Способы представления данных в информационных системах (подробно)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшей частью такой науки как информатики является теория информации, что занимается изучением принципов информации как таковой, появлением ее, развитием и уничтожением. Для этой науки очень близко примыкают разные теории, в задачи которых входит изучение разных форм представления информации в ее передаче по самым различным каналам связи.

Тема, рассматриваемая в данной курсовой работе актуальна, поскольку информация – это одна из самых первых сущностей для программистов и разработчиков программ, а методы их представления играют одну из самых важных ролей при создании информационных систем.

На первый взгляд понятие данных – это очень сложное дело, с которым далеко не всем справиться. Но все это может рассматриваться как увлекательный и захватывающий процесс.

Разные учащиеся с удовольствием изучают методы расшифровки данных, создают собственные шифры, изучают и рассматривают устройства по передаче информации на большие расстояния, получившие свое последующее развитие еще в эпоху Возрождения.

Целью работы является описание принципов представления данных в информационных системах.

Исходя из цели, в работе необходимо выполнить задачи:

– рассмотреть основные понятия по теории информации;

– рассмотреть основные определения и структуру информационных систем;

– дать характеристику признакам классификации информационных систем;

– описать основные модели представления и хранения данных;

– рассмотреть основные способы представления данных в информационных системах.

Объектом исследования является теория проектирования информационных систем.

Предмет исследования – методы представления данных в информационных системах.

По мере развития современной вычислительной техники возникали также разные методики обработки данных, которые исследовались разными учеными: Динман М.И., Р. Лафоре, Харви Дейтел.

1.ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ, СВОЙСТВА ИНФОРМАЦИИ

1.1.Основные определения

Информация – сведения об объектах или явлениях окружающей среды, а также их параметрах, свойствах, состояниях, которые уменьшают уже имеющуюся степень неопределенности или неполноты знаний. [5]

В процессе обработки данных информация может менять структуру или форму. Признаком такой структуры являются элементы специальной информации, а также их взаимосвязь.

Все формы представления информации также могут быть различны. Главными из них являются следующие:

– символьная;

– жестов и мимики;

– текстовая;

– световых и звуковых сигналов;

– графическая;

– электрических или нервных импульсов;

– радиоволн;

– магнитных записей;

– запахов или вкусовых ощущений и т.п.

В нынешней повседневной практике такие основные понятия, как информация или данные, часто рассматриваются в качестве синонимов. На самом деле имеются между ними существенные различия. [5]

Данными является информация, представленная в самом удобном для их обработки виде. Все данные могут быть также представлены в виде текстов, графики, аудиовизуального ряда. [10]

Любое представление данных называется специальным языком информатики, что представляются совокупностью символов, соглашений и определенных правил, используемых для тесного общения, отображения, а также передачи информации в цифровом виде.

Информация может классифицироваться по следующим признакам (рисунок 1):

Рис. 1. Классификация информации

Все люди имеют дело со многими видами информации. Когда услышав прогноз погоды, можно также записать его в персональный компьютер, чтобы затем им воспользоваться. [8]

В персональный компьютер можно поместить и фотографию своего друга, и видеосъемку о проведенных каникулах. Но ввести в персональный компьютер вкус мороженого или же мягкость покрывала – нельзя.

Компьютером является электронная машина, которая выполняет работу с сигналами. Компьютер также может работать лишь с такой информацией, что можно превратить в некоторые сигналы. Если бы все люди умели превращать в специальные сигналы вкус и запах, то персональный компьютер мог бы работать с такой информацией. [3]

Для компьютера очень хорошо может получаться работать с числами и символами. Он может делать все, что угодно с ними. Все числа в персональный компьютер закодированы «двоичным кодом», представлены с помощью двух символов 1 или 0, которые легко представлены сигналами. [7]

Вся информация, с которой работает персональный компьютер, кодируется числами. Независимо от этого, графическая, текстовая, звуковая ли эта информация, что ее мог бы обрабатывать центральный процессор персонального компьютера она должна тем и иным образом представлена числами.

Для преобразования числовой, графической, текстовой, звуковой информации в двоичный код необходимо применить принцип кодирования

Кодирование – преобразование данных из одного типа через информацию другого типа. [14]

В персональный компьютер применяется система для двоичного кодирования, основанная на принципах представления данных последовательностью 2-х знаков: 1 или 0, которые называются еще двоичными цифрами.

Множество символов, что используются при записи текста, называют алфавитом. Количество таких символов в алфавите называют его мощностью.

Для такого представления информации на персональном компьютере в виде текстов чаще всего используется специальный алфавит мощностью в 256 символов.

Один символ с такого алфавита несет сразу 8 бит информации, поскольку 28 = 256.

Но также 8 бит составляют и один байт, следовательно, бинарный код каждого символа будет занимать только 1 байт памяти персонального компьютера. Все символы этого алфавита пронумерованы с 0 до 255, каждому номеру соответствует свой 8-разрядный двоичный код от 00000000 до 11111111. [13]

Такой код является порядковым значением символа в бинарной системе счисления.

Для самых разных типов персональных компьютеров и операционных систем используются различные таблицы для кодировки, отличающиеся порядком размещения всех символов алфавита в таблице. Международным стандартом для представления данных в персональных компьютерах является таблица ASCII.

Принцип последовательного процесса кодирования алфавита заключается также в том, что в приведенной кодовой таблице ASCII все латинские буквы (и прописные, и строчные) располагаются только в алфавитном порядке. [11]

Непосредственное расположение цифр также может быть упорядочено в направлении возрастания значений.

Стандартными в такой таблице являются лишь первые 128 символов, это символы с номерами с нуля (бинарный код 00000000) и до 127 (01111111). [7]

Входят сюда буквы латинского алфавита, знаки препинания, цифры, скобки и некоторые иные символы. Остальные 128 символов, начиная с 128 (код 10000000) и кончая значением 255 (11111111), используются только для кодировки букв для национальных алфавитов, символов из псевдографики и разных научных символов.

Сейчас есть несколько различных таблиц для кодировки русских букв (СР-1251, СР-866, КОИ-8, Mac, ISO), причем все тексты, созданные также в одной из кодировок, могут неправильно отображаться также в другой. Решается такая проблема с использованием специальных программ перевода текстов из одной кодировки сразу в другую.

В операционной системе Windows пришлось передвинуть также русские буквы в таблицах на место псевдографики, получили кодировку Win-1251.

В течение многого времени термины «байт» и «символ» стали почти синонимами. Но, в конце концов, было ясно, что сразу 256 различных символов – не очень много. [5]

Математикам надо использовать в формулах также специальные математические знаки, а переводчикам необходимо создавать иногда тексты, где могут встречаться символы из самых различных алфавитов, экономистам надобны символы валют (£, $, ¥).

Для решения такой проблемы была разработана универсальная система для кодирования текстовой информации под названием Unicode. В данной кодировке для каждого символа будет отводиться не один, а сразу два байта, то есть шестнадцать бит.

Графический формат – способ записи графических данных. Графические форматы файлов также предназначены для хранения разных изображений, таких как рисунки и фотографии. [6]

Под кодированием понимают процесс присвоения условных кодов признакам объектов. Процесс кодирования используется для представления данных в персональном компьютере при хранении, обработке и передаче информации. Вопросам кодирования, связанным с хранением и передачей данных (представление в персональном компьютере, шифрование, сжатие и помехозащищённость), посвящены соответствующие главы теории информации. [2]

Код строится на основании алфавита, что может состоять из букв, цифр и иных символов. Наибольшее распространение для обработки информации с использованием ЭВМ получили специальные цифровые коды. Код может характеризоваться длиной, структурой или степенью информативности.

Длина – это количество позиций в коде.

Структура – порядок расположения символов в кодах, используемых в обозначении классификационного признака.

Степени информативности – отношение числа закодированных признаков к длине кода.

К системам для кодирования также предъявляются и следующие требования: [4]

– отображение необходимой информации об объектах;

– идентификация каждого из объектов кодируемого множества;

– достаточная их гибкость и резерв для кодовых обозначений при самой минимальной длине;

– ориентация на обработку информации в автоматическом режиме и возможность обнаружения ошибок.

Все системы кодирования информации распределяют на два основных вида (рисунок 2):

– регистрационные системы кодирования, что не требуют предварительной классификации;

– классификационные системы кодирования, что ориентированы на выполнение предварительной классификации для объектов. [14]

Рис.2. Классификация систем кодирования

Особо надо выделить комбинированные системы для кодирования, представляющие собой совокупность нескольких различных систем для кодирования. Они используются также для кодирования больших объектов, которые можно сгруппировать по нескольким из подчинённых или независимых признаков. Комбинированные системы дают возможность получать более информативный код. [2]

1.2.Количественные и качественные характеристики информации. Свойства информации

Рассмотрим количественные характеристики информации (рисунок 3).

Рис.3. Количественная характеристика информации

Синтаксическая мера информации – мера количества информации, что оперирует с обезличенными данными, не выражающей смыслового отношения непосредственно к объекту. [11]

На таком синтаксическом уровне учитываются также тип носителя и метод представления информации, скорость ее передачи и обработки, а также размеры кодов информации.

Объём данных понимается в техническом понимании этого слова как некий информационный объём сообщения или же, как объём памяти, что необходимо для хранения таких сообщения без каких либо изменений.

Информационный объём для сообщения измеряется битами и равен количеству бинарных цифр («0» и «1»), которыми закодировано сообщение.

Семантическая мера информации – для измерения смыслового объема информации, т.е. количества ее на семантическом уровне, самого большого признание получила так называемая тезаурусная мера, что связывает семантические свойства со способностью пользователя как-то принимать поступившее сообщение. [5]

Для такого процесса используется понятие тезаурус.

Тезаурус – совокупность сведений, какими располагает пользователь и система.

Прагматическая мера информации определяет полезность информации (или ценность) для достижения конкретным пользователем поставленной цепи.

Мера также величина относительная, обусловленная разными особенностями использования такой информации в той и иной системе. [3]

Рассмотрим качественные характеристики информации (рисунок 4):

Рис.4. Качественные характеристики информации

Возможность и эффективность применения информации обусловливаются основными ее потребительскими и индивидуальными показателями качества (рисунок 4). [2]

Репрезентативность информации связана с правильностью отбора ее и формирования с целью адекватного отражения некоторых свойств объекта. Здесь важнейшее значение здесь имеют: [1]

– правильность концепции, на основе которой сформулированы исходные понятия;

– обоснованность для отбора существенных признаков, связей отображаемого явления.

Содержательность информации также отражает семантическую емкость, что равна отношению количества всей семантической информации в сообщении непосредственно к объему обрабатываемых данных.

С увеличением содержательности данных растет семантическая пропускная способность для информационной системы, поскольку для получения аналогичных сведений требуется преобразовать еще меньший объем данных. [6]

Достаточность  информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный в принятии правильного решения состав (совокупность показателей). [10]

Понятия полноты информации связано также с ее смысловым и непосредственным содержанием (семантикой), прагматикой. Как неполная, недостаточная для принятия какого-то правильного решения, так избыточная информация снижает значительно эффективность принимаемых решений пользователем.

Доступность информации к восприятию пользователя обеспечивается точным выполнением соответствующих процедур для ее получения, преобразования. К примеру, в информационной системе данные преобразовываются к доступной или удобной для восприятия пользователем форме.

Все это достигается и путем согласования, в частности, ее семантической формы, непосредственно с тезаурусом пользователя.

Свойство актуальности информации определяется уровнем сохранения ценности информации при управлении в момент ее применения и зависит от уровня динамики изменения ее основных характеристик, а также от интервала времени, что прошло с момента возникновения этой информации.

Своевременность информации значит ее поступление от заранее назначенного момента, согласованного со временем для решения поставленной задачи. [1]

Точность информации определяется уровнем близости получаемой информации непосредственно к реальному состоянию процесса, объекта, явления и т.д. [2]

Достоверность информации может определяться ее свойством отражать существующие реально объекты с нужной точностью. Измеряется достоверность доверительной вероятностью и необходимой точностью, т. е. вероятностью того, что информацией отображаемое значение параметра отклоняется от истинного значения для параметра в пределах нужной точности.

Устойчивость информации также отражает ее способность отреагировать на изменения всех исходных данных без какого-то нарушения необходимой точности. [5]

Устойчивость информации, аналогично репрезентативности, обусловлена выбранной методикой по отбору и формированию.

2.ОСНОВЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

2.1.Понятие информационной системы

Под системой понимается любой объект, который рассматривается одновременно и как единое целое, а также как объединение для достижения поставленных целей множество разнородных элементов. [2]

Все системы значительно отличаются как по составу между собой, так и по основным целям.

Понятие «система» часто применяется к определенному набору технических средств, программ или аппаратной части компьютера. Системой может считаться множество программ для выполнения решения конкретных задач, дополненных прикладными процедурами ведения документации, управления расчетами. [5]

Понятие информационная система отражает цель для ее создания и работоспособности. Информационные системы обеспечивают хранение, обработку, поиск, сбор, выдачу информации, что необходимо в процессе принятия решений для задач из любой сферы. Они помогают анализировать имеющиеся проблемы и создавать новейшие продукты.

Информационная система – это взаимосвязанная совокупность средств, персонала и методов, используемых для хранения, выдачи и обработки информации в интересах поставленной цели.

Современное использование информационной системы предполагает применение в качестве основного средства для переработки информации персонального компьютера. [3]

В крупных организациях вместе с персональным компьютером в ее состав технической базы для информационной системы может использоваться суперЭВМ. Кроме этого, техническое воплощение информационных систем ничего само по себе не будет значить, когда не учтена роль обычного человека, для которого и предназначена производимая информация, без которого невозможно получение ее и представление.

Автоматизированная информационная система – это человеко-машинная информационная система, обеспечивающая автоматизированную обработку, поиск и подготовку информации в рамках разных интегрированных сетевых, компьютерных или коммуникационных технологий с целью оптимизации экономической или другой деятельности в разных сферах управления. [1]

На этой базе создаются различные автоматические, автоматизированные системы управления для использования технологических процессах. Типичным примером таких рассматриваемых систем может служить, к примеру, в отрасли связи – автоматическая станция для коммутации. [4]

В этой системе непосредственно управление осуществляется при помощи технических устройств типа процессора или других более традиционных приборов.

Человек-оператор в данном случае не входит в контур по управлению, замыкающий связи объектов и органов управления, а только следит за ходом всего технологического процесса, а также по мере необходимости (к примеру, в случае сбоя) будет вмешиваться. [5]

Иначе обстоит дело с так называемой автоматизированной системой управления некоторым производственным процессом.

В такой автоматизированной системе для управления производственными процессами объект и орган для управления представляет собой одну человеко-машинную систему, где человек обязательно входит в непосредственный контур управления.

Автоматизированная система – человеко-машинная система, что предназначена для сбора, обработки информации, что необходима для управления любым производственным процессом, то есть процесс управления коллективами людей. [9]

Другими словами, успех функционирования систем во многом будет зависеть от свойств и разных особенностей жизнедеятельности обычного человеческого фактора.

Без пользователя автоматизированная система производством не может самостоятельно работать, поскольку человек формирует задачи, а также разрабатывает все виды его обеспечивающих подсистем, выбирает наиболее рациональный из выданных персональным компьютером вариантов решений. [14]

Разумеется, человек, что важно, в конечном итоге юридически отвечает за все результаты реализации принятых решений. Как видно, роль человека огромная и не заменима.

Человек может выполнить организацию программы для подготовительных мероприятий перед непосредственным созданием автоматизированной системы, следовательно, помимо всего прочего требуется специальное организационное, правовое обеспечение для этого. [13]

2.2.Состав информационных систем

Практически все разновидности информационных систем вне зависимости от сферы их применения включают в себя одну и ту же совокупность компонентов (рисунок 5): [11]

Рис.5. Компоненты информационных систем

То есть, это:

– функциональные компоненты;

– компоненты для системы обработки информации;

– организационные компоненты.

Функциональными компонентами является система функций управления, или же полный набор (то есть, комплекс) взаимосвязанных во времени или пространстве работ по менеджменту, необходимых для удовлетворения поставленных перед организацией целей. [12]

Любая сложная функция управления делится на ряд мелких задач и доводится до непосредственного их исполнителя.

Именно от того факта, как именно будет выполнено задание отдельным работником и зависит успех выполнения всех конечных задач компании в целом.

Стоит отметить, что, таким образом, вся совокупность управленческих воздействий может иметь своим конечным результатом выполнение общих задач, которые стоят перед предприятием. [14]

Приведенные положения сильно подчеркивают не только так называемый индивидуальный, а и групповой характер функций менеджмента, а деловой (или практический) результат может образоваться не эпизодически, а в постоянном направлении.

Весь процесс по управлению предприятием сводится или к линейному (административному) управлению предприятием или же его структурным подразделением, либо к функциональному (к примеру, материально-техническое обеспечение, бухгалтерский учет и прочее). [16]

Поэтому итоговая декомпозиция информационных систем по функциональному признаку заключается в выделении ее отдельных составных частей, которые называют функциональными подсистемами (ФС) (функциональные модули или бизнес-приложения), которые выполняют систему функций управления.

Каждому функциональному признаку обусловлено назначение некоторой подсистемы, то есть то, для какой именно сферы деятельности она предназначается и каковы ее основные цели, задачи или функции она выполняет.

Все функциональные подсистемы существенно могут зависеть от предметной области (или сферы применения) таких информационных систем. [3]

Выбор итогового состава функциональных задач разных функциональных подсистем управления обычно осуществляется с учетом основных уровней (фаз) управления, а именно:

– планирование;

– контроля и анализа;

– учет;

– регулирования.

Выбор и непосредственное обоснование состава всех функциональных задач является одним из самих важных элементов разработки информационных систем. [3]

Выполнение анализа функциональных задач также показывает, что они реализуются по-разному в условиях при применении информационных систем.

Но одна и та же задача может решаться (реализована) различными математическими методами, алгоритмами и моделями. Иногда эту функциональную компоненту называют подсистемою математического обеспечения.

Среди других вариантов реализации является, также лучший, который обусловлен новыми возможностями вычислительной системы или же системы обработки информации в целом. [4]

В современных информационных системах автоматизации проектирования информационные системы входят в состав банков алгоритмов и моделей, из которых при непосредственной разработке информационных систем выбираются самые эффективные для конкретного объекта для управления. [4]

Самая основная функция системы для обработки данных – реализация таких операций:

– сбор, перенос и регистрация информации непосредственно на машинные носители;

– процесс передачи информации в места обработки или хранения;

– ввод информации непосредственно в ЭВМ, контроль за вводом и компоновкой информации в памяти персонального компьютера;

– создание и ведение информационной базы;

– обработки разной информации на ЭВМ (корректировка, выборка, накопление, сортировка, арифметические и логические обработки) для реализации функциональных задач системы (или конкретной подсистемы) управления объектом;

– вывод данных в виде табуляграмм, сигналов для прямого управления многими технологическими процессами, видеограмм, информации для связи с иными системами; [6]

– организация, управление (или администрирование) вычислительным процессом (к примеру, планирование, учет, анализ вычислений в локальных или же глобальных вычислительных сетях контроля).

Система для обработки данных (СОД) предназначена для непосредственного информационного обслуживания специалистов самых различных органов управления предприятия, что принимают управленческие решения.

Выделение многих типовых операций по обработки данных позволило создавать специализированные программное комплексы для их непосредственной реализации: [2]

– разнообразные периферийные устройства;

– стандартные наборы программ;

– оргтехника, в том числе многие пакеты прикладных программ.

Конфигурация аппаратных комплексов также образует топологию вычислительного процесса.

3. СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

3.1. Модели представления и хранения данных

Первые программисты для хранения и представления данных стали использовать иерархические модели. Такая модель представляет собой множество связанных элементов, которые образуют иерархическую структуру. [14]

К главным понятиям иерархии относят уровень, узел, связь.

Узел – это совокупность атрибутов, описывающих объект.

Каждый узел может быть связан с одним узлом высшего уровня и с многими узлами нижнего уровня.

Отметим, что исключением является узел наивысшего уровня, который не связывается с узлами более высокого уровня. [12]

Рис.6. Структура иерархической модели

Количество деревьев определяется количеством корней во всех деревьях. К каждой записи базы существует единственный путь из корневой записи. [10]

В основе сетевой модели данных лежат такие же понятия, как и в основе рассмотренной выше иерархической модели – связь, узел и уровень. Однако существенным различием есть то, что в древоподобных структурах запись-потомок имеет в точности только одного предка, а в сетевой структуре потомок имеет любое число предков. [13]

Такой сетевой подход к размещению данных является некоторым расширением иерархической модели.

В такой модели данных каждый объект может одновременно быть главным и подчиненным, а также может участвовать в образовании любого числа связей с другими элементами.

Сетевая база состоит из набора связей и записей между ними, иными словами из набора экземпляров некоторого типа из заданного набора типов записи и набора экземпляров для каждого типа из необходимого набора типов связи. [11]

Рис.7.Структура сетевой модели

Сетевые модели в начале своего существования создавались для низко ресурсных ЭВМ. [7]

Они были достаточно сложными структурами, состоящими из «наборов» – двухуровневых деревьев. Эти наборы соединяются с помощью связок, образуя цепочки и так далее.

При разработке сетевой модели было выдумано множество хитростей, позволяющих увеличивать производительность СУБД, и существенно усложнивших последние. [1]

Программист должен знать много терминов, изучать несколько внутренних языков БД, детально представлять ее логическую структуру для осуществления навигации по различным экземплярам, наборам, записям и тому подобное.

Организация доступа к информации на основе инвертированных файлов практически используется во всех современных СУБД, но в данных системах пользователи не могут иметь непосредственного доступа к спискам (индексам).

База данных, организованная при помощи инвертированных списков, очень похожа на реляционную базу данных, но есть отличие – хранимые таблицы, а также пути доступа видны пользователям.

Такие индексы автоматически поддерживаются СУБД, и явно видны всем пользователям. [14]

Общие правила для определения целостности сетевых БД отсутствуют. В нескольких системах поддерживаются ограничения по уникальности значений полей, все возлагается также на функционирование прикладной программы.

Но такие СУБД обладают некоторыми ограничениями на количество файлов по хранению данных, количество связей для них, длину записей и количество полей в базе данных.

Сегодня наиболее распространена у разработчиков программного обеспечения реляционная модель данных. [2]

В ее базе лежит идея, что любой набор информации можно представить с помощью двумерной таблицы.

Самая простая реляционная БД состоит из единственной таблицы, где будут храниться необходимые данные. [15]

Связь – поименованная ассоциация двух сущностей, значимая для описываемой предметной области.

Стоит отметить, что связь является также ассоциацией между сущностями, у которой каждый экземпляр первой сущности, которую называют родительской, ассоциирован с произвольным количеством экземпляров другой сущности, которую называют сущностью-потомком, а любой экземпляр сущности-потомка ассоциируется в точности только с одним экземпляром, который находится в экземпляре сущности-родителя.

То есть, экземпляр сущности-потомка существует только при существовании родителя. [9]

3.2. Способы представления данных в информационных системах

Если рассматривать информацию в широком смысле исходя из подхода к ней как отображению разнообразия мира, то можно выделить три вида информации: непроявленную, проявленную, творящую.

Непроявленная информация – информация в «потенциале», в закодированном виде, как бы «до востребования», смысл которой скрыт от человеческого сознания. [6]

Она не может быть воспринята непосредственно сознанием человека или его органами чувств (мнимая информация). Непроявленной информацией считается, например, мысленный образ будущей картины художника или инженерного проекта, информация, хранящаяся на магнитных и оптических дисках компьютера. [3]

В компьютере – это совокупность данных и программ на носителе информации.

Проявленная информация может восприниматься сознанием человека и через его органы чувств.

Проявленная информация присуща всем формам материального существования: высказывание человека, картина художника, книга, изображение на мониторе, звук в наушниках и т.д. [12]

Проявленная в вещественном мире информация может быть отраженной (без изменений) или отображенной  – с изменением структуры и смысла в результате информационных преобразований и взаимодействий.

Посредством компьютерных устройств объект восприятия (адресат) преобразует (получает) отображенную информацию в виде печатной, видео, аудио, и другой информации.

Творящая информация рассматривается как сознание, характерна только для живых систем и включает способность стимулировать развитие (творение) систем. [8]

В информатике информация – связанные между собой сведения об объектах и явлениях окружающего мира.

В процессе своей деятельности человек постоянно сталкивается и работает с той или иной информацией. Такую информацию можно рассматривать с точки зрения способа ее представления, места возникновения, стадии обработки и т.д.

По способу представления можно выделить следующие виды информации: [4]

– текстовую (совокупность алфавитных, цифровых и специальных символов, с помощью которых информация отображается на бумажном носителе или экране монитора);

– графическую – графики, диаграммы, схемы и рисунки;

– звуковую – звуковые сигналы и радиоволны, применяемые в радиовещании, телефонии;

– видеоинформацию – световые сигналы, воспринимаемые зрением;

– мультимедиа информацию – текстовая, графическая, звуковая и видеоинформация, представляемая с помощью компьютерных средств.

По месту возникновения в организации выделяют:

– входную;

– выходную;

– внутреннюю;

– внешнюю информацию.

По стадиям обработки информация может быть первичной, вторичной и результатной.

Человек воспринимает и передает информацию в образной и знаковой форме.

Образное восприятие информации происходит в основном через органы чувств путем контакта с природой и объектами внешнего мира. [14]

Элементами коммуникации (общения) людей являются знаки. Знак – материально, чувственно воспринимаемый предмет, явление или действие, служащие для обозначения другого предмета, свойства или отношения; для переработки и передачи информации.

Любой знак обладает двумя качествами: «обозначением» (формой представления) и «значением» – смыслом. Значение может быть предметным, смысловым или экспрессивным.

Различают языковые и неязыковые знаки. Обмен информацией с помощью знаков возможен, если обозначение знака ассоциируется у человека или устройства со значением. Совокупность знаков, для которых между источником и приемником информации существует соглашение о смысловом значении, называется знаковой системой. Последовательность знаков представляет информацию на материальном носителе – бумаге, магнитном и оптическом диске, магнитной ленте.[10]

Знак может выглядеть как символ (буква, цифра, знак препинания, математический знак, специальный дорожный знак) или как графическое изображение (крест для христиан, полумесяц для мусульман, геральдический знак и двуглавый орел на гербе), а также их сочетание.

Для обработки информации компьютерными устройствами необходим точный перечень знаков. [5]

Информация проходит ряд преобразователей (кодирующие и декодирующие устройства) и обрабатывающую вычислительную машину. На стадиях преобразования и движения смысловые свойства знаков отступают на второй план, поэтому понятие «информация» заменяется общим понятием «данные».

Одни и те же знаки в зависимости от контекста несут разную информацию и расцениваются по-разному. [1]

В формулах цифры используются как числа: запись 20:15 в математике воспринимается как «20 делить на 15», а в расписании поездов – как время отправления. В номерах квартир, телефонов, автомашин цифры воспринимаются как обозначения, их никто не станет перемножать или возводить в куб.

К числам календарных дат (01.09.2013) применяют вычитание и сложение, но не умножение и деление.

Совокупность графических образов (символов, знаков, рисунков, движущихся изображений), звуков, сигналов, воспринимаемых органами осязания и обоняния, можно назвать языком общения в природе. [16]

Языки разговорный, деловой, литературный, устный и письменный называются естественными, их построение отражает исторические и культурные традиции общества, психологические и образовательные особенности личности.

Сообщения могут содержать информацию о фактах (лат. factum – сделанное, деяние, действие, поступок), а также могут содержать интерпретацию фактов (лат. interpretatio – истолкование, перевод). [15]

Знаками, свойственными обычному языку, формируется сообщение, разновидность знаков языка составляет долговременную, хранимую основу национальной культуры.

Искусственный язык использует формальные знаковые системы (математические и логические выражения, символы, ноты, дорожные знаки, знаки отличия, знаки морского флота), которые выполняют важную задачу замещения многословных и не всегда однозначных повествовательных высказываний естественного языка более строгими и компактными символическими построениями.

Естественный и искусственный языки передают информацию знаками посредством сообщения.

Работать с информацией в электронных устройствах можно в одной из двух форм: аналоговой или цифровой. [12]

Аналоговая форма кодирует информацию непрерывными сигналами, которые меняются пропорционально тому, что они представляют. Микрофоны и обычные видеокамеры представляют голос и видео аналоговыми сигналами. Телефонная сеть передает голос по кабелю в виде аналоговых сигналов: переменный ток (его называют «синусоидальный несущий сигнал») непрерывно изменяется по частоте и амплитуде пропорционально (аналогично) звуковым колебаниям голоса говорящего.

Аналоговые сигналы как изменение несущего сигнала при передаче информации применяются в телефонной связи, радио- и телевещании. Вычислительные машины, использующие аналоговую форму обработки данных, называются аналоговыми.

Простым аналоговым вычислителем является электрический счетчик потребляемой электроэнергии в зависимости от напряжения и силы тока. Однако на передачу аналоговых данных очень сильно влияют помехи, поэтому трудно управлять большим числом данных. [6]

Цифровая обработка информации использует фиксированный, строго определенный набор знаков.

Цифровые отображения текста, изображений, звука, видео хранятся в памяти компьютера, а также передаются с помощью сигналов между устройствами компьютера, от компьютера к компьютеру (по локальной сети или через глобальную сеть Интернет), от устройства к компьютеру (от модема, со сканера, цифровой фото- и видеокамеры), от компьютера к устройству (принтеру, модему, монитору).

Формы представления информации различны: компьютерные программы и документы в цифровых кодах, символах, массивах чисел, записанные на различных носителях данных. [3]

Данные даются не в непрерывно меняющихся значениях, а в дискретных, которые можно описать цифрами, например 0 и 1. Вычислительные машины, использующие цифровую форму представления данных, называются цифровыми. В основе работы цифровой ЭВМ лежит двоичная система счисления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотрение данной темы многими учеными дало возможность возникнуть вычислительной технике, поскольку первоначально она возникла как средство для автоматизации вычислений.

Самым первым видом обрабатываемой информации стала текстовая. Сначала разные тексты просто поясняли некоторые труднообозримые столбики цифр, а затем машины все более последовательным образом стали преобразовывать имеющуюся текстовую информацию.

Оформление разных текстов достаточно быстро вызывало у людей стремление как-то дополнить их графиками или рисунками. Делались попытки решить эти проблемы частично в рамках специального символьного подхода, вводились также специальные символы для выполнения рисования таблиц и схем.

Но практические потребности разных людей в графике сделали ее появление среди основных видов компьютерной информации практически неизбежной.

Числа, а также тексты и графика образовывали некоторый относительно набор, которого было также достаточно для решаемых многих на компьютере задач.

Постоянный рост быстродействия персональных компьютеров создал широкие технические возможности по обработке звуковой информации, а также и для быстро сменяющихся графических изображений.

Все это далее обусловило и развитие методов представления и кодирования самых различных видов информации по обработке ее на компьютере.

В процессе написания курсовой работы были реализованы следующие задачи:

– рассмотрены основные понятия по теории информации;

– рассмотрены основные определения и структура информационных систем;

– даны характеристики признакам классификации информационных систем;

– описаны основные модели представления и хранения данных;

– рассмотрены основные способы представления данных в информационных системах.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Бессалов, Анатолий Основы теории информации и кодирования / Анатолий Бессалов. - М.: PalmariumAcademicPublishing, 2014. - 280 c.

2. Бриллюэн, Л. Наука и теория информации / Л. Бриллюэн. - М.: ЁЁ Медиа, 2013. - 516 c.

3. Гоппа, В.Д. Введение в алгебраическую теорию информации / В.Д. Гоппа. - М.: [не указано], 2017. - 279 c.

4. Грешилов, А. А. Некорректные задачи цифровой обработки информации и сигналов / А.А. Грешилов. - М.: Университетская книга, Логос, 2017. - 360 c.

5. Дивеев, В. Неизвестное об известном в релятивизме и теории информации / В. Дивеев. - Москва: Машиностроение, 2015. - 185 c.

6. Кельберт, М. Я. Вероятность и статистика в примерах и задачах. Том 3. Теория информации и кодирования / М.Я. Кельберт, Ю.М. Сухов. - М.: МЦНМО, 2014. - 568 c.

7. Колесник, В. Д. Курс теории информации / В.Д. Колесник, Г.Ш. Полтырев. - М.: Главная редакция физико-математической литературы издательства "Наука", 2016. - 416 c.

8. Колмогоров, А. Н. А. Н. Колмогоров. Избранные труды. В 6 томах. Том 3. Теория информации и теория алгоритмов / А.Н. Колмогоров. - М.: Наука, 2017. - 264 c.

9. Кузьмин, И. В. Основы теории информации и кодирования / И.В. Кузьмин, В.А. Кедрус. - М.: Вища школа, 2015. - 240 c.

11. Липкин, И. А. Основы статистической радиотехники, теории информации и кодирования / И.А. Липкин. - М.: Советское радио, 2015. - 240 c.

12. Мазур, М. Качественная теория информации / М. Мазур. - М.: Мир, 2015. - 240 c.

13. Маскаева, А. М. Основы теории информации. Учебное пособие: моногр. / А.М. Маскаева. - М.: Форум, Инфра-М, 2014. - 130 c.

14. Панин, В. В. Основы теории информации / В.В. Панин. - М.: «Лаборатория знаний», 2017. - 910 c.

15. Петров, В.М. Искусствознание и теория информации / В.М. Петров. - Москва: Мир, 2016. - 163 c.

16. Потапов, В. Н. Введение в теорию информации. Учебное пособие / В.Н. Потапов. - М.: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2014. - 152 c.