Информационный процесс обработки данных

Размещено на http://www.allbest.ru

Оглавление

Введение

1. Общее понятие информационного процесса

2. Назначение процесса обработки данных

3. Организация обслуживания вычислительных задач

4. Информационная технология обработки данных

Заключение

Список использованных источников



Введение

Обработка данных (информации) -- на настоящий момент, единственное, известное человеку, «устройство для обработки информации» -- это сам человек. Поэтому, то, что называют современными «информационными технологиями», сводится, по большей части, к обработке данных с помощью различных методов, включая применение современных компьютеров и программ для них, а также -- методы создания и издания Бешенков С.А., Лыскова В.Ю., Ракитина Е.А. Информация и информационные процессы. Омск, 2010. - С.103.:

книг;

фильмов;

музыки;

веб-сайтов;

справочников;

журналов;

учебных пособий.

При этом данные, по сути, являются формой представления информации вне сознания отдельного человека.

Целью данной работы является изучение особенностей информационного процесса обработки данных.

Задачи работы:

Дать общее понятие информационного процесса.

Выделить особенности и назначение процесса обработки данных.

Рассмотреть особенности организации обслуживания вычислительных задач.



1. Общее понятие информационного процесса

Информационный процесс - совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.), для получения какого-либо результата (достижения цели) Информатика.- / Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2013. - С.215..

Информация проявляется именно в информационных процессах. Информационные процессы всегда протекают в каких-либо системах (социальных, социотехнических, биологических и пр.).

Наиболее обобщенными информационными процессами являются сбор, преобразование, использование информации.

К основным информационным процессам, изучаемым в курсе информатики, относятся: поиск, отбор, хранение, передача, кодирование, обработка, защита информации.

Информационные процессы, осуществляемые по определенным информационным технологиям, составляет основу информационной деятельности человека.

Компьютер является универсальным устройством для автоматизированного выполнения информационных процессов.

Люди имеют дело со многими видами информации. Общение людей друг с другом дома и в школе, на работе и на улице - это передача информации. Учительский рассказ или рассказ товарища, телевизионная передача, телеграмма, письмо, устное сообщение и т.д. - все это примеры передачи информации.

И мы уже говорили о том, что одну и ту же информацию можно передать и получить различными путями. Так, чтобы найти дорогу в музей в незнакомом городе, можно спросить прохожего, получить справку в справочном бюро, попытаться разобраться самому с помощью плана города или обратиться к путеводителю. Когда мы слушаем объяснение учителя, читаем книги или газеты, смотрим новости ТВ, посещаем музеи и выставки - в это время мы получаем информацию.

Человек хранит полученную информацию в голове. Мозг человека - огромное хранилище информации. Блокнот или записная книжка, ваш дневник, школьные тетрадки, библиотека, музей, кассета с записями любимых мелодий, видеокассеты - все это примеры хранения информации.

Информацию можно обрабатывать: перевод текста с английского языка на русский и наоборот, вычисление суммы по заданным слагаемым, решение задачи, раскрашивание картинок или контурных карт - все это примеры обработки информации.

Получение, хранение, передача и обработка информации - это информационные процессы. Роль информационных процессов в нашей жизни велика и с каждым годом становится все ощутимей. Поэтому человеческое общество нашего времени называют информационным обществом.Люди, живущие в информационном обществе, должны уметь пользоваться главным его инструментом, и в первую очередь универсальной информационной машиной - компьютером. Ее назвали так потому, что компьютер умеет хранить, передавать и обрабатывать информацию любого типа.

Процессы, связанные с поиском, хранением, передачей, обработкой и использованием информации, называются информационными процессами.

Рассмотрим основные информационные процессы.

Поиск.

Поиск информации - это извлечение хранимой информации.

Методы поиска информации:

- непосредственное наблюдение;

- общение со специалистами по интересующему вас вопросу;

- чтение соответствующей литературы;

- просмотр видео, телепрограмм;

- прослушивание радиопередач, аудиокассет;

- работа в библиотеках и архивах;

- запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных;

- другие методы Информатика: Учебник для вузов.- / Под ред. С.В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2012. - С.18..

Понять, что искать, столкнувшись с той или иной жизненной ситуацией, осуществить процесс поиска - вот умения, которые становятся решающими в третьем тысячелетии.

Сбор и хранение.

Сбор информации не является самоцелью. Чтобы полученная информация могла использоваться, причем многократно, необходимо ее хранить.

Хранение информации - это способ распространения информации в пространстве и времени.

Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга- библиотека, картина- музей, фотография- альбом).

ЭВМ предназначен для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.

Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур- главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов. Например, личная библиотека, в которой может ориентироваться только ее владелец, информационной системой не является. В публичных же библиотеках порядок размещения книг всегда строго определенный. Благодаря ему поиск и выдача книг, а также размещение новых поступлений представляет собой стандартные, формализованные процедуры.

3. Передача.

В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации: первый передает информацию, второй ее получает. Между ними действует канал передачи информации - канал связи.

Канал связи - совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю Бешенков С.А., Лыскова В.Ю., Ракитина Е.А. Информация и информационные процессы. Омск, 2010. - С.105..

Кодирующее устройство - устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника к виду, удобному для передачи.

Декодирующее устройство - устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.

Деятельность людей всегда связана с передачей информации.
В процессе передачи информация может теряться и искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи в радио, искажение или затемнение изображения в телевидении, ошибки при передачи в телеграфе. Эти помехи, или, как их называют специалисты, шумы, искажают информацию. К счастью, существует наука, разрабатывающая способы защиты информации - криптология (рисунок 1).

Рисунок 1 - Процесс передачи информации

Каналы передачи сообщений характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью.

Каналы передачи данных делятся на симплексные (с передачей информации только в одну сторону (телевидение)) и дуплексные (по которым возможно передавать информацию в оба направления (телефон, телеграф)). По каналу могут одновременно передаваться несколько сообщений. Каждое из этих сообщений выделяется (отделяется от других) с помощью специальных фильтров. Например, возможна фильтрация по частоте передаваемых сообщений, как это делается в радиоканалах Власов В.К., Королев Л.Н. Элементы информатики./ Под. Ред. Л.Н. Королева.- М.: Наука, 2008. - С.67..

Пропускная способность канала определяется максимальным количеством символов, передаваемых ему в отсутствии помех. Эта характеристика зависит от физических свойств канала.

Для повышения помехозащищенности канала используются специальные методы передачи сообщений, уменьшающие влияние шумов. Например, вводят лишние символы. Эти символы не несут действительного содержания, но используются для контроля правильности сообщения при получении. С точки зрения теории информации все то, что делает литературный язык красочным, гибким, богатым оттенками, многоплановым, многозначным,- избыточность. Например, как избыточно с таких позиций письмо Татьяны к Онегину. Сколько в нем информационных излишеств для краткого и всем понятного сообщения «Я Вас люблю!»

2. Назначение процесса обработки данных

Обработка информации - преобразование информации из одного вида в другой, осуществляемое по строгим формальным правилам.

Примеры обработки информации представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Примеры обработки информации

Примеры	Входная информация	Выходная информация	Правило
Таблица умножения	Множители	Произведение	Правила арифметики
Определение времени полета рейса «Москва-Ялта»	Время вылета из Москвы и время прилета в Ялту	Время в пути	Математическая формула
Отгадывание слова в игре «Поле чудес»	Количество букв в слове и тема	Отгаданное слово	Формально не определено
Получение секретных сведений	Шифровка от резидента	Дешифрованный текст	Свое в каждом конкретном случае
Постановка диагноза болезни	Жалобы пациента + результаты анализов	Диагноз	Знание + опыт врача

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 Власов В.К., Королев Л.Н. Элементы информатики./ Под. Ред. Л.Н. Королева.- М.: Наука, 2008. - С.69..

Рисунок 2 - система «черный ящик»

Информация используется при принятии решений.

- Достоверность, полнота, объективность полученной информации обеспечат вам возможность принять правильное решение.

- Ваша способность ясно и доступно излагать информацию пригодится в общении с окружающими.

- Умение общаться, то есть обмениваться информацией, становится одним главных умений человека в современном мире.
Компьютерная грамотность предполагает:

- знание назначения и пользовательских характеристик основных устройств компьютера;

- Знание основных видов программного обеспечения и типов пользовательских интерфейсов;

- умение производить поиск, хранение, обработку текстовой, графической, числовой информации с помощью соответствующего программного обеспечения.
Информационная культура пользователя включает в себя:

- понимание закономерностей информационных процессов;

- знание основ компьютерной грамотности;

- технические навыки взаимодействия с компьютером;

- эффективное применение компьютера как инструмента;

- привычку своевременно обращаться к компьютеру при решении задач из любой области, основанную на владении компьютерными технологиями;

- применение полученной информации в практической деятельности.

Защитой информации называется предотвращение:

- доступа к информации лицам, не имеющим соответствующего разрешения (несанкционированный, нелегальный доступ);

- непредумышленного или недозволенного использования, изменения или разрушения информации.

Под защитой информации, в более широком смысле, понимают комплекс организационных, правовых и технических мер по предотвращению угроз информационной безопасности и устранению их последствий.

Процесс обработки данных в ИТ управляет решением с помощью ЭВМ вычислительных задач, отображающих функциональные задачи объекта управления, при помощи соответствующих моделей обработки данных,

алгоритмов обработки данных и машинных программ

Концептуальный уровень - процедуры процесса обработки данных.

Логический уровень - модели и методы формализующие процедуры обработки данных в ЭВМ.

Физический уровень это аппаратная реализация.

Нарисуйте общую схему взаимодействия процедур обработки данных и объясните состав и назначение процедур процесса обработки данных

Рисунок 3 - Общая схема взаимодействия процедур обработки данных

Одной из важнейших процедур информационного процесса обработки данных является организация вычислительного процесса, т.е. обслуживание поступающих на обработку заданий (очередей) и планирование (оптимизация последовательности) их обработки.

На программно-аппаратном уровне эти функции выполняют специальные управляющие программы, являющиеся составной частью операционных систем, т. е. систем, организующих выполнение компьютером операций обработки данных Информатика.- / Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2013. - С.218..

Процедура преобразования данных состоит в том, что ЭВМ выполняет типовые операции над структурами и значениями данных (сортировка, выборка, арифметические и логические действия, создание и изменение структур и элементов данных и т.п.) в количестве и последовательности, заданных алгоритмом решения вычисли-тельной задачи, который на физическом уровне реализуется последовательным набором машинных команд (машинной программой).

На логическом уровне алгоритм преобразования данных выглядит как программа, составленная на формализованном человеко-машинном языке -- алгоритмическом языке программирования Власов В.К., Королев Л.Н. Элементы информатики./ Под. Ред. Л.Н. Королева.- М.: Наука, 2008. - С.72..

Отображение информации выполняется на экране дисплея (или на бумаге принтера, графопостроителя) в виде графических объектов. На логическом уровне процедура отображения использует законы аналитической геометрии. Основой математических моделей отображения являются аффинные преобразования и сплайн-функции

Информационный процесс обработки данных на физическом уровне представляется аппаратно-программным комплексом, включающим

ЭВМ и программное обеспечение, реализующее модели организации вычислительного процесса, преобразования и отображения данных.

Поясните работу ЭВМ в основных режимах обработки данных пакетном, разделения времени, реального времени

Различают 3 основных режима обработки данных на ЭВМ:

Пакетный режим обработки задач (очередь заданий -пакетов, которые выполняются последовательно. Пакеты выбираются с диска, с другого машинного носителя, из канала связи.

Пропускная способность ЭВМ максимальна.)

Режим разделения времени ( каждое задание получает квант или несколько квантов времени, все задания находятся в памяти ЭВМ, используется страничная организация памяти, некоторые виртуальные страницы находятся на диске, возможен диалоговый режим )

Режим реального времени (физическик,технологические процессы - реакция системы должна быть мгновенна. Потеря информации из-за перегрузки ЭВМ - губительна)

Как организуется планирование обработки вычислительных задач в вычислительной системе?

При решении вычислительной задачи ЭВМ использует свои ресурсы в объеме и последовательности, определяемых алгоритмом решения.

К ресурсам ЭВМ относятся объем оперативной и внешней памяти, время работы процессора, время обращения к внешним устройствам (внешняя память, устройства отображения). Естественно, что эти ресурсы ограничены. Поэтому и требуется найти наилучшую последовательность решения поступивших на обработку вычислительных задач.

Процесс определения последовательности решения задач во времени называется планирование.

При планировании необходимо знать, какие ресурсы и в каком количестве требует каждая из поступивших задач. Ана-лиз потребности задачи в ресурсах производится на основе ее программы решения.

После анализа поступивших программ решения задач становится ясно, какая задача каких ресурсов требует и в каком объеме.

Критерии, используемые при планировании, зависят от степени определенности алгоритмов решаемых задач.

· порядок использования устройств ЭВМ при решении задач строго задан их алгоритмами, а порядок использования устройств ВС в задачах заранее не известен.

Критерий- минимизация суммарного времени решения вычислительных задач порядок использования устройств ЭВМ при решении задач не известен, а порядок использования устройств ВС в задачах строго определен (Критерий- максимизация загрузки ВС)

Реализация функций и алгоритмов планирования вычислительного процесса происходит с помощью управляющих программ операционной системы ВС. Программа планировщик определяет ресурсоемкость каждой поступившей на обработку задачи и располагает их в оптимальной последовательности Информатика: Учебник для вузов.- / Под ред. С.В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2012. - С.21..

Подключение ресурсов в требуемых объемах к программам выполнения задач осуществляет по запросу планировщика управляющая программа супервизор, которая тоже входит в состав операционной системы.

Опишите модель обслуживания задач в многомашинной вычислительной системе с очередью.

3. Организация обслуживания вычислительных задач

Рассмотрим систему с дискретными состояниями и с непрерывным временем (рис.4).

Рисунок 4 -Система с дискретными состояниями и с непрерывным временем

Цель планирования процесса обработки данных: наилучшие значения производительности, загруженности ресурсов, времени простоя , пропускной способности, времени ожидания в очереди заданий.

На логическом уровне обслуживания вычислительной задачи создается модель задачи обслуживания

Прямая задача обслуживания - задаются входные параметры вычислительной системы результат- показатель эффективности организации вычислительного процесса (ОВП) Власов В.К., Королев Л.Н. Элементы информатики./ Под. Ред. Л.Н. Королева.- М.: Наука, 2008. - С.73.

Оптимизационная задача обслуживания - задается показатель эффективности ОВП

Результат - оптимизированные параметры вычислительного процесса

Система с дискретными состояниями (в каждый момент времени система находится в одном состоянии и число состояний ограничено и может быть пронумеровано ) и с непрерывным временем (момент перехода из одного состояния в другое случаен и возможен в любой момент) Соколов А.В., Степанюк О.М. Методы информационной защиты объектов и компьютерных сетей. М., 2011. - С.154.

Вычислительная система изменяет свои состояния под действием изменения очереди заданий.

Для уменьшения времени пребывания задания в системе необходимо при заданной интенсивности потока заявок или увеличивать количество ЭВМ или уменьшать время обслуживания каждой ЭВМ

Организация очереди, поддержание ее структуры возлагаются на диспетчера Д1, а передача заданий из очере-ди на обработку в вычислительные машины, поддержание дисциплины обслуживания в очереди (поддержка системы приоритетов) осуществляются диспетчером Д2 (см. рис). В вычислительной системе диспетчеры реализуются в виде управляющих программ, входящих в состав операционных систем ЭВМ.

4. Информационная технология обработки данных

Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне операционной (исполнительской) деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций управленческого труда. Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повысит производительность труда персонала, освободит его от рутинных операций, возможно, даже приведет к необходимости сокращения численности работников. На уровне операционной деятельности решаются следующие задачи:

- обработка данных об операциях, производимых фирмой;

- создание периодических контрольных отчетов о состоянии дел в фирме;

- получение ответов на всевозможные текущие запросы и оформление их в виде бумажных документов или отчетов Кураков Л.П., Лебедев Е.К. Информатика. - М.: Вуз и школа, 2009. - С.458..

Пример контрольного отчета: ежедневный отчет о поступлениях и выдачах наличных средств банком, формируемый в целях контроля баланса наличных средств. Пример запроса: запрос к базе данных по кадрам, который позволит получить данные о требованиях, предъявляемых к кандидатам на занятие определенной должности. Существует несколько особенностей, связанных с обработкой данных, отличающих данную технологию от всех прочих:

- выполнение необходимых фирме задач по обработке данных. Каждой фирме предписано законом иметь и хранить данные о своей деятельности, которые можно использовать как средство обеспечения и поддержания контроля на фирме. Поэтому в любой фирме обязательно должна быть информационная система обработки данных и разработана соответствующая информационная технология;

- решение только хорошо структурированных задач, для которых можно разработать алгоритм Могилев и др. Информатика: Учебное пособие для вузов / А.В.Могилев, Н.И.Пак, Е.К.Хеннер; Под ред. Е.К. Хеннера. - М.: Изд. центр "Академия", 2011. - С.159.;

- выполнение стандартных процедур обработки. Существующие стандарты определяют типовые процедуры обработки данных и предписывают их соблюдение организациями всех видов;

- выполнение основного объема работ в автоматическом режиме с минимальным участием человека;

- использование детализированных данных. Записи о деятельности фирмы имеют детальный (подробный) характер, допускающий проведение ревизий. В процессе ревизии деятельность фирмы проверяется хронологически от начала периода к его концу и от конца к началу;

- акцент на хронологию событий;

- требование минимальной помощи в решении проблем со стороны специалистов других уровней Острейковский В.А. Информатика. - м.: Высшая школа, 2012.-С.206..

Представим основные компоненты информационной технологии обработки данных (рис. 5) и приведем их характеристики.

Рисунок 5 - Основные компоненты информационной технологии обработки данных

информационный обработка данный вычислительный



Заключение

По мере того как фирма производит продукцию или услуги, каждое ее действие сопровождается соответствующими записями данных. Обычно действия фирмы, затрагивающие внешнее окружение, выделяются особо как операции, производимые фирмой.

Для создания из поступающих данных информации, отражающей деятельность фирмы, используются следующие типовые операции:

- классификация или группировка. Первичные данные обычно имеют вид кодов, состоящих из одного или нескольких символов. Эти коды, выражающие определенные признаки объектов, используются для идентификации и группировки записей.

- сортировка, с помощью которой упорядочивается последовательность записей;

- вычисления, включающие арифметические и логические операции. Эти операции, выполняемые над данными, дают возможность получать новые данные;

- укрупнение или агрегирование, служащее для уменьшения количества данных и реализуемое в форме расчетов итоговых или средних значений.

Хранение данных. Многие данные на уровне операционной деятельности необходимо сохранять для последующего использования либо здесь же, либо на другом уровне. Для их хранения создаются базы данных Информатика.- / Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2013. - С.211.

Создание отчетов (документов). В информационной технологии обработки данных необходимо создавать документы для руководства и работников фирмы, а также для внешних партнеров. При этом документы или в связи с проведенной фирмой операцией так и периодически в конце каждого месяца, квартала или года.



Список использованных источников

Бешенков С.А., Лыскова В.Ю., Ракитина Е.А. Информация и информационные процессы. Омск, 2010.

Власов В.К., Королев Л.Н. Элементы информатики./ Под. Ред. Л.Н. Королева.- М.: Наука, 2008.

Информатика.- / Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2013. - 768 с.

Информатика: Учебник для вузов.- / Под ред. С.В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2012.

Кураков Л.П., Лебедев Е.К. Информатика. - М.: Вуз и школа, 2009. - 636с.

Могилев и др. Информатика: Учебное пособие для вузов / А.В.Могилев, Н.И.Пак, Е.К.Хеннер; Под ред. Е.К. Хеннера. - М.: Изд. центр "Академия", 2011.

Острейковский В.А. Информатика. - м.: Высшая школа, 2012.- 512с.

Соколов А.В., Степанюк О.М. Методы информационной защиты объектов и компьютерных сетей. М., 2011.

Размещено на Allbest.ru