять ресурсы сети в случаях нарушения работоспособности отдельных элементов;
• обеспечение возможности использовать резервные системы электропитания;
• обеспечение безопасности от пожара или повреждения оборудования водой;
• установка программного обеспечения, которое обеспечивает защиту баз данных и другой информации от несанкционированного доступа.

В комплекс технических мер входят и меры по обеспечению физической недоступности объектов компьютерных сетей, например, такие практические способы, как оборудование помещения камерами и сигнализацией.

Чтобы исключить неправомерный доступ к информации применяют такие способы, как идентификация и аутентификация.

Идентификация – это механизм присвоения собственного уникального имени или образа пользователю, который взаимодействует с информацией.

  Аутентификация – это система способов проверки совпадения пользователя с тем образом, которому разрешен допуск.

Эти средства направлены на то, чтобы предоставить или, наоборот, запретить допуск к данным. Подлинность, как правила, определяется тремя способами: программой, аппаратом, человеком. При этом объектом аутентификации может быть не только человек, но и техническое средство (компьютер, монитор, носители) или данные. Простейший способ защиты – пароль.

2.7. Транспортировка данных

«Транспортировка данных — прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя — клиент.» [5, с.18]

Прежде чем послать данные в вычислительную сеть, посылающий узел данных разбивает их на небольшие блоки, называемые пакетами данных. На узле–получателе пакеты накапливаются и выстраиваются в должном порядке для восстановления исходного вида.

В составе любого пакета должна присутствовать следующая информация:

• данные или информация, предназначенная для передачи по сети;
• адрес, указывающий место назначения пакета. Каждый узел сети имеет адрес. Кроме того, адрес имеет и приложение. Адрес приложения необходим для того, чтобы идентифицировать, какому именно приложению принадлежит пакет;
• управляющие коды – это информация, которая описывает размер и тип пакета. Управляющие коды включают в себя также коды проверки ошибок и другую информацию.

Существует три принципиально различные схемы коммутации в вычислительных сетях:

• коммутация каналов;
• коммутация пакетов;
• коммутация сообщений.

При коммутации каналов устанавливается соединение между передающей и принимающей стороной в виде непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Затем сообщение передается по образованному каналу.

Коммутация сообщений – процесс пересылки данных, включающий прием, хранение, выбор исходного направления и дальнейшую передачу блоков сообщений (без разбивки на пакеты). При коммутации сообщений блоки сообщений передаются последовательно от одного промежуточного узла к другому с временной буферизацией их на дисках каждого узла, пока не достигнут адресата. При этом новая передача может начаться только после того, как весь блок будет принят. Ошибка при передаче повлечет новую повторную передачу всего блока.

Передача пакетов осуществляется аналогично передаче сообщений, но так как размер пакета значительно меньше блока сообщения, то достигается быстрая его обработка промежуточным коммуникационным оборудованием. Поэтому канал передачи данных занят только во время передачи пакета и по ее завершению освобождается для передачи других пакетов. Шлюзы и маршрутизаторы, принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге станции назначения. Данный вид передачи данных является стандартом для сети Интернет.

В настоящее время телекоммуникационные сети строятся на цифровой основе, поэтому методы передачи данных, применяемые в вычислительных сетях, могут быть использованы для разработки стандартов передачи любой информации (голоса, изображения, данных).

Важной характеристикой современных технических каналов передачи информации является их пропускная способность — максимально возможная скорость передачи информации, измеряемая в битах в секунду (бит/с). Пропускная способность канала связи зависит от свойств используемых носителей (электрический ток, радиоволны, свет). Так, каналы связи, использующие оптоволоконные кабели и радиосвязь, обладают пропускной способностью, в тысячи раз превышающей пропускную способность телефонных линий.

Скорость передачи информации по тому или иному каналу зависит от пропускной способности канала, а также от длины закодированного сообщения, определяемой выбранным алгоритмом кодирования информации.

Современные технические каналы связи обладают, перед ранее известными, целым рядом достоинств:

— высокая пропускная способность, обеспечиваемая свойствами используемых носителей;

— надёжность, связанная с использованием параллельных каналов связи;

— помехозащищённость, основанная на автоматических системах проверки целостности переданной информации;

— универсальность используемого двоичного кода, позволяющего передавать любую информацию — текст, изображение, звук.

Рассмотрим несколько видов каналов передачи данных:

• Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой. Скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Самый простой вариант витой пары - телефонный кабель.
• Коаксиальный кабель по сравнению с витой парой обладает более высокой механической прочностью, помехозащищённостью. Для промышленного использования выпускается два типа коаксиальных кабелей: толстый и тонкий. Толстый кабель более прочен и передаёт сигналы нужной амплитуды на большее расстояние, чем тонкий. В то же время тонкий кабель значительно дешевле.
• Оптоволоконный кабель - идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не имеет излучения. Преимущество волоконной оптики несомненно: реализуемые в оптических каналах скорости передачи информации пока недостижимы для медных кабелей. Использование светового сигнала обеспечивает абсолютную независимость от электромагнитных помех природного происхождения и возникающих в результате функционирования самых разнообразных технических устройств на производствах, транспорте, в системах связи и в быту, а также отсутствие электромагнитного излучения от линии. Последнее гарантирует скрытность информации и принципиальную невозможность несанкционированного бесконтактного доступа. Это свойство позволяет использовать его в сетях, требующих повышенной секретности информации.
• Беспроводное сетевое оборудование предназначено для передачи по радиоканалам информации (данных, телефонии, видео и др.) между компьютерами, сетевыми и другими специализированными устройствами.
• Радиорелейные линии связи (РРЛ) предназначены для передачи сигналов в диапазонах дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн. Передача ведется через систему ретрансляторов, расположенных на расстоянии прямой видимости. Ретрансляторы осуществляют прием сигнала, усиление его, обработку и передачу на следующий ретранслятор. Общая протяженность РРЛ может достигать тысяч километров.
•  Переход от аналогового телевещания к цифровому практически предопределил появление технологии спутникового доступа в Интернет. Спутниковые линии связи работают в 9 - 11 диапазонах частот и, в перспективе, в оптических диапазонах. В этих системах сигнал с земной станции посылается на спутник, содержащий приемопередающую аппаратуру, там усиливается, обрабатывается и посылается обратно на Землю, обеспечивая связь на большие расстояния и перекрывая большие площади. Особый интерес представляет круговая орбита, расположенная в плоскости экватора Земли. При расстоянии до орбиты порядка 36000 километров и движении спутника в сторону вращения Земли, спутник будет неподвижным относительно земного наблюдателя. Такая орбита называется геостационарной и позволяет осуществлять связь при помощи неподвижных антенн. Недостатками геостационарной орбиты является ее уникальность и невозможность обеспечения связи для высокоширотных областей Земли. Геостационарная орбита является основной для приема сигналов на индивидуальные устройства. Ввиду уникальности орбиты она распределена между государствами. При движении спутника по другим орбитам он будет перемещаться относительно земного наблюдателя. Следовательно, для непрерывной связи нужно иметь следящие антенны и группировки спутников, следующих друг за другом.

2.8. Преобразование данных

«Преобразование данных — перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Преобразование данных часто связано с изменением типа носителя: например книги можно хранить в обычной бумажной форме, но можно использовать для этого и электронную форму, и микрофотопленку. Необходимость в многократном преобразовании данных возникает также при их транспортировке, особенно если она осуществляется средствами, не предназначенными для транспортировки данного вида данных.» [5, с.18]

Под преобразованием данных понимают любое преобразование информации из одного вида в другой, производимое по строгим формальным правилам. Примерами таких преобразований могут служить: замена одной буквы на другую в тексте; замена нулей на единицы, а единиц на нули в последовательности битов; сложение двух чисел, когда из информации, представляющей слагаемые, получается результат – сумма.

Конвертация данных — преобразование данных из одного формата в другой. Обычно с сохранением основного логически-структурного содержания информации. В сфере компьютерных технологий есть множество вариантов представления данных. Например, компьютерное оборудование построено на основе определенных стандартов, которые требуют, чтобы данные содержали, к примеру, проверку бита четности. Точно так же операционная система утверждена по определенным стандартам касательно обработки файлов и данных. Кроме того, каждая компьютерная программа обрабатывает данные по-своему. Каждый раз, когда любая из этих переменных изменена, данные должны быть некоторым образом преобразованы прежде чем они смогут быть пригодны для использования другим компьютером, операционной системой или программой. Даже различные версии этих элементов обычно включают различные структуры данных. Например, изменение битов из одного формата в другой, обычно в целях прикладной совместимости или способности использования новых функций, является просто преобразованием данных. Преобразования данных могут быть столь же простыми как преобразование текстового файла из одной системы кодировки символов в другую или сложными, такими как преобразование офисных форматов файлов или преобразование изображения и аудио форматов файлов.

Есть много путей, которые используются для преобразования данных в рамках компьютерной среды. Он может быть прямой, как в случае модернизации до более новой версии компьютерной программы. В альтернативном варианте конвертация может потребовать использование специальной конвертирующей программы или может включать сложный процесс прохождения промежуточных стадий или вовлечения сложных "экспортирующих" и "импортирующих" процессов перехода от одного формата к другому. В некоторых случаях программа может распознать несколько форматов файла на стадии ввода данных и затем также способна к хранению выходных данных во многих различных форматах. Такая программа может использоваться для конвертации формата файла. Если исходный формат или целевой формат не распознан, то порой используется третья программа, которая способна переконвертировать в промежуточный формат, который может быть переформатирован с помощью первой программы. Есть много возможных сценариев.

Обработка информации на ЭВМ обычно состоит в выполнении огромного количества такого рода элементарных, технических операций.

Но всегда ли нам известно, как, по каким правилам входная информация преобразовывается в выходную?

Такую систему, в которой наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а её структура и внутренние процессы неизвестны, называют «чёрным ящиком».

Обработка информации по принципу «черного ящика» - процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание. 

"Черный ящик" — это система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь информация на входе и на выходе этой системы, а строение и внутренние процессы неизвестны.

Вывод:

Список рассмотренных здесь типовых операций с данными далеко не полон. Множество людей занимается созданием, обработкой, преобразованием и транспортировкой данных, выполняя свои специфические операции, необходимые для социальных, экономических, промышленных, научных и культурных процессов, поэтому полный список всех возможных операций составить невозможно.

Заключение

В начале мы дали определение основным понятиям курсовой работы. Данными называют зафиксированные на определенном носителе сведения, в форме, пригодной для хранения, передачи и обработки. Преобразование и обработка данных позволяет получить информацию. Информацией называют результат преобразования и анализа данных. Отличие информации от данных состоит в том, что данные – это фиксированные сведения о событиях и явлениях, а информация появляется в результате обработки данных при решении конкретных задач. Например, в базах данных хранятся различные данные, а по определенному запросу система управления базой данных выдает требуемую информацию.

Далее мы рассмотрели основные операции, производимые с данными. Полный список всех возможных операций составить невозможно из-за специфичности различных задач стоящих перед пользователем данных и решаемых им конкретных задач. В работе рассмотрены такие операции как: сбор, формализация, фильтрация, сортировка, архивация, защита, транспортировка и преобразование данных. Работа с информацией может иметь огромную трудоемкость, и ее надо автоматизировать.

Список литературы

1. Гайдамакин Н. А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс: Учебное пособие. — М.: Гелиос АРВ, 2002. — 368 с., ил.
2. Григорьев Ю.А., Ревунков Г.И. Банки данных: Учеб. для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 320 с. (Сер. Информатика в техническом университете).
3. Информатика: Учебник/ Под общ. ред. А.Н. Данчула. - М.: Изд-во РАГС, 2004. - 528 с.
4. Хубаев Г.Н. Информатика: учеб. пособие / Г. Н. Хубаев [и др.]; под ред. д.э.н., проф. Г. Н. Хубаева. — Изд. 3-е, перераб. и доп. - Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ»; Феникс, 2010. — 288 с. — (Учебный курс)
5. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. —СПб.: Питер, 2005. — 640 с: ил.
6. Информационные технологии. Учебное пособие. Московский международный институт эконометрики, информатики, финансов и права, М., 2004. Ответственный редактор д.т.н., профессор Н.В. Максимов, Составители: д.т.н., профессор Н.В. Максимов, к.п.н., доцент Л.И. Алешин
7. Информатика: курс лекций / Ю.Ю. Громов, О.Г. Иванова, Н.А. Земской, А.В. Лагутин, В.М. Тютюнник, В.Н. Точка, Н.Г. Шахов. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. – Ч. I. – 364 с.
8. Информационные ресурсы и технологии в экономике: Учеб, пособие/ Под ред. проф. Б.Е. Одинцова и проф. А.Н. Романова. — М.: Вузовский учебник: ИНФРА-М, 2013. — 462 с.
9. Воройский Ф. С. Информатика. Новый систематизирован­ный толковый словарь-справочник (Введение в современные ин­формационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах). — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ФИЗМ АТЛИТ, 2003. — 760 с.
10. Фридланд А. Я. Информатика и компьютерные технологии: Основные термины: Толков, слов.: Более 1000 базовых понятий и терминов. — 3-е изд., испр. и доп. / А.Я. Фридланд, Л.С. Ханамирова, ИА Фридланд. - М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ»,2003.- 272 с.
11. Информационные системы и технологии в экономике: Учебник. - 2-е изд., доп. и перераб. / Т.П. Барановская, В.И. Лойко, М.И. Семенов, А.И. Трубилин; Под ред. В.И. Лойко. - М.: Финансы и статистика, 2005. - 416 с: ил.
12. Малинина Л.А. Лысенко В.В. Беляев М.А. Основы информатики: учебник для студентов вузов - Ростов н/Д.: Феникс, 2006. - 352с.