Носители информации (данных)

 

Информация всегда связана с материальным носителем. Все носители информации можно разделить на две группы носителей, использующихся для передачи информации и для ее хранения. В качестве носителей для передачи информации используются:

- воздух (его колебания обеспечивают речь),

- вода (ее колебания, например, дают возможность узнать о косяках рыб и т.п.),

- электрический ток (обеспечивает работу таких устройств для передачи информации, как телефон, телеграф, телетайп),

- радиоволны (обеспечивают работу радио и телевидения),

- рентгеновские лучи (несут информацию, например, о состоянии того или иного органа человека),

- световые лучи и т.д.

В качестве носителей для хранения информации используются:

- бумага (книги, газеты, журналы и т.п.),

- ткань (гобелены, картины, вышивки и т.п.),

- дерево, слоновая кость, камень и т.п. (сделанные из этих материалов произведения искусства позволяют получить информацию о жизни людей в предыдущие века),

- железо (на его основе выполнены магнитные материалы),

- кремний (на его основе выполнены полупроводниковые материалы, обеспечивающие временное или постоянное хранение информации),

- пластмасса (из этого материала сделаны магнитные пленки и диски).

Регистрация информации (данных) на носителе происходит путем изменения свойств носителя [6, c. 17]. На бумаге данные регистрируются путем изменения оптических характеристик ее поверхности. Изменение оптических свойств (изменение коэффициента отражения поверхности в определенном диапазоне длин волн) используется также в устройствах, осуществляющих запись лазерным лучом на пластмассовых носителях с отражающим покрытием (CD-ROM). Регистрация данных путем изменения химического состава поверхности веществ носителя широко используется в фотографии. На биохимическом уровне происходит накопление и передача данных в живой природе.

Свойства информации весьма тесно связаны со свойствами ее носителей. Многие носители можно характеризовать параметром разрешающей способности (количеством данных, записанных в принятой для носителя единицы измерения) и динамическим диапазоном (логарифмическим отношением интенсивности амплитуд максимального и минимального регистрируемого сигналов). От этих свойств носителя нередко зависят таки свойства информации, как полнота, доступность и достоверность. Так, например, можно рассчитывать на то, что в базе данных, размещаемой на компакт-диске, проще обеспечить полноту информации, чем в аналогичной по назначению базе данных, размещенной на гибком магнитном диске, поскольку в первом случае плотность записи данных на единицы длины дорожки намного выше. Для обычного потребителя доступность информации в книге заметно выше, чем той же информации на компакт-диске, поскольку не все потребители обладают необходимым оборудованием. И, наконец, известно, что визуальный эффект от просмотра слайда в проекторе намного больше, чем от просмотра аналогичной иллюстрации, напечатанной на бумаге, поскольку диапазон яркостных сигналов в проходящем свете на два-три порядка больше, чем в отраженном.

Задача преобразования данных с целью смены носителя относится к одной из важнейших задач информатики. В структуре стоимости вычислительных систем устройства для ввода и вывода данных, работающие с носителями информации, составляют до половины стоимости аппаратных средств.

 

Информационные процессы

 

Информационные процессы, т.е. процессы передачи, хранения и переработки информации, всегда играли важную роль в науке, технике и жизни общества. Люди обмениваются устными сообщениями, посланиями, передают друг другу просьбы, приказы и т.п., хранят старые письма, документы, размышляют над полученными известиями. Все это информационные процессы. При работе с информацией всегда имеется ее источник и потребитель (получатель). Пути и процессы, обеспечивающие передачу сообщений от источника информации к ее потребителю, называется информационными коммуникациями. В ходе эволюции человечества просматривается устойчивая тенденция к автоматизации этих процессов, хотя их внутреннее содержание по существу осталось неизменным. Выделяют следующие информационные процессы [11, c. 11].

Сбор информации – накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений. Сбор информации может производиться или человеком, или с помощью технических средств и систем – аппаратно. Например, человек может получить информацию о движении поездов сам, изучив расписание, или же от другого человека непосредственно, либо через какие-то документы, составленные этим человеком, или с помощью технических средств (автоматической справки, телефона и т.д.). Задача сбора информации не может быть решена в отрыве от других задач, в частности, от задачи обмена информацией (передачи).

Обмен информацией – это процесс, в ходе которого источник информации ее передает, а получатель – принимает. Если в передаваемых сообщениях обнаружены ошибки, то организуется повторная передача этой информации. В результате обмена в идеальном случае получатель будет располагать той же информацией, что и источник. Обмен информацией производится с помощью сигналов, являющихся ее материальным носителем. Источниками информации могут быть любые объекты реального мира, обладающие определенными свойствами и способностями. Если объект относится к неживой природе, то он вырабатывает сигналы, непосредственно отражающие его свойства. Если объектом-источником является человек, то вырабатываемые им сигналы могут не только непосредственно отражать его свойства, но и соответствовать тем знакам, которые человек вырабатывает с целью обмена информацией.

Принятую информацию получатель может использовать неоднократно. С этой целью он должен зафиксировать ее на материальном носителе (магнитном, бумаге, фото и т.д.). Процесс формирования исходного, несистематизированного массива информации называется накоплением информации. Среди записанных сигналов могут быть такие, которые отражают ценную или часто используемую информацию. Часть информации в данный момент времени особой ценности может не представлять, хотя, возможно, она потребуется в дальнейшем.

Хранение информации – это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки. Хранение информации процесс такой же древний, как и жизнь человеческой цивилизации. Уже в древности человек столкнулся с необходимостью хранения информации: зарубки на деревьях, чтобы не заблудиться, счет предметов с помощью камешков и т.д. Различная информация требует разного времени хранения: исторические документы – несколько столетий, проездной билет – только в течение поездки. Способ хранения информации зависит от ее носителя. Основными хранилищами информации являются для человека – память, для общества – библиотеки, архивы, музеи, патентные бюро и компьютерные хранилища – базы и банки данных, информационно-поисковые системы, электронные энциклопедии.

Исследования в 1990 г. показали [2, c. 40], что 92% всей деловой информации хранится на бумаге, лишь 1% - на магнитных дисках, 2% - на магнитных лентах и 5% - в микрофильмах. По оценкам специалистов, с 1995 г. по 2005 г. общее число используемых бумажных документов увеличится только вдвое, тогда как количество электронных документов будет удваиваться ежегодно. Соотношение бумажных и электронных документов таково: к XXI в. человечество выйдет к границе 50/50, а к 2005 г. на бумаге останется лишь треть всех документов.

Обработка информации – это упорядоченный процесс преобразования информации, производимый по строгим формальным правилам. Под обработкой данных в информатике понимают операции, связанные с хранением, поиском, сортировкой и воспроизведением данных [15, c. 173]. Обработка данных может вестись в реальном времени, т.е. по мере их поступления.

Поиск информации – это извлечение хранимой информации [2, c. 41]. Существуют ручной и автоматизированный методы поиска информации в хранилищах.

 

В любом информационном процессе можно выделить отдельные операции с данными (информацией). Основными из них считают следующие [6, c. 18].

Формализация данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, т.е. повысить их уровень доступности.

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.

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

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.

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

Транспортировка данных – прием и передача данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя – клиентом.

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 бумажной форме, в электронном виде или на микропленке. Необходимость преобразования данных часто возникает при их транспортировке. Например, при транспортировке цифровых потоков данных по каналам телефонных сетей (которые изначально были ориентированы только на передачу аналоговых сигналов в узком диапазоне частот) необходимо их преобразование в некое подобие звуковых сигналов, чем занимаются специальные устройства – телефонные модемы.

Полный список возможных операций с данными составить невозможно. Миллионы людей занимаются созданием, обработкой, преобразованием и транспортировкой информации. На каждом рабочем месте выполняются свои специфические операции, необходимые для управления социальными, экономическими, научными, промышленными и культурными процессами. Можно сделать вывод, что работа с информацией может иметь огромную трудоемкость, ее следует автоматизировать. Решить проблему автоматизации обработки информации позволили ЭВМ.