Шпаргалка Информатика 5
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-29Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Вопрос 1: Понятие информации.
Информация это знания, сведения, данные, получаемые и накапливаемые в процессе развития науки и практической деятельности людей, которые могут быть использованы в общественном производстве и управлении как фактор увеличения объема производства и повышения его эффективности.
Понятие «информация может быть истолковано как некоторая совокупность сведений (сообщений), определяющих меру наших знаний о тех или иных событиях, явлениях, фактах и их взаимосвязи. Информация увеличивает знания и углубляет интеллект.
В первоначальном смысле термин информация означал сведения вообще. С развитием общей теории систем этот термин хотя и сохранил свое первоначальное значение, однако конкретизировался и стал употребляться в более точном смысле — для обозначения сведений, знаний наблюдателя о системе и среде ее функционирования. В более общем случае, когда наблюдателю целесообразно рассматривать систему как совокупность подсистем или элементов, информацией о системе являются сведения об организации, структуре, параметрах системы в целом и отдельных подсистем (элементов) в рамках целого.
Количественные меры информации
Введение количественной меры информации является весьма сложной задачей. Одна и та же информация может вызывать различные эмоции и представлять разную ценность для разных людей. Иногда краткое сообщение из одной - двух фраз несет неизмеримо больше информации для конкретного индивидуума, чем текст из многих страниц. Количество информации при этом есть мера уменьшения неопределенности ситуации. Если все исходы равновероятны, то неопределенность ситуации зависит только от числа исходов, причем неопределенность тем больше, чем больше число исходов. Существуют две количественные меры информции.
Р. Хартли в
Эта величина возрастает с ростом N и обладает свойством аддитивности (может рассматриваться как следствие более сильного допущения: что количество информации можно рассматривать как функцию знаний субъекта). Неопределенность сложной ситуации, состоящей из нескольких независимых опытов, равна сумме неопределенностей каждого опыта.
В формуле Хартли выбор основания логарифмов означает выбор единиц, в которых измеряется неопределенность. Когда исходы неравновероятны, то неопределенность зависит не только от числа исходов, но и от их вероятностей.
Р. Хартли понимал, что сообщения имеют различную вероятность и, следовательно, неожиданность их появления для получателя неодинакова. Но, определяя количество информации, он пытался полностью исключить фактор «неожиданности». Поэтому формула Хартли позволяет определить количество информации в сообщении только для случая, когда появление символов равновероятно и они статистически независимы. На практике эти условия выполняются редко. При определении количества информации необходимо учитывать не только количество разнообразных сообщений, которые можно получить от источника, но и вероятность их получения.
Вопрос 2 Мера Шеннона: ее достоинства и недостатки
Наиболее широкое распространение при определении среднего количества информации, которое содержится в сообщениях от источников самой разной природы, получил подход. К Шеннона. Мера Шеннона является обобщением меры Хартли для неравновероятных событий.
В
N
Н = - ∑ Pξ ( xi ) log Pξ ( xi ) (6.1.1)
1=i ___
где Pξ ( xi ), i =1,N вероятность исхода xi. Совокупность различных исходов опыта с их вероятностями может рассматриваться как множество значений случайной величины с
___
дискретным распределением. Pξ ( xi ), i =1,N Поэтому вместо энтропии опыта ξ говорят об энтропии случайной величины или об энтропии дискретного распределения.
Энтропия является естественным обобщением меры Хартли.
Чаще всего за единицу информации принимается количество информации, содержащееся в указании значения случайной величины, принимающей с равной вероятностью два различных значения (например, О и 1). Эта единица количества информации называется двоичной единицей или «бит».
Информация будет измеряться в битах, если в выражении для количества информации логарифм брать по основанию 2. Действительно, тогда количество информации, даваемое результатом опыта с двумя равновероятными исходами и равное его энтропии Н, равно:
1 = Н = —0/2 1о2 1/2 + 1/2 Iо2 1/2) = 1.
Измерение информации в двоичных единицах особенно удобно для технических приложений, так как в системах, хранящих и перерабатывающих информацию, проще всего оперировать с величинами, выраженными в двоичной системе счисления, а одна двоичная единица есть как раз количество информации, необходимое для идентификации одной двоичной цифры.
Введенная количественная мера информации имеет как сильные, так и слабые стороны.
Достоинствами введенной статистической меры информации являются:
• универсальность меры, ибо она применима к информации любого вида и содержания;
• объективность и независимость, ибо статистические показатели устанавливаются на основе эксперимента;
• для анализа работы и выбора оптимальных характеристик большинства технических систем передачи и преобразования информации эта мера оказывается достаточной и наиболее рациональной.
Недостатки
· Для случаев, когда должна приниматься во внимание семантика и ценность информации, эта теория неприменима.
Вопрос 3. Проблемы идентификации и измерения информации в организационных системах
В теории передачи сообщений в человеко-машинных системах организационного управления можно выделить три основных уровня проблем, требующих решения.
Уровень А. Насколько точно можно передать символы, применяемые для связи (техническая проблема).
Уровень Б. Насколько точно передаваемые символы выражают желаемое значение (семантическая проблема).
Уровень В. Насколько эффективно влияет содержание принятого сообщения, его значение на развитие событий в желаемом направлении (проблема эффективности).
Если проблема уровня А в основном решается, как уже было сказано, с помощью классических методов теории информации, то с проблемами семантики и эффективности дело обстоит сложнее, хотя успешное их решение безусловно зависит и от решения технических вопросов. В системах связи рассматривается прежде всего структура и механизм точной передачи символов. При рассмотрении же взаимосвязей между людьми первостепенными являются другие, не технические проблемы.
Как уже было сказано, информацию об объекте можно рассматривать как отображение этого объекта в некоторой материальной системе, которое может существовать независимо от самого объекта и независимо от того, будет ли эта информация кем- то и когда-то использована. Однако, если информация как некоторое отображение может существовать независимо от человека, то говорить о ценности информации, о ее потребительской стоимости можно только с учетом человека, который эту информацию потребляет, того процесса, где она используется.
Это вызвано тем, что различное понимание того или иного слова может сильно изменить смысл передаваемого сообщения.
Если информация используется в системах управления, то ее эффективность разумно оценивать по тому эффекту, который она оказывает на результат управления.
Одним из первых в отечественной науке исследовал ценностные свойства информации академик А.А. Харкевич. Исходным для него было представление об использовании информации в процессе достижения некоторой цели. «Информация ценна, поскольку она способствует достижению поставленной цели. Одна и та же информация может иметь различную ценность, если рассматривать ее с точки зрения использования для различных целей».
Ценность информации может быть выражена через приращение вероятности достижения цели. Вероятность же, в свою очередь, понимается как отношение числа благоприятных исходов к общему их числу. Ценность информации неоднозначна
она может быть отрицательной в тех случаях, когда при ее юте пользовании увеличивается неопределенность и уменьшается вероятность достижения цели. Такую информацию называют дезинформацией.
А.А. Харкевич оговаривал при этом, что предложенная пм модель охватывает не все случаи получения и использования информации, что виды информации, вызывающие эмоции, к примеру, эстетические, остались вне рассмотрения.
Следует отметить различие в уровне ценности одной и той же информации с точки зрения субъекта и объекта управлении. для субъекта она ценна постольку, поскольку на ее основе возможно побуждение объекта к действию или изменению мнения. для объекта — постольку, поскольку на ее основе возможен выбор пути достижения цели с наименьшими ресурсными затратами или в соответствии с каким-либо другим критерием оптимальности.
Информация — есть особая форма существования материи. Подобно веществу и энергии, информацию можно собирать, обрабатывать, хранить, изменять форму ее представления. Однако у нее есть и некоторые особенности, заключающиеся прежде всего в том, что она может возникать и исчезать.
Информация относится к числу воспроизводимых ресурсов. Процесс ее воспроизводства складывается из этапов производства, распространения и использования. Производство (генерация) информации есть общественный процесс познания состояния и законов развития природы и общества.
На основе собранных и обработанных данных проводится их анализ, назначением которого является обобщение фактов и установление существенных связей между явлениями. В этом состоит функция фундаментальных научных дисциплин. далее следуют прикладные исследования, которые конкретизируют информацию о действии фундаментальных законов в определенных сферах деятельности. Эти результаты используются при реализации конкретных систем управления, при проектировании и конструировании систем различного класса.
Распространение информации необходимо для ее многократного использования. Оно осуществляется различными способами (создание специальных информационных систем, обучение, обмен опытом, средства массовой информации, публикации и т. д.).
Использование информации происходит в сфере производства и управления. Его результатом являются либо принимаемые решения, либо производимые продукты и услуги.
Вопрос 4. Этапы жизненного цикла информации
Выработанная системой информация должна быть отражена на материальном носителе и должна храниться в течение определенного периода времени или «цикла жизни». В связи с этим можно выделить следующие операции:
• Хранение. Информация появляется в результате наблюдения и регистрации некоторого явления. Прежде чем она может быть обработана или использована, она должна храниться в какой-либо памяти на материальном носителе.
• Преобразование информации. Хранящаяся информация может быть преобразована в некоторую, более удобную форму для хранения, передачи, обработки, восприятия.
• Передача. Информация передается в пространстве от источника к запоминающему устройству, на обработку, пользователю для принятия решений и т. д.
• Сортировка, синтез, обработка. Обычно информация поступает в случайном порядке. Для уменьшения времени поиска требуемой информации, ее обработки требуется предварительная сортировка по заданным признакам. Нередко требуется объединить, агрегировать ряд отдельных информационных элементов для получения полного сообщения. Количественную информацию приходится обрабатывать в целях изменения ее формы или выявления значений, решая уравнения или применяя формульные выражения.
• Использование. После преобразования информации в удобную для использования форму она воспроизводится в виде, необходимом для принятия решений.
• Оценка. Значение информации зависит от потребности в ней, достоверности, надежности и своевременности. Массивы информации должны систематически пересматриваться с целью устранения устаревших бесполезных данных.
• Уничтожение информации может осуществляться после ее многократного использования либо при отнесении ее к классу устаревшей. Уничтожение информации является концом цикла ее жизни.
Вопрос 5. Характерные особенности информации в человеко-машинных системах
Рассмотрим некоторые наиболее важные характерные особенности информации для человеко-машинных систем организационного управления.
Целевое назначение. Информация имеет определенную цель в момент передачи ее для использования, в противном случае это просто шумы. Одна и та же информация может иметь многоцелевое назначение. Создание новых концепций, установление проблем, решение проблем, принятие решений, планирование, оперативное управление, контроль, поиск являются основными целями информации в человеко-машинных системах.
Способ и формат. Основными способами выдачи информации в человеко-машинных системах являются визуальный и звуковой. Формат также является общей характеристикой для человека и машины. Люди получают большую часть информации в виде документов определенной формы. Широкое распространение получили средства удаленного доступа к ЭВМ.
Под документом понимают семантическую информацию, зафиксированную на любом носителе (кроме памяти человека и ЭВМ) и на любом языке с целью использования в системе управления.
Носитель информации — это любая стабильная материальная среда, на которой фиксируется информация. Документ может подвергаться записи, преобразованию, передаче, хранению, сбору, поиску, чтению, использованию. В существующих системах управления в основном используют бумажные документы.
Избыточность. Понятие избыточности имеет важное значение при построении систем. В такой системе, где стоимость ошибки в результате неправильного преобразования команд или выхода из строя какого-либо элемента может иметь критическое значение, должно быть предусмотрено создание значительной избыточности информации.
Увеличение избыточности приводит к увеличению объема сообщения (без увеличения его информативности), а, следовательно, к увеличению времени доставки и ее удорожанию. Повышение достоверности обнаружением и исправлением ошибок может быть достигнуто, если избыточность вводить в информацию путем передачи значений дополнительных признаков, связанных с теми, значения которых необходимо передать.
Быстродействие. Скорость передачи и приема информации определяется временем, необходимым для понимания ситуации на объекте. Скорость работы устройства системы может измеряться количеством данных, обрабатываемых или передаваемых в единицу времени. В системах управления экономическими объектами передача информации может осуществляться с небольшой скоростью, ограниченной пропускной способностью человека. Высокая скорость передачи информации представляет интерес для систем, действующих в реальном времени.
Периодичность. Периодичность или частота передачи информации связана с необходимостью принятия решений. На уровнях оперативного управления поступление информации требуется с периодичностью, соответствующей происходящим реальным событиям. Периодичность передачи или поступления информации оказывает существенное влияние на ее ценность. Редкие сообщения могут потерять всякую ценность и не нести никакой информации. Слишком частое поступление информации может оказаться помехой, отвлекающей внимание и вызывающей перегрузку человека, воспринимающего эту информацию.
Детерминистический или вероятностный характер информации. Информация о прошлом является детерминистической. Информация же о будущем всегда содержит элемент неопределенности. Зачастую некоторая информация считается определенной в том смысле, что считает бесспорным существование некоторого значения той или иной величины (например, нормы расхода материалов и т. д.). Однако в этом случае также имеется неопределенность, просто вероятность изменения этой величины в будущем достаточно мала.
Затраты. Как вещество и энергия, информация характеризуется затратами на ее получение. Затраты на информацию определяются тем общественно полезным трудом, который затрачивается на сбор, хранение, обработку и поиск информации. Они обычно довольно существенны. Поэтому прежде чем пытаться получить какую-либо информацию, нужно сравнить ее ценность с затратами на получение.
Ценность информации. Под ценностью информации или ее потребительской стоимостью понимается тот материальный эффект, который дает использование данной информации. С этой точки зрения можно считать, что ценность информации определяется характером объекта и истинностью сообщений. В значительной степени ценность информации зависит от способа и скорости ее передачи, периодичности, детерминистического и стохастического характера, достоверности, надежности, старения
и прочих факторов.
Ценность информации для принятия решений определяется, в основном, ценностью самого решения, для принятия которого используется информация, ожидаемыми результатам его реализации и степенью влияния информации на принимаемое решение. Изменение ценности информации во времени может происходить скачком — когда существует критический срок принятия решений, для которых она предназначена, либо постепенно.
Зависимость между объемом сообщений и ценностью информации обычно имеет нелинейный характер — ценность возрастает медленнее, чем объем. Ценность информации может быть отрицательной для пользователя (случаи дезинформации, целенаправленной или случайной). При этом необходимо отметить, что конкретный ответ на вопрос о ценности информации в реальных условиях производства может быть слишком сложным и дорогостоящим.
Если система формирования сообщений и доставки информации будет идеальной с точки зрения достоверности и других факторов, ценность информации будет определяться только функцией ее старения, которая в разнотипных системах имеет различный вид.
Надежность и достоверность. Достоверность информации характеризует, в какой степени эта информация отражает то, что она должна отражать. Надежность характеризует, скорее, технические возможности средств передачи и обработки информации. Информация может быть надежно переданной и обработанной, но исходно недостоверной и наоборот.
Статичность и динамичность. Информация, которая не меняется во времени, называется статичной. Примером статичной информации являются постоянные данные типа таблиц физических констант, справочников, расписаний и пр. Информацией с динамическими характеристиками являются меняющиеся во времени данные, например оперативные данные о ходе производственного процесса.
Степень секретности (конфиденциальности). Секретной
(конфиденциальной) является информация, доступ к которой ограничивается в соответствии с законодательством либо корпоративными интересами.
Информация, необходимая для эффективного управления, должна удовлетворять ряду требований. Среди основных отметим следующие: информация должна быть целевой, необходимой и достаточной, надежной и достоверной, своевременной и должна быть представлена в виде, удобном для дальнейшего использования.
На эффективность передачи, усвоения и использования информации влияют различные факторы, в частности языковые, географические, исторические, социально-политические, гносеологические, ведомственные, экономические, терминологические, технические. Так, например, полнота и достоверность информации в общем случае обратно пропорциональна расстоянию между объектом и субъектом информационного взаимодействия и временному интервалу, разделяющему то или иное событие и сообщение о нем. Анализ происходящих в мире социально-экономических процессов показывает, что информация стала основным предметом труда для значительной части трудящихся самых различных областей деятельности (ученые и специалисты, служащие, руководители, госаппарат, конструкторы и Т. д.).
Кроме того, происходят существенные качественные перемены в характере работы людей, для которых основным предметом труда являются материальные объекты. Информация для них — основной источник роста производительности труда.
Указанные обстоятельства обусловливают повышенное внимание к вопросам разработки и использования информационного обеспечения в системах организационного управления.
Вопрос 6. Информация об окружающей среде
Окружающая среда постоянно оказывает воздействие на объект управления, а объект для достижения намеченных целей также стремится оказать соответствующее воздействие на окружающую среду. В случае изменения окружающей обстановки объект неизбежно меняет формы своей деятельности.
Для правильного определения целей и эффективных методов деятельности объект в каждый момент времени должен иметь сведения, с одной стороны, об окружак5щей обстановке и ее изменениях (информация о внешних условиях), с другой стороны — сведения о своей организации и ее функционировании (информация о внутренних условиях).
Деятельность объекта управления, его реакция на изменение внешних и внутренних обстоятельств основываются на анализе и обработке информации об изменениях внешних и внутренних условий (рис. 6.2.1). Информация об окружающей обстановке может быть классифицирована следующим образом
1. Существующее законодательство, правительственные мероприятия, приказы, распоряжения и инструкции вышестоящих органов управления. Эта информация имеет особо важное значение при разработке стратегических и тактических планов развития и функционирования объекта управления.
2. Демографические и социальные тенденции развития общества. Эта информация особенно существенна при планировании развития предприятий, выпускающих товары широкого потребления. Виды выпускаемых товаров и услуг в значительной степени зависят от общей численности, структуры, размещения и покупательной способности населения.
3. Экономические тенденции развития, к которым относятся индексы деловой активности, включая объемы инвестиций, уровень и тенденции роста валового национального дохода, уровень занятости, производительность труда по отраслям, цены на товары, котировки ценных бумаг и другие экономические показатели, которые могут оказаться существенными при принятии решений о планах работы конкретного объекта.
4. Факторы производства. Эта информация характеризует источники, затраты, размещение, наличие, доступность и производительность основных элементов производства (трудовые ресурсы, производственные материалы, оборудование, сооружения и т. д.).
5. Маркетинговая информация о спросе на продукцию объекта, ее конкурентоспособности, качестве, надежности и других характеристиках выпускаемой продукции.
6. Маркетинговая информация о положении дел у поставщиков, потребителей и аналогичных предприятий. Сюда же относится информация о модернизации этих предприятий, внедрении новых научно-исследовательских и проектно-конструкторских разработок, а также о других факторах, которые могут оказать влияние на развитие и функционирование рассматриваемого объекта.
Полное, исчерпывающее удовлетворение потребностей в информации об окружающей обстановке, по-видимому, обеспечить невозможно. Тем не менее, эти потребности следует учитывать, несмотря на незначительные возможности отдельных систем по осуществлению контроля окружающей обстановки. Проблема поиска информации об окружающей среде осложняется также тем, что зачастую трудно на этапе поиска определить, относится ли она к решаемой задаче, будет использована или нет.
Вопрос 7. Методы поиска информации об окружающей среде
Основными методами получения информации об окружающей обстановке является формальный и неформальный поиск.
· Формальный поиск является систематической реализацией заранее разработанных планов поиска конкретной информации по заданным проблемам. Типичным примером такого поиска является тщательно отработанный и научно обоснованный порядок изучения обстановки в отраслях и народном хозяйстве в целом перед разработкой перспективных планов его развития.
· Неформальный поиск представляет собой активный, целенаправленный, но относительно неупорядоченный поиск (поиск не по заранее разработанному плану) конкретной информации. Примером такого поиска может быть поиск новых идей для усовершенствования заданных технологических процессов.
· Внецелевое наблюдение. Сотрудники, изучающие окружающую среду, не ставят перед собой конкретных целей поиска, за исключением того, что они должны осуществлять поиск данных, которые могут оказаться полезными в настоящем или будущем. Такой поиск происходит путем чтения газет, книг, проф.журналов, проведения бесед, участия в конференциях, симпозиумах, совещаниях
· Целевое наблюдение. Сотрудники, изучающие окружающую обстановку, обращают внимание на определенную сферу деятельности без осуществления активного поиска. Однако, если появляется какой-либо сигнал, следует быстро оценить его и использовать полученную информацию.
Вопрос 8. Состав информационного обеспечения и особенности его обработки
В состав информационного обеспечения входят:
• нормативные и справочные данные, составляющие информационный базис системы;
• текущие сведения, поступающие извне системы, требующие ответной реакции системы или влияющие на алгоритм выработки решений;
• накапливаемые учетные и архивные сведения, необходимые для планирования и развития системы.
Поступающие в систему текущие сведения часто называют оперативной информацией.
Поскольку любая информация должна быть отражена на носителе, разработка информационного обеспечения состоит не только в определении смыслового содержания и информационных характеристик потоков, но и в определении материальных носителей информации, создании системы документации и системы хранения информации на машинных носителях.
Вследствие того, что система и окружающая среда подвергаются частым изменениям, для обеспечения стабильности результатов необходимо эффективно управлять процессом ввода необходимых изменений, т. е. изменения нужно своевременно обнаруживать и, в случае необходимости, производить соответствующую коррекцию решений.
В связи с этим возникают понятия необходимой и достаточной информации, обеспечивающей заданное качество выработанного управляющего воздействия.
Значения некоторых параметров остаются постоянными или изменяются во времени сравнительно редко. Примером таких параметров могут служить стоимость сырья, цена продукции, производительность оборудования и т. д. Поэтому к важнейшим принципам организации информационного обеспечения относятся:
• однократный ввод данных и многократное их использование;
• агрегация и фильтрация информации;
• зависимость степени агрегации от уровня принятия решений.
Выполнение этих принципов предусматривает комплексное использование массивов информации при решении разнообразных задач в системах организационного управления.
В качестве своеобразного фильтра информационных потоков может служить дерево целей и критериев системы. Прежде всего, оценивается, имеет ли каждое конкретное сообщение отношение к решению интересующей нас проблемы, а затем — к какому уровню решения проблемы оно относится.
Существующую в настоящее время в реальных системах управления совокупность информационных потоков можно сравнить с айсбергом, нижняя и большая часть которого соответствует всей совокупности имеющихся данных, а верхняя соответствует отфильтрованной и агрегированной информации, которая используется для выработки управляющих воздействий.
Считается, что руководство организаций несет больший ущерб из-за нехватки необходимой информации, чем от избытка ненужной. Однако даже поверхностный анализ информационных потоков показывает, что большинство руководителей страдает, скорее, от информационной перегрузки. В связи с этим они стараются пользоваться в своей работе методами, в меньшей степени зависимыми от наличия информации. Таким образом, увеличение и без того гигантского потока информации отнюдь не способствует улучшению ее практического использования.
В существующих системах управления, несмотря на кажущееся строгое распределение функций между узлами различного ранга, довольно часто наблюдается перенесение в узлы более высокого ранга тех задач, которые могли бы решаться в узлах более низкого ранга. Это резко уменьшает эффективность системы управления в целом из-за увеличения загрузки узлов обслуживания верхних уровней решением несвойственных им задач.
Кроме того, как показал анализ исследования информационных потоков, в системах с нерационально распределенными функциями наблюдается резкое увеличение плотности информационных потоков и рост объема неиспользуемой и дублирующейся информации.
При проектировании информационных потоков в системах управления необходимо использовать метод исключения. Обычно только незначительная часть факторов имеет существенное значение при принятии решений, поэтому основная масса данных, которая идентифицирует ситуацию, должна быть отфильтрована. Во многих случаях отобранные данные требуют дополнительной обработки, такой, как определение различного рода отношений, коррелятивных взаимосвязей и т. д. При этом большие объемы данных преобразуются в форму, удобную с точки зрения семантического анализа их содержания, т. е. объем анализируемых данных в определенном смысле «сокращается».
Этой же цели служит принцип передачи информации об отклонениях, когда учитываются только факты о необычных случаях, отклонениях от нормы, критических или аварийных ситуациях. Однако при использовании этого принципа следует время от времени передавать и обрабатывать информацию и об абсолютных значениях параметров управляемой системы, так как в противном случае у руководителя теряется конкретное представление об управляемой системе.
На использование информации человеком в процессе принятия решений существенно влияет характер решаемых задач, определяемый иерархической структурой управления. В связи с этим представляет интерес рассмотреть иерархию функций аппарата управления по уровням обработки информации.
Вопрос 9. Уровни обработки информации
· Первым уровнем является сбор первичных данных. Этот уровень обеспечивает выявление и регистрацию, обычно в цифровой форме, сведений о предметах и процессах, характеризующих функционирование объекта.
· На втором уровне проводятся группировка и обобщение первичных данных в разных разрезах с целью получения укрупненных показателей. При этом устраняется структурная и статистическая избыточность путем учета вероятностных характеристик сообщений. Результаты обработки представляются в виде разного рода сводок, рапортов, отчетов. В этих данных обычно содержится информация, необходимая для выполнения функций планирования, управления и учета.
· Третий уровень обеспечивает выделение информации, необходимой для решения задач управления.
Обработка информации с помощью ЭВМ на более высоких уровнях заключается в подготовке вариантов возможных решений. Принятие окончательных решений является прерогативой руководителя.
Это, внешне элементарное, рассмотрение позволяет сделать следующие выводы:
1. Все уровни обработки информации ориентированы на человека (коллектив), принимающего окончательные решения. Это связано как с проблемой ответственности, которая принципиально не может быть передана машине, так и с необходимостью учета широкого круга социально-экономических и политических факторов при решений разнообразных вопросов, которые при современном уровне наших знаний не могут быть формализованы, а, следовательно, не могут быть автоматизированы.
2. При построении автоматизированных информационных систем часто недооценивается тот факт, что эффективность системы существенно зависит от наличия в ней информационного фильтра, соответствующего третьему уровню обработки информации. Только придание информационной системе способности выделять управляющую информацию и эффективно выдавать ее потребителю превращает автоматизированную информационную систему в качественно новый инструмент управления, способный существенно повысить эффективность руководства.
З. Человек может управлять, не зная «алгоритма» управления. Машина этого не может. Однако ни человек, ни машина не могут управлять без информации об объекте. Поэтому, как правило, нецелесообразно автоматизировать высшие уровни обработки информации до автоматизации предшествующих им уровней.
Вместе с тем человек может повысить эффективность управления при помощи информационной системы, при условии, что она устроена должным образом. Как? На этот вопрос, естественно, нельзя дать однозначного ответа, однако можно и нужно отчетливо представлять факторы, от которых зависит эффективность информационных систем, и проблемы, которые здесь возникают.
С повышением уровня управления меняется его характер. На низших уровнях управления решаемые задачи носят, скорее, тактический характер. Это объясняется тем, что, с одной стороны, управляющий орган расположен в непосредственной близости от управляемого объекта, и он может получать детальную информацию о любых отклонениях от плана и быстро принимать соответствующие решения. С другой стороны, имеющиеся ресурсы не позволяют решать долгосрочные задачи.
Высшие же органы управления в большей степени решают стратегические задачи, связанные с перспективным планированием, перераспределением ресурсов, но не могут решать тактических задач в таком объеме, как это делается на низших уровнях.
Вопрос 10. Коэффициент интеграции информации и основные направления ее агрегации
Интеграция проводится как по времени, так и по множеству выходящих из узлов низшего уровня информационных потоков. Поэтому количество информации, выходящей из рассматриваемого узла управления, уменьшается по сравнению с суммарным количеством информации, входящей в рассматриваемый узел из узлов низшего уровня.
Степень интеграции или, наоборот, «размножения» информации можно характеризовать коэффициентом β:
β = I вых \ Iвход
где — I вых количество информации, выходящее из узла системы (число показателей или трудоемкость обработки); I вход— количество информации, входящей в узел системы (число показателей или трудоемкость обработки).
Методы обобщенного представления информации на любом из уровней системы связаны с агрегацией информации, под которой понимается процесс обобщения и выделения данных из первичного множества параметров с целью формирования групповых обобщенных характеристик, позволяющих судить о существенных признаках поведения и состояния исходного множества данных.
В зависимости от свойств обобщенных характеристик и методов их формирования можно выделить три направления агрегации информации:
· функционально-логическое (основано на использовании функциональных и логических связей параметров между собой, а также их отношений к состоянию объекта и целевой функции управления)
· аналитическое (в результате аналитической агрегации представляются интегральные или экстремальные характеристики множества данных, связанных с ними функциональными зависимостями)
· статистическое (направление статистической агрегации связано с формированием и представлением множества отдельных значений параметров их статистическими распределениями и характеристиками)
Вопрос 11. Избыточность информации и способы ее сжатия
Операция сжатия или свертывания информации предполагает, что в результате некоторого преобразования какому-либо сообщению ставится в соответствие более короткое сообщение. Существо всякого сжатия информации заключается в устранении избыточности, которая имеется в исходном сообщении. Любая информация избыточна (некоторые языки избыточны на 70-80%), избыточной информацию делают также различные знаки препинания и многое другое. Но стоит заметить, что повышение избыточности ведет к увеличению достоверности. Информативность сообщения, однако, падает, если оно чрезмерно избыточно.
Способы сжатия информации можно классифицировать следующим образом.
· А. По типу элемента информации, над которым выполняется операция сжатия: побуквенное, пословное, словосочетания, фразы, тексты.
· Б. По характеру операции сжатия информации:
при побуквенном сжатии сообщений
1) оптимальное неравномерное кодирование символов алфавита;
2) укорочение допустимой для данного алфавита длины кодовой комбинации символа;
при пословном сжатии слов, словосочетаний и фраз
1) аббревиатура (условные сокращения);
2) устранение некоторых символов в сообщении на естественном языке;
3) постановка в соответствие данному сообщению более короткого;
4) вычисление идентификатора или адреса исходного сообщения по его исходной записи при сжатии текстов или представлению:
· более плотная упаковка информации, записанной в памяти;
· библиографическое описание;
· аннотирование;
· реферирование;
· индексирование.
· В. По характеру взаимосвязи элементов информации в процессе сжатия: автономное, с учетом взаимосвязи информационных элементов.
Вопрос 12.Новые информационные технологии
Современные информационные технологии (ИТ) определяются как непрерывные процессы обработки, хранения, передачи и отображения информации, направленные на эффективное использование информационных ресурсов, средств ВТ и передачи данных при управлении системами различного класса и назначения. ИТ существенно увеличивают степень автоматизации всех информационных процессов, всех стадий формирования результирующих данных (информационных продуктов), что является предпосылкой ускорения темпов научно-технического прогресса, повышения производительности и эффективности управленческого труда.
Основу современных информационных технологий составляют четыре технических достижения:
1. Появление новых носителей информации (магнитные диски, стриммеры, CD-ROM, DVD-ROM, флеш-карты и др.).
2. Развитие средств связи, обеспечивающих доставку информации практически в любую точку земного шара без существенных ограничений во времени, широкий охват населения средствами связи (телевидение, глобальные сети передачи данных, спутниковая связь, лазерная связь и др.).
3. Возможность автоматизированной обработки информации в местах ее возникновения с помощью персональной ЭВМ.
4. Возможности удаленного доступа и обработки информации, хранящейся в распределенных базах и банках данных.
ИТ развивались в процессе целенаправленной интеграции средств хранения, обработки, передачи и представления информации в комплексные системы, обеспечивающие циркуляцию требуемых потоков данных в рамках определенных организационных систем.
Основной целью применения современных ИТ являются создание и использование активных информационных ресурсов, которые представляют собой ту часть потенциальных информационных ресурсов, которую составляет информация, доступная для автоматизированного поиска, хранения и обработки, т. е. формализованные и записанные на машинном носителе знания и навыки, документы и т. д.
Вопрос 1
3. Составные элементы новых информационных технологий
Основными составными элементами ИТ являются:
· ввод и преобразование информации в реальном масштабе времени; • ввод и обработка изображений;
· обработка сигнальной информации в местах ее зарождения;
· обработка речевой информации;
· активный диалог ЭВМ с пользователями в процессе автоформализации знаний;
· имитационное моделирование функционирования организационных систем;
· хранение больших и сверхбольших массивов данных;
· сетевой обмен информацией (ведение диалога, осуществление видео- и телекоммуникаций, электронная почта, видеотекст, телетекст, электронная конференция, электронная книга, электронная торговля и т. д.);
· мультипроцессорная обработка данных в распределенных системах;
· оперативное распространение информации по локальным, региональным и глобальным вычислительным сетям;
· обеспечение безбумажного документооборота в организациях и учреждениях.
Вопрос 1
4. Средства реализации новых информационных технологий
Основными средствами реализации ИТ являются:
· быстродействующие мини- и микроЭВМ (ПЭВМ), мощные многопроцессорные вычислительные системы, файл-серверы и др.;
· высокоэффективные средства ввода и отображения информации в удобном для восприятия человеком виде (новые виды дисплеев, устройств ввода и вывода информации);
· помехоустойчивые надежные средства коммуникаций (системы передачи данных), обеспечивающие сетевые режимы обработки и передачи информации со скоростями
100—1000 Мбт/с и более;
· системы автоматизации разработки программного и информационного обеспечения информационно-управляющих систем;
· системы управления распределенными базами данных и знаний;
· высокоскоростные печатающие устройства с памятью, факсимильная техника, средства оргтехники, средства сопряжения технических устройств различных типов, средства преобразования кодов и др.
Мини - и микроЭВМ позволяют все большему числу пользователей вести децентрализованную обработку непосредственно у источника данных, без передачи их большой ЭВМ. Вместе с тем объединение ЭВМ в сети (локальные, региональные и глобальные) позволяет пользователям сочетать преимущества автономной распределенной обработки информации с возможностями индивидуального доступа к общим информационным ресурсам отдела, фирмы, района и т. д.
Технические средства «электронной почты» и вычислительных систем создали предпосылки внедрения в организационных системах так называемой «безбумажной» технологии, при которой части информационных потоков и массивов (файлов) переносятся на бумажный носитель лишь в строго регламентированных случаях, связанных в основном с подготовкой и представлением подразделениями и организацией в целом официальных итоговых отчетов.
Современный этап автоматизированной обработки данных в организационных системах характеризуется переходом от централизованной обработки информации к распределенной (децентрализованной) на основе широкого применения персональных ЭВМ (ПЭВМ) и использования «интеллектуальных» средств взаимодействия с информационными ресурсами системы. Ввод и обработка информации на рабочем месте сотрудника (руководителя и специалиста) с использованием ПЭВМ позволяет повысить качество, точность, своевременность и актуальность подготавливаемых документов и увеличить скорость их подготовки.
Вопрос 15 Причины запаздывания информации в условиях чрезвычайных ситуаций
Основными причинами, вызывающими такое запаздывание, являются:
o Инерционность информационной системы. Этот тип задержки объясняется необходимостью затрат времени на наблюдение, обработку результатов наблюдения, интерпретацию результатов, передачу полученной информации соответствующим руководителям. Инерционность является также следствием затрат времени со стороны руководства на обмен информацией друг с другом и выработку общей позиции.
o Проверка достоверности информации о возникновении ЧС. Естественно, проблема достоверности подобной информации чрезвычайно важна. Однако даже при наличии абсолютно достоверной информации некоторая часть руководства будет утверждать, что нет абсолютной уверенности в реальности возникновения ЧС и устойчивом характере ее развития. Они будут выступать за то, чтобы еще немного подождать и посмотреть, не отпадет ли угроза сама собой. Ярким примером является ситуация, сложившаяся на Чернобыльской АЭС после взрыва реактора на четвертом блоке, когда разлетевшиеся по территории станции куски радиоактивного графита не стали достаточным доказательством происшедшей трагедии даже для специалистов-ядерщиков.
o Психологические особенности человека, которые заключаются, во-первых, в том, что некоторые руководители, деятельность которых имеет прямое отношение к возникшей ЧС, могут полагать, что признание ее существования отразится на их репутации либо приведет к потере занимаемой должности. Другие руководители, даже если они убеждены в реальности ЧС, будут всячески добиваться задержки ее официального признания с тем, чтобы получить некоторый резерв времени, в течение которого они могли бы укрепить собственные позиции и выбрать тактику отступления, не угрожающего потере их статуса. Во-вторых, подобное запаздывание вызывается неприятием непривычного, поскольку руководителям (и человеку вообще) свойственно доверять прошлому, привычному опыту и отвергать необычное, новое, считая его невероятным и несостоятельным.
Следует отметить, что психологические причины запаздывания практически всегда отрицаются, так как негативно сказываются на репутации соответствующих руководителей. В качестве причины обычно называется необходимость удостовериться в точности информации о ЧС.
Эти и другие причины, как правило, вызывают значительное запаздывание адекватной реакции руководства на появление ЧС и приводят к значительному увеличению общего ущерба от их развития.
Оставаясь неопределенной на первых этапах, информация о возможности возникновения ЧС и альтернативах ее развития может быть в некотором смысле полезной и содержательной.
Вопрос 16. Уровни осведомленности о чрезвычайных ситуациях
При этом можно выделить несколько уровней осведомленности о ситуации.
· Нулевой уровень соответствует наименьшему объему полезной информации. На этом уровне известно лишь, что не исключено возникновение некоторой ЧС, однако ни ее природа, ни причина и источники возникновения не известны. Выявление такой информации требует от руководителей чутья, опыта и квалификации. Хорошими специалистами по выявлению такой информации являются эксперты либо высококвалифицированные консультанты.
· На следующем уровне осведомленности обычно известен потенциальный источник возникновения ЧС, однако альтернативы ее развития, возможные последствия неясны.
· На следующем, третьем, уровне осведомленности известны в общем плане последствия ЧС и альтернативы ликвидации этих последствий, однако этой информации недостаточно для того, чтобы не рисковать при принятии решений. Неопределенность в деталях на этом уровне осведомленности остается довольно большой.
· И, наконец, четвертый уровень осведомленности соответствует ситуации, в рамках которой у руководства имеется достоверная информация в объеме, необходимом и достаточном для разработки детальных стратегических планов предупреждения ЧС и ликвидации последствий в случае их возникновения. Таким образом, осведомленность о возможной ЧС растет постепенно.
Вопрос 17.
Направления обработки информации о чрезвычайных ситуациях
Обработка поступающей в условиях ЧС в штаб информации ведется по четырем основным направлениям.
· В рамках первого направления постоянно ведется обработка текущей информации.
· второе направление является проблемно-функциональным;
· третье — территориальным
· четвертое — обобщающим, в рамках которого интегрируется не только поступающая информация, но и результаты ее аналитического анализа по проблемно-функциональным и территориальным аспектам с целью дальнейшего стратегического обобщения.
Следует отметить, что время для детального анализа и оценки сообщений в условиях ЧС крайне ограничено. Поэтому важно помнить, что текущие, разведывательные необработанные данные вещь опасная, поскольку даже автор того или иного сообщения не может гарантировать его достоверность и полноту. В связи с этим лица, принимающие решения, должны понимать особенности работы с «информационным сырьем», с «сырыми» текущими данными.
Вопрос 18. Понятие достоверности информации. Требования к достоверности информации в различных системах управления
Под достоверностью обработки данных в СОУ понимают некоторую функцию вероятности ошибки, т.е. события, заключающегося в том, что реальные данные в системе не совпадают (в пределах заданной точности) с некоторым их истинным значением.
Использование различных механизмов обеспечения достоверности при обработке данных требует введения в системы обработки данных (СОД) информационной, временной или структурной избыточности. Механизмы обеспечения достоверности при обработке данных представляют собой совокупность методов контроля и выявления ошибок в исходных и получаемых данных, их локализации и исправления.
Целью применения механизмов повышения достоверности при обработке данных является снижение доли ошибок до определенного допустимого уровня. Добиваться стопроцентной достоверности, как правило, нецелесообразно, т. к. это резко повышает сложность системы, стоимость ее разработки и внедрения. В конкретных СОУ на уровне регионов, предприятий и отраслей требуемая достоверность должна устанавливаться с учетом последствий, к которым могут привести возникшие ошибки, и тех затрат, которые необходимы для их предотвращения (см. табл. 8.1.1).
На этапе синтеза создается система обработки данных и обеспечения их достоверности, включающая выбор методов и механизмов обеспечения достоверности и обеспечивающая оптимизацию выбранного критерия при заданных структурных, экономических и технологических ограничениях. Процедура синтеза предусматривает при этом максимизацию достоверности данных или минимизацию затрат на разработку и эксплуатацию при условии обеспечения заданного уровня достоверности.
Задача повышения достоверности при обработке данных в СОУ заключается в контроле правильности данных, обнаружении ошибок и их исправлении на различных этапах обработки.
Исследование проблем обеспечения достоверности в СОУ осуществляется на трех различных уровнях. Первый уровень, синтаксический, связан с контролем и обеспечением достоверности элементарных составляющих данных символов или знаков. На втором уровне, семантическом, обеспечивается достоверность смыслового значения данных, их логичности, непротиворечивости и согласованности. Третий уровень, прагматический, связан с исследованием вопросов достоверности информации при принятии управленческих решений, ее доступности и своевременности, влияния ошибок на качество и эффективность функционирования системы управления.
СО любого класса представляет собой человеко-машинную систему и обладает рядом специфических свойств, основными из которых являются:
многоэтапность обработки данных; использование комплекса вычислительных средств, технических средств подготовки и обработки данных; участие человека на ряде этапов обработки данных; большой объем обрабатываемых данных; многократное использование одних и тех же исходных данных для получения различных выходных результатов.
Вопрос 19. Классификация ошибок в человеко-машинных системах
СОУ любого класса представляет собой человеко-машинную систему.
Ошибки возникают на любом этапе функционирования СОУ:
· ошибки персонала СОУ (Ошибки персонала связаны с психофизиологическими возможностями человека (неправильной интерпретацией используемых данных, значительным превышением объема поступающих данных, физической способностью человека перерабатывать поступающую информацию, усталостью, снижением работоспособности человека к концу смены); объективными причинами (несовершенством моделей представления информации, отсутствием должностных инструкций и нормативов квалификацией персонала, несовершенством технических средств, неудачным расположением или неудобной конструкцией их с точки зрения эксплуатации); субъективными причинами (небрежностью, безразличием некоторых пользователей, следствием нарушения принципа материальной заинтересованности, преднамеренным искажением данных в корыстных целях, отсутствием должного контроля со стороны руководства за качеством выполняемых работ, несознательностью, безответственностью отдельных пользователей, плохой организацией труда).
· ошибки, вызванные неисправностью технических средств системы (Неисправность технических средств системы приводит к ошибкам, связанным с отлаженностью оборудования для ввода данных, процессора или периферийного оборудования ЭВМ, несоответствием техническим нормам и условиям хранения машинных носителей, физическим износом и старением элементов и узлов технических средств и различного рода помехами.
· ошибки во входных данных
· ошибки пользователя.
· ошибки в программном обеспечении СОУ
· отдельно выделяют класс ошибок, возникающих в процессе обработки информации на ЭВМ. Основными причинами ошибок на данном этапе являются: помехи, сбои и отказы аппаратных и технических средств, недостаточная точность или ошибки в исходных данных, округление исходных, промежуточных и выходных данных, неадекватность реализованных математических моделей реальным процессам, приближенный характер используемых методов решения задач на ЭВМ, ошибки в программах.
Ошибки систематизируются также по уровням:
Каждое подмножество ошибок, относящееся к одному из указанных уровней, подразделяется, в свою очередь, на подмножества транскрипционных и транспозиционных ошибок, которые, в сою очередь, подразделяются по кратности. Следует отметить, что необходимость разделения ошибок на транскрипционные (замена символов) и транспозиционные (перестановка символов) диктуется различной обнаруживающей способностью методов контроля.
Вопрос 20. Методы контроля данных
Методы контроля данных с целью повышения их достоверности в СОУ классифицируются по количеству основных операций:
