Теория информационных процессов и систем

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Основы теории информации 4
1.1 Предмет и задачи теории информации 4
1.2 Понятие и свойства информации 5
1.3 Мера информации 6
1.4 Базовые информационные процессы 7
2. Основы теории систем 10
2.1 Определение системы и базовые понятия теории систем 10
2.2 Виды и формы системных структур и классификация систем 11
2.3 Информационная система 13
2.4 Основные характеристики процессов обработки информации 15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 17

1.1 Предмет и задачи теории информации
Теория информации – наука, изучающая процессы, связанные с передачей, хранением, преобразованием информации в природных технических и социальных системах. Она применяет методы математической статистики, теории вероятности, линейной алгебры, представляющих для теории информации математический фундамент.
Сегодня теория информации и ее методы находят свое применение во многих прикладных научных областях: в информатике, криптографии, экономике, теории управления, в обработке изображения и пр.
Теория информации сравнительно молодая наука её возникновение связывают с появлением публикаций американского ученого Клода Элвуда Шеннона, англ. Claude Elwood Shannon (1916–2001 гг.) в середине XX века. В одной из них – «Математическая теория информации» (1948 г.) были изложены идеи, ставшие впоследствии основой для теорий и техник информационных процессов, базовыми из которых являются процессы обработки, передачи и хранения информации. Публикация К.
...

1.2 Понятие и свойства информации
Информация – базовое понятие теории информации. Несмотря на давнее появление (появился термин информация еще в античные времена и произошел от лат. «informatio» – сведения, разъяснения, изложение) и широкое распространение этого термина, понятие информации одно из наиболее дискуссионных в науке.
В теории информации информацией называют лишь те сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают существующую до них степень неопределенности, неполноты знаний. В теории информации рассматриваются любые события, в результате которых уменьшается, уничтожается или исчезает неопределенность.
Свойства информации указывают на качество полученных данных, степень их соответствия потребностям и ожиданиям потребителей. Выделяют следующие основные свойства:
• Достаточность (или полнота) информации – это наличие в ней минимального набора сведений необходимых для понимания ситуации или принятия решений.
...

1.3 Мера информации
Как и в каких единицах измерить информацию? Например: какое количество информации содержится, в тексте данного учебного пособия, в каком-либо кинофильме или видеоролике, в картине художника или в генетическом коде человека? Точного ответа на эти вопросы наука не дает и навряд ли даст в ближайшее время. Однако существуют и находят свое применение несколько различных подходов к измерению информации – Рисунок 1.1 Для измерения информации используются два параметра: количество (I) и объем (V) информации. В зависимости от рассматриваемой формы адекватности эти параметры имеют разную интерпретацию.2

Рисунок 1.1 – Меры информации

Семантические методы измерения информации призваны оценить не только количественную, но и содержательную (смысловую) сторону информации. Их появление послужило основой для возникновения и развития семантической (или смысловой) теории информации.
...

1.4 Базовые информационные процессы
Процесс – это система последовательных действий для достижения какой-либо цели.
Информационный процесс – это последовательность операций по преобразованию информации, которая обеспечивает или поддерживает информационное взаимодействие источника и получателя информации (коммуникантов).
Выделим три базовых информационных процесса:
• процесс сохранения данных: гарантирует выдачу данных получателю в установленные сроки через достаточно большой интервал времени;
• процесс распространения данных: обеспечивает своевременное доведение информационных объектов до получателей;
• процесс обработки данных: реализует алгоритмы получения новых по форме представления информационных объектов из исходных.
Информационные объекты любого процесса информационного взаимодействия: сообщения, данные и сигналы. Сообщения, данные и сигналы являются материальными объектами, но имеют разную физическую природу.
...

2.1 Определение системы и базовые понятия теории систем
История формирования системного подхода в исследовании всех объектов реального мира ведет свое начало с древних времен. Древнегреческий философ Демокрит (460 – 360 гг. до н. э.) положил начало материалистическому атомизму (деление целого на части – атомы), определив фундаментальные категории естествознания – целое, элементы и связь между ними. С этого момента стал формироваться системный взгляд на все предметы, окружающие человека в природе.4
Теория систем изучает закономерности организации, структурирования, функционирования, поведения и существования любого объекта в качестве системы.
...

2.2 Виды и формы системных структур и классификация систем
В исследованиях принято различать разные виды структур как средство описания системы. Структура может быть представлена в графической, матричной формах, в форме теоретико-множественного описания, с помощью языка топологии, математических средств и т. п. Можно выделить следующие средства описания структур.
Сетевая структура представляет декомпозицию элементов, представленных во времени. При сетевом представлении структуры системы (Рисунок 2.1) принято использовать такие понятия, как вершина, ребро, путь, критический путь.5

Рисунок 2.1 - Сетевая структура системы

Иерархическая структура (Рисунок 2.2) представляет собой декомпозицию системы в пространстве, устанавливая уровневые связи (отношения) между элементами (подсистемами) в целом образовании.6

Рисунок 2.2 - Простейшая иерархическая структура системы

Многоуровневые иерархические структуры принято изображать в виде страт, слоев, эшелонов.
...

2.3 Информационная система
Информационная система (ИС) – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленных целей.
В информационных системах в качестве основного технического средства могут использоваться:
• персональные ЭВМ;
• большие ЭВМ;
• супер ЭВМ.
Процессы, протекающие в информационной системе, изображены на Рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Процессы, протекающие в информационной системе

Структуру любой ИС можно представить совокупностью обеспечивающих систем:
• технического обеспечения;
• информационного обеспечения;
• математического и программного обеспечения;
• организационного обеспечения;
• правового обеспечения.
Содержание каждого из обеспечений определено ГОСТом.
Независимо от типа ИС в них реализуются информационные технологии.
...

2.4 Основные характеристики процессов обработки информации
Информационный контур – совокупность устройств, обрабатывающих информацию и связи между ними и обеспечивающих передачу информации. В ИС носителем информации служит физический сигнал. Независимо от физической природы сигналы бывают детерминированными и случайными.
В зависимости от характера представления сигналы бывают непрерывными и дискретными. В ЭВМ сигналы дискретизируются. Совокупность сигналов в процессе их движения в пространстве и во времени от источника к потребителю называется потоком информации.
Поток информации характеризуется количественными и временными характеристиками. Совокупность информационных потоков в ИС можно разделить на три группы: входящие, выходящие, внутренние
Для анализа процесса обработки информации может использоваться модель, представленная граф-схемой алгоритма (ГСА).
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрены предмет и задачи теории информации, понятие информации и ее свойства, мера информации, базовые информационные процессы, определение системы и базовые понятия теории систем, виды и формы системных структур, классификация систем, информационная система, а также основные характеристики процессов обработки информации и другие моменты.
Из вышеизложенного материала необходимо сделать несколько выводов: во-первых, потребность в использовании понятия «система» возникала для объектов различной физической природы с древних времен: еще Аристотель обратил внимание на то, что целое (т. е. система) несводимо к сумме частей, его образующих. Сейчас ученые, изучающие общую теорию систем, провозгласили «принцип эмерджентности».
...