Базові інформаційні процеси

Поняття процесу в інформатиці є базовим, тому що пов'язує в одне ціле такі поняття, як система, ціль, прямий та зворотний зв'язок.

Процес - упорядкована сукупність робіт, заданих у часі та у просторі, із зазначенням їх початку та кінця та точним визначенням входу та виходу.

Інформатика вивчає інформаційні процеси. Головні з них: введення, передача, зберігання та обробка, взяті окремо або в сукупності. Зміст і характеру процесів багато чому визначається специфікою предметної області, у якій функціонує ІВ.

З теорії інформаційних процесів відомо, що існує певнаджерелоінформації (об'єкт матеріального світу) іприймач(також об'єкт матеріального світу). Джерело незалежне, тому воно первинне. Між ними існує зв'язок у вигляді сигналу, який є матеріальним носієм інформації.

Серед інформаційних процесів можна назвати базові процеси.

Вилучення інформації

Джерело даних у будь-якій предметної області - це об'єкти та його властивості, і навіть процеси та функції, виконувані об'єктами. Кожна предметна область має три рівні уявлення: реальне, формальне та інформаційне. При витягуванні інформації вона тричі оцінюється: синтаксична цінність (правильність уявлення), семантична цінність (смислова цінність), прагматична цінність (споживча, практична).

Щоб адекватно формалізувати предметну область, застосовують об'єктно-орієнтований підхід. Його основні поняття: об'єкт, клас, екземпляр.Об'єкт- це абстракція безлічі предметів реального світу, які мають однакові характеристики та закони функціонування. Таким чином, об'єкт - типовий невизначений елемент такої множини. ОсновніПоказники об'єкта - йогоатрибути(властивості).Примірник об'єкта- конкретний елемент

множини.Клас- безліч предметів реального світу, пов'язаних спільністю структури та поведінки.Елемент класу- це конкретний елемент даної множини.

2. Транспортування (передача) інформації Залежить системи передачі. Сигнал може бути статичним (призначеним для обробки, зберігання та подальшого використання) та динамічним (для безпосереднього впливу на об'єкт - акустичні, оптичні, електромагнітні сигнали). У процесі передачі деякі параметри сигналу можуть задовольняти вимогам довкілля, у разі вони перетворюються на більш підходящу форму - процес модуляції. Зворотний процес – демодуляція виконується спеціальними пристроями – модемами.

Основний фізичний спосіб транспортування інформації – використання мереж передачі. При розробці мереж для забезпечення сумісності використовується ряд стандартів, об'єднаних у семирівневу модель взаємодії відкритих систем, прийняту в усьому світі та відому як модель OSI. Вона визначає правила взаємодії компонентів мережі на даному рівні (протокол рівня) та правила взаємодії компонентів різних рівнів (міжрівневий інтерфейс). Ця модель розроблена міжнародною організацією зі стандартизації ISO у 1984 році. Більшість виробників мережевих програмних та апаратних засобів дотримуються моделі OSI (рис. 7).

Процес взаємодії вузлів мережі має бути уніфікований та стандартизований. Щоб взаємодія різних ресурсів мережі проходила злагоджено, застосовують системи протоколів.

Протокол- це система формальних правил, що визначають послідовність та формат повідомлень,якими обмінюються мережеві компоненти різних вузлів мережі.

Компоненти, що реалізують протоколи сусідніх рівнів і що знаходяться в одному вузлі мережі, взаємодіють один з одним за певними правилами.

Ці правила відповідають стандартам форматів повідомлень і називаютьсяінтерфейсом.

Отже, протоколи визначають правила взаємодії компонентів одного рівня різних вузлах, а інтерфейси визначають правила взаємодії компонентів сусідніх рівнів одного вузла.

інформаційні

Розглянемо рівні протоколів моделі OSI.

1)Прикладний рівень – вищий рівень. Забезпечує доступ програм до комп'ютерної мережі (робота програм передачі файлів, поштових служб, управління мережею).

2) Рівень представлення даних - призначений для перетворення даних з однієї форми в іншу (з кодової таблиці розширеного двійково-десяткового коду обміну інформацією EBCDIC в кодову таблицю американського стандартного коду для обміну інформацією ASCII). Здійснюється обробка спеціальних та графічних символів, стиснення та відновлення даних, шифрування та дешифрування даних.

3)Сеансовий рівень - контроль забезпечення безпеки інформації, що передається, і підтримка зв'язку до моменту закінчення сеансу передачі.

4)Транспортний рівень - відповідає за швидкість передачі даних, збереження даних, присвоєння унікальних номерів пакетам. На транспортному рівні вузла-приймача номери пакетів використовуються для контролю передачі та відновлення вихідного порядку проходження пакетів.

7)Фізичний рівень -кадри, що надходять з мережевого рівня, перетворюються в послідовності електричних сигналів, що представляють логічні комбінації нулів і одиниць. Фізично вузла-приймачаздійснюється зворотне перекодування нулів та одиниць у кадри.

Модель OSI дуже громіздка, надмірна, не має необхідної гнучкості у застосуванні. Розробники мережного ПЗ беруть її за основу, але найчастіше комбінують по кілька рівнів на один - це стосується верхніх рівнів, залишаючи нижні незмінними. Наприклад, Інтернет використовує п'ятирівневу модель, де верхній прикладний рівень відповідає трьом верхнім рівням еталонної моделі.

Розробкою стандартів для протоколів передачі даних у мережах займається інститут інженерів з електротехніки та радіоелектроніки (IEEE). Ці стандарти, які описують методи доступу до мережних каналів даних, отримали назву IEEE 802.

Існує велика кількість протоколів мережевої взаємодії, у розробці яких брали участь відомі комп'ютерні фірми Microsoft, Novell, Apple Computer, Intel, IBM. Усі існуючі протоколи можна класифікувати за рівнем близькості до фізичного середовища передачі:

1) нижнього рівня (фізичний та канальний рівень): стандарт NDIS – специфікація інтерфейсу мережевих драйверів, стандарт ODI – відкритий інтерфейс зв'язку;

2) середнього рівня (мережевий, транспортний та сеансовий рівні): NetBIOS - використовується у локальних мережах, TCP/IP - у глобальній мережі Інтернет та локальних мережах, у свою чергу є сімейством протоколів;

3) верхнього рівня (подання даних та прикладної) - відповідають рівню користувача: SMB та NCP - протоколи

перенаправлення запитів та обміну повідомленнями, SNMP – управління мережами, NFS – мережевої файлової системи, PPP – віддаленого доступу до комп'ютерних ресурсів, FTP – передачі файлів, HTTP – передачі гіпертексту, POP3 – електронної пошти, NNTP – організації електронних конференцій та системи новин.

Обробка інформації

Складається у отриманні одних інформаційних об'єктів з інших шляхом виконання деяких алгоритмів. Це основна операція над інформацією, головний засіб збільшення її обсягу та різноманітності.

Дії обробки інформації залежать від мети. Основне завдання - забезпечити збереження (інваріантність) змісту інформації. Для різних споживачів смислове значення інформації може відрізнятися. Тому відповідно до теорії інформаційних процесів перетворення інформації має мати цілеспрямований характер, тобто має здійснюватися відповідно до метою конкретного споживача.

Основні процедури обробки даних:

1) створення даних - передбачає їх освіту в результаті виконання деякого алгоритму та подальше використання для перетворення на вищому рівні;

2) модифікація даних - пов'язана з відображенням змін у реальній предметній галузі; здійснюється шляхом включення нових даних та видалення непотрібних;

3) контроль, безпека, цілісність – адекватне відображення реального стану предметної галузі в інформаційній моделі, забезпечення захисту інформації від несанкціонованого доступу, збоїв та пошкоджень технічних та програмних засобів;

4) пошук інформації - здійснюється при виконанні відповідей на запити та як самостійна операція;

5) підтримка прийняття рішень - найбільш важлива процедура обробки інформації, використовується різноманітний математичний апарат (прийняття рішень в умовах визначеності; прийняття рішень в умовах ризику - враховується вплив зовнішнього середовища, що не піддається точному прогнозу, відомий лише ймовірнісний розподіл її станів; прийняття рішень в умовах невизначеності - невідомі значенняймовірностей появи кінцевих результатів, які або можуть бути визначені, або мають змістовного сенсу у тих; прийняття рішень за умов багатокритеріальності - за наявності кількох самостійних, не зведених одна до іншої цілей), системи штучного інтелекту, експертні системи;

6) створення документів, зведень, звітів - перетворення інформації у форми, відповідні для людини та комп'ютера.

При перетворенні інформації відбувається її переклад із однієї форми подання чи існування на іншу. Процес перетворення залежить від застосування конкретної інформаційної технології.

Зберігання інформації

Це одна з основних дій, що забезпечує доступність інформації протягом деякого проміжку часу. Визначальним напрямом цього процесу є концепція баз даних, сховищ даних.

База даних - це сукупність взаємозалежних даних, використовуваних декількома користувачами і з регульованою надмірністю.

Банк даних - система, що представляє певні послуги зі зберігання та пошуку даних певній групі користувачів за певною тематикою.

Система баз даних - сукупність керуючої системи, прикладного програмного забезпечення, бази даних, операційної системи та технічних засобів, що забезпечують інформаційне обслуговування користувачів

Сховище даних - це база, що зберігає дані, агреговані за багатьма вимірами. Основна відмінність від БД: агрегування, дані ніколи не видаляються, поповнення відбувається на періодичній основі, доступ до даних здійснюється на основі багатовимірного куба.

Репозитарій (репозиторій) - база даних, призначена для зберігання не користувача, а системних даних.

ІС повинна перетворити сприйняту інформацію на фізичне явище, тобто занести на відповідний носій. Носії розрізняють за видом (для використання людиною або машиною), за часом зберігання (оперативне або довготривале) за матеріалом (паперові, оптичні, магнітні, напівпровідникові, контактні).Суть процесу зберігання:у певний момент часу надходить сигнал, під впливом якого відбувається фізична зміна його матеріального носія. У будь-який довільний момент стан матеріального носія інформації перетворюється знову на вихідний сигнал.