Введение в теорию информационных систем.

Введение в теорию информационных систем.

 

Информацию можно:

 

создавать	принимать	комбинировать	хранить
передавать	копировать	обрабатывать	искать
воспринимать	формализовать	делить на части	измерять
использовать	распространять	упрощать	разрушать
запоминать	преобразовывать	собирать	и т. д.

 

Эти свойства являются и процессами. Данные процессы связаны с определёнными операциями над информацией и называются информационными процессами.

Определений информационных процессов (ИП) примерно столько же, сколько и определений информации. Информационные процессы различным образом (отдельно и в совокупности) отражают основные свойства информации, к которым относят процессы: создания, обработки, передачи и распространения, хранения и сохранения информации и др.

Информационные процессы – это процессы создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и потребления информации.

Основные виды информационных процессов можно представить как внутренние и внешние. Внутренние процессы подразумевают хранение, обработку и поиск информации внутри информационной системы. Внешние обеспечивают связь информационной системы с объектами предметной области, т. е. источниками информации и внешней средой (потребителями информации).

Сбор данных и информации можно представить как процесс идентификации и получения данных от различных источников, группирования полученных данных и представления их в форме, необходимой для ввода в электронно-вычислительную машину (ЭВМ).

Для получения информации животные и человек имеются органы чувств (особые нервные клетки – рецепторы): зрение, слух, обоняние, осязание. Для повышения возможностей органов чувств человечество создало различные измерительные и усилительные приборы (например, усилители звуковых сигналов), микроскопы и т. д.

Сбор знаний означает получение информации о предметной области от специалистов (экспертов) и предоставление её в форме, необходимой для записи в базу знаний.

 

Преобразование информации является важным и наиболее часто используемым информационным процессом, представляющим целенаправленную обработку информации.

Основные виды звуковых сигналов и соответствующие им частоты аналоговых и цифровых сигналов

Частотныйдиапазон	Вид сигнала	Частота квантования
400–3500 Гц	Речь (едва разборчива)	5,5 кГц
250–5500 Гц	Речь (среднее качество)	11025 Гц
40–10000 Гц	Качество звучания УКВ-приемника	22040 Гц
20–20000 Гц	Звук высокого качества	44100 Гц

 

Минимумом для любых стереозаписей считается скорость 128 Кбит/с, при этом «Рэп» можно кодировать на скорости до 96 Кбит/с. Для большинства записей оптимальна скорость кодирования 192 Кбит/с. Её увеличение ведёт лишь к увеличению объёма файла. Для насыщенной, особенно симфонической, музыки используют постоянную степень сжатия 192÷224 Кбит/с.

Преобразование оцифрованного звукового сигнала в аналоговый осуществляется с помощью устройств дискретно-аналогового (цифро-аналогового преобразования, ЦАП).

Наиболее популярным стандартом аудиоданных с потерями является формат MP 3 (MPEG Layer3). В нём ширина потока варьируется от наибольшего, равного 320 кбит/с, до 96 кбит/с и ниже. В Интернете многие записи сжаты до 112 Кбит/с, поэтому у некоторых пользователей бывает отрицательное впечатление от фонограмм, записанных в формате МР3. Высокая степень компактности MP3 при сохранении качества звучания достигается с помощью дополнительного квантования, позволяющего минимизировать потери качества.

 

Информационный обмен

Обмен информацией – принципиальная особенность функционирования живых организмов. Он является важной составляющей жизнедеятельности человечества. Общение людей друг с другом (межличностное общение), их взаимоотношения с внешним миром, их производственная, научная и общественная деятельность тесно связаны с информационными процессами – процессами восприятия, передачи, обработки, поиска, хранения и отображения информации.

Информационные системы представляют собой системы организации информации и её обмена. В простейшем случае информационный обмен связан с передачей информации от одного абонента к другому, например, при их разговоре или при проведении лекции преподавателем и др. В этом случае средством обмена информации (коммуникации) будет речь.

Очевидно, что обмен информацией состоит из нескольких компонентов, включающих: источник передачи информации (отправитель информации), передатчик, среду распространения информации (например, канал связи), приёмник и потребителя (получатель) информации В случае обратной связи получатель информации становится её источником, и схема обмена повторяется, но в другом направлении.

Передача информации осуществляется с использованием какой-либо знаковой системы, например, вербальной, где используются звуки и речь, или невербальной, использующей различные неречевые знаковые системы. Основу невербальной системы составляет посланная отправителем без использования слов информация – любые символы.

 

Первоначально информация из поколения в поколение передавалась в виде наскальных и иных изображений, а затем – устно. Первые наскальные рисунки, изображающие животных, растения, людей, появились примерно 20–30 тыс. лет назад. К подобной информации относятся сведения о профессиональных навыках, например, о приёмах охоты, способах земледелия и др.

Затем для фиксирования информации стала использоваться письменность, сначала появилась числовая информация (например, различные расчёты), а потом буквенная в виде слов.

Появление рукописных, а за ними и печатных книг произвело революционный переворот в различных сферах жизнедеятельности людей, в большей степени в области хранения и распространения информацией. Стало возможным сохранять информацию и знания, передавая их из поколения в поколение или распространяя с помощью пересылки по почте. Однако незначительное количество копий и длительный период создания печатной продукции не позволяли широко распространять информацию. К тому же, далеко не все люди в средние века, а порой и ныне умеют читать. Другим средством обмена информацией можно считать фотографию.

Следующим подобным этапом считается появление с конца двадцатого века технических механических и электромеханических средств копирования и передачи информации (пишущие машинки, полиграфическое оборудование, телеграф, телефон, телевидение). Они способствовали расширению сферы национального и даже международного обмена информацией.

Важным в информационном обмене является организация обмена отдельными документами. В традиционных системах документооборота он осуществляется нарочными, с помощью курьеров, посыльных, а также пересылки документов по почте.

В компьютерных системах информационный обмен осуществляется в различных компьютерных сетях. При этом документы являются файлами.

Специальные компьютерные программы помогают наладить информационный обмен внутри организации и между ними. Например, система «1С: Предприятие» предоставляет различные возможности обмена данными между разнофункциональными решениями, удалёнными подразделениями и партнерами-контрагентами. Входящий в неё «Менеджер обмена данными» беспрепятственно обменивается данными между удалёнными офисами, соединяет разнофункциональные конфигурации на разных компонентах программы, переносит данные из старых версий конфигураций в новые.

 

В среде Интернета широко используются различные корпоративные системы. Приведём основные функции информационного обмена в таких системах:

1. Настройка соответствия атрибутного состава данных между объектами различных систем;

2. Поддержка различных кодировок и форматов данных, возможность перекодировки данных в процессе их передачи между системами;

3. Преобразование данных по заданным правилам;

4. Поддержка интерфейсов (on-line, off-line) с подсистемами единой корпоративной информационной системы (ЕКИС);

5. Возможность подключения географически удалённых систем стандартными способами (модемное соединение);

6. Оперативная и отложенная передача данных между удалёнными системами;

7. Управление цепочками передачи данных между системами (WorkFlow);

8. Синхронный и асинхронный обмен данными;

9. Унификация и стандартизация информационного обмена между подсистемами корпоративной системы;

10. Единый интерфейс для настройки и управления всеми информационными потоками;

11. Централизованное управление и администрирование процессов информационного обмена.

 

При построении современных информационных систем всё чаще приходится использовать многосерверные архитектуры. Например, типичная архитектура корпоративной ИС крупного предприятия содержит центральную и, как правило, резервную БД, а также БД филиалов или регионов.

 

Контрольные вопросы

4. Какие средства передачи информации появились начиная с середины прошлого столетия и до его окончания?

 

Модели данных.

Модель данных – это не результат, а инструмент моделирования, то есть совокупность правил структурирования данных, допустимых операций над ними и видов ограничений целостности, которым они должны удовлетворять.

Информационная модель – это модель объекта, процесса или явления, в которой представлены информационные аспекты моделируемого объекта, процесса или явления.

Информационные модели, представляющие объекты и процессы в форме рисунков, схем, чертежей, таблиц, формул, текстов и т.п., используют при проектировании АИС и являются основой разработки моделей АИС.

Для создания описательных текстовых информационных моделейобычно используют естественные языки. Наряду с естественными языками (русский, английский и т.д.) используются формальные языки: системы счисления, алгебра высказываний, языки программирования и др. С помощью формальных языков строят информационные модели определённого типа – формально-логические модели. Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называют формализацией.

Информационный поиск

 

увеличивается разрыв между объёмом производимой информации и её потреблением конечными пользователями. Следовательно, возрастает роль эффективного поиска необходимой пользователям информации.

Поиск информации – это извлечение хранимой информации.

Информационным поиском называют некоторую последовательность операций, выполняемых с целью отыскания документов, содержащих определённую информацию (с последующей выдачей самих документов или их копий), или с целью выдачи фактических данных, представляющих ответы на данные вопросы.

Термин «Information Retrieval» (информационный поиск) в 1952 году ввёл американский математик Кельвин Муерс (Calvin Mooers).

Объектами ИП могут быть документы, сведения об их наличии и (или) местонахождении, а также фактографическая информация. Информационный поиск обусловлен информационной потребностью и выражается в форме информационного запроса.

Считается, что первые средства навигации в текстовой информации появились в Библии. В 1247 году (Hugo de St. Caro) было задействовано 500 монахов для составления конкорданса ключевых слов к Библии. Затем, в средние века индексирование стало применяться в журналах (журнальные индексы – Королевское научное общество, 1600 годы)

Различают следующие зависимости информационного поиска:

· от цели – адресный (формально-механический) и семантический (тематический);

· от объекта поиска – документный и фактографический;

· от степени использования технических средств – ручной или автоматизированный.

· отфункциональной роли – доминирующие/второстепенные, центральные/периферические, устойчивые/ситуативные потребности.

Актуальной проблемой нахождения для пользователей необходимой им информации является организация эффективного автоматизированного поиска. Упоминавшееся выше индексирование наибольшее распространение получило в библиотеках для организации информационного поиска. Первоначально оно отражалось в традиционных карточных каталогах, позволяя находить необходимые читателям материалы по автору, названию и тематике. Автоматизация в библиотеках, в первую очередь, привела к созданию электронных каталогов (ЭК), в которых для организации более точного поиска запрашиваемых читателями документов появились поля тематических и иных рубрик, а также ключевых слов.

После поиска документов по их автору и названию, наибольшее распространение получил тематический поиск. Однако тематический поиск применяется и по прямому назначению, когда необходимо отобрать документы по определённой тематике, как правило, за определённый период,

 

Используемые для реализации информационных потребностей поисковые средства и технологии, с одной стороны, определяются типом и состоянием решаемой пользователем задачи – соотношением его знания и незнания об исследуемом объекте. С другой стороны, процесс взаимодействия пользователя с ИС обусловлен уровнем знания (профессионализмом) пользователем функциональных возможностей данной и подобных систем.

В последних двух случаях обычно осуществляют перебор найденных документов с целью определения степени близости их к исходному запросу. Для сокращения объёма рассматриваемых материалов обычно проводят фильтрацию результатов поиска по различным основаниям.

 

Контрольные вопросы

4. Назовите основные методы поиска информации.

7. Охарактеризуйте методы поиска информации с помощью АИС.

11. Какие алгоритмы используют для проведения документального поиска?

14. В чем смысл модификации запроса и как она осуществляется?

Метапоисковые системы.

Метапоисковые системы дают возможность пользователю одновременно в едином пользовательском интерфейсе, используя индексы обычных поисковых систем, работать с несколькими БД. Зачастую эти системы не позволяют реализовать все возможности отдельных поисковых систем, но в большинстве своем они обладают существенными быстродействием и степенью охвата Веб-пространства, что определяет их всё более возрастающие значение и популярность.

Метапоиск позволяет посылать запросы одновременно нескольким поисковым системам, каталогам и др. Полученные результаты собираются и объединяются в общем списке. К достоинствам такого поиска относят больший охват индексируемой части Интернета и увеличение эффективности

 

Контрольные вопросы

1. Назовите три этапа эволюции поисковых Веб-систем.

5. Как работают в Интернете ИПС для отбора и ранжирования веб-страниц?

6. Что представляют собойсловарные поисковые системы?

10. В чем смысл метапоисковых систем и как они работают?

 

Введение в теорию информационных систем.

 

Информацию можно:

 

создавать	принимать	комбинировать	хранить
передавать	копировать	обрабатывать	искать
воспринимать	формализовать	делить на части	измерять
использовать	распространять	упрощать	разрушать
запоминать	преобразовывать	собирать	и т. д.

 

Эти свойства являются и процессами. Данные процессы связаны с определёнными операциями над информацией и называются информационными процессами.

Определений информационных процессов (ИП) примерно столько же, сколько и определений информации. Информационные процессы различным образом (отдельно и в совокупности) отражают основные свойства информации, к которым относят процессы: создания, обработки, передачи и распространения, хранения и сохранения информации и др.

Информационные процессы – это процессы создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и потребления информации.

Основные виды информационных процессов можно представить как внутренние и внешние. Внутренние процессы подразумевают хранение, обработку и поиск информации внутри информационной системы. Внешние обеспечивают связь информационной системы с объектами предметной области, т. е. источниками информации и внешней средой (потребителями информации).

Сбор данных и информации можно представить как процесс идентификации и получения данных от различных источников, группирования полученных данных и представления их в форме, необходимой для ввода в электронно-вычислительную машину (ЭВМ).

Для получения информации животные и человек имеются органы чувств (особые нервные клетки – рецепторы): зрение, слух, обоняние, осязание. Для повышения возможностей органов чувств человечество создало различные измерительные и усилительные приборы (например, усилители звуковых сигналов), микроскопы и т. д.

Сбор знаний означает получение информации о предметной области от специалистов (экспертов) и предоставление её в форме, необходимой для записи в базу знаний.

 

Преобразование информации является важным и наиболее часто используемым информационным процессом, представляющим целенаправленную обработку информации.