Міжнародні інформаційні системи

· "безперервної" в просторі та у часі фізичною доступністю сервісів ГІІ, тобто можливістю доступу до ГІІ в будь-який момент часу і в будь-якій точці географічного простору;

· технічною простотою доступу до ГІІ, що реалізовується за допомогою використання спеціалізованих інформаційних пристроїв (приладів, терміналів) вводу/виводу нового покоління (information appliances - IA);

· загальною доступністю сервісів ГІІ, передусім по вартості послуг, що дозволяє потенційно кожній людині за прийнятну плату мати необхідний доступ до інформаційних і телекомунікаційний сервісів ГІІ;

· гарантованістю забезпечення необхідної якості обслуговування та захисту інформації при використанні послуг ГІІ;

· широким асортиментом вибору прикладних послуг, що надаються, та охоплюють різні види інформації: аудіо, відео, графічну, динамічну графіку, дані, документи гіпермультимедіа;

· функціонуванням на основі досягнення широкої міжнародної згоди за загальними принципами управління доступом до ресурсів ГІІ, заснованого на безшовному з'єднанні взаємопов'язаних, інтероперабельних комунікаційних мереж, комп'ютерного обладнання, інформаційних баз і інформаційних терміналів.

Для опису та аналізу властивостей ГІІ застосовується деякий набір моделей, за допомогою яких об'єкт дослідження розглядається з різних точок зору. Розглянемо деякі модельні уявлення ГІІ.

Моделі ГІІ. ГІІ являє собою надзвичайно складну комплексну технологію. Фахівці, що займаються цією проблемою, прийшли до висновку, що для специфікації технологій ГІІ, не представляється можливим обійтися деякою єдиною еталонною моделлю. Тому для цілей специфікацій властивостей, послуг, принципів функціонування, організаційної структури і інших аспектів ГІІ, використовується цілий набір різного роду моделей. Розглянемо деякі з них.

Найбільш загальною моделлю призначеного для користувача бачення ГІІ служить її представлення у вигляді середовища, яке наповнює життєвий простір, що реалізовує наступні основні функції:

· акумулювання і інтеграцію різноманітних інформаційних, комунікаційних, проблемно-орієнтованих послуг, включаючи, зокрема, такі прикладні сервіси як, наприклад, електронна пошта, відеоконференції, телемаркетинг, телемедицина, дистанційна освіта і т.п.;

· забезпечення гарантованого персонального доступу до сервісів і ресурсів ГІІ незалежне від часу і місця знаходження споживача за допомогою застосування інтелектуальних інформаційних приладів, якими можуть використовуватися різні термінали, пристрої вводу/виводу даних, комунікаційні прилади, обладнання по обробці інформації, а також їх комбінації;

· всі організаційно-технологічні аспекти, необхідні для підтримки функціонування ГІІ.

При цьому компонентами мережевої інфраструктури ГІІ можуть бути різні типи сучасних мережевих технологій, інтегрованих в єдине всеосяжне телекомунікаційне середовище (наприклад, мережевими компонентами ГІІ можуть бути системи вузькосмужного і широкосмужного ISDN (N-ISDN, B-ISDN), мережі пакетної комутації (PSDN), мережі кабельного телебачення (CATV), сучасні локальні мережеві технології (LAN) та інше).

Для більш детального опису ГІІ застосовується підхід функціональної декомпозиції (в противагу фізичному уявленню), за допомогою якого визначається функціональна структура ГІІ (Functional structure of the ГІІ), що складається з наступних функціональних рівнів:

· мережевої інфраструктури (Network infrastructure) - самого нижнього рівня;

· програмного забезпечення середнього рівня (Middleware);

· рівня додатків (Application).

Мережева інфраструктура надає надійний сервіс для транспортування різних видів інформації, включаючи: дані, текст, факсимільні повідомлення, аудіо- і відео-інформацію, документи гіпермультимедіа, графічні образи, різні інформаційні контейнери. Вона будується з різноманітних типів мереж, за допомогою яких реалізовується доступ користувачів до ресурсів ГІІ. Мережі, інтегровані в інфраструктуру ГІІ, можуть мати свою власну більш детальну структуризацію. Мережева інфраструктура ГІІ охоплює також мережі кінцевих споживачів, так звані, домашні мережі користувача(customer premises network).

Середній рівень включає функції, що реалізовують універсальні сервіси, які використовуються багатьма додатками. До числа характерних функцій Middleware відносяться засоби забезпечення захисту інформації, служба довідника, служба імен, сервіси управління даними, облік вартості обслуговування (біллінг) і т.п.

Рівень додатків охоплює широкий спектр мережевих і інформаційних проблемно-орієнтованих послуг (сервісів), надання яких кінцевому користувачеві складає основне призначення ГІІ. Раніше згадувалися приклади таких сервісів. Ще раз відмітимо найбільш широко відомі з них, а саме: електронну пошту, телефонний сервіс, відеоконференції, телемаркетинг, телемедицину, інтерактивну передачу мови і відеоданих, оперативний пошук розподілених документів гіпермультимедіа.

Наступним кроком розкриття функціональної структури ГІІ є опис композицій груп однорідних функцій. У звіті R60 представлені три такі моделі, звані моделями функціонального групування (Functional groupings). Перша модель включає чотири групи функцій, впорядкованих по рівнях абстракції:

1. Мережевий рівень (Network Level) - найнижчий:

· включає мережі комутації, транспортні мережі, мережі користувача;

· забезпечує сервіс транспортування інформації між кінцевими системами;

· забезпечує підтримку мережевого управління.

2. Рівень організації роботи мережевої інфраструктури (Networking Level):

· моделює логічні мережі, включаючи відповідні засоби адміністративного управління роботою мереж, кошти управління з'єднаннями і сервісами;

· включає засоби комплексування і організації спільної роботи різнотипних мережевих технологій;

· забезпечує різні функції для управління роботою нижче лежачого мережевого рівня.

3. Рівень сервісу (Service Level):

· реалізовує функції обробки, зберігання і розподілу інформації;

· надає функції виклику додатків і управління ними;

· здійснює підтримку мультимедіа технологій;

· надає розвинені телекомунікаційний сервіси як для бізнес-додатків, так і для кінцевих користувачів.

4. Рівень додатків (Application Level)

· містить весь спектр ГІІ прикладних послуг, що надаються.

Наступний рівень деталізації опису властивостей ГІІ займають так звані функціональні (Functional) моделі. Такі моделі визначає склад функціонально-орієнтованих систем (елементів ГІІ), що входять до складу мережевої інфраструктури, і стекову архітектуру функціональних модулів, що реалізовуються цими системами.

Прикладами типів елементів ГІІ можуть служити:

· кінцеве обладнання користувачів (End User Equipment - EUE), як, наприклад, інформаційні прилади (Information Applainces - IA);

· мережі доступу до ядра мережевої інфраструктури ГІІ (Access Network);

· мережі ядра інфраструктури ГІІ (Core Network);

· (домашні)мережі користувача(Customer Premises Network);

· сервери додатків (Application Server);

· сервери брокерських послуг (Brokerage Server) тощо.

Стекові структури функціональних модулів залежать від типу систем, на яких вони реалізовуються. Так, наприклад, для кінцевої системи такий стек складається з наступних п'яти рівнів модулів:

· транспортного (transport), що забезпечує базовий сервіс транспортування даних;

· управління транспортом (transport control), що реалізовує розширені функції мережевого управління, наприклад, управління віртуальними мережами;

· навігація (navigation), що забезпечує функціональність, пов'язану з пошуком і переміщенням інформації в мережі по запитам користувачів;

· форматування інформації, призначеного для реконфігурації даних при використанні багатьох форматів представлення даних, а також забезпечення виведення інформації в термінах культурних елементів кінцевого користувача;

· власне додатків (Application).

Для мережевих елементів інфраструктури ГІІ стек включає тільки два модулі самих нижніх рівнів.

Представлений вище аналіз основ концепції Глобальної інформаційної інфраструктури дозволяє зробити наступні висновки:

1. Розробка концепції і технологій Глобальної інформаційної інфраструктури відноситься до числа найбільш широкомасштабний проектів, що реалізовуються світовою спільнотою і покликані якісно змінити умови життя і діяльність людини.

2. Розробка концепції і технологій Глобальної інформаційної інфраструктури здійснюється на принципах концепції відкритих систем. Зокрема, основні властивості відкритих систем, а саме: інтероперабельність, переносимість, масштабованість, є найважливішими властивостями технологій ГІІ.

3. Розробка концепції і технологій Глобальної інформаційної інфраструктури відкриває новий етап в розвитку стандартизації інформаційних технологій, що характеризується розробкою стандартів для комплексів технологій різних видів індустрій, що інтегруються в сценарії надання послуг високого рівня їх кінцевому споживачеві.

Розділ 3. Основи теорії міжнародної інформації

Поняття інформації. Повідомлення та дані

Сучасне трактування поняття інформації змінюється в міру вивчення форм прояву та усвідомлення ролі інформації в процесах пізнання і керування.

У поняття інформації, що використовується ще з часів Марка Цицерона, люди вкладали цілком певний зміст, визначаючи цим словом повідомлення про будь-що або про стан чого-небудь. У такому змісті поняття інформації нерідко використовується і дотепер. Відповідно до цього трактування під інформацією розуміються, як правило, будь-які відомості, одержувані людиною.

В міру поглиблення наукових досліджень у природу інформаційних процесів, що протікають у технічних, біологічних і соціальних системах, з'являлися усе нові трактування поняття інформації. При цьому виникнув ряд принципових питань, що потребують відповіді. Чи є інформація результатом розумової діяльності людини або вона може бути присутньою і в неживій природі Як співвідносяться поняття матерії та інформації, інформації і свідомості? Ці питання в даний час є предметом пожвавлених дискусій вчених різних фахів.

Інформація - одне з фундаментальних понять науки, таких як матерія та енергія. Слово "інформація" походить з латинського слова informare - зображувати, роз'ясняти, викладати що-небудь, складати поняття про будь-що, - і від російського слова інформувати - давати відомості, про будь-що інформувати. Інформація "взагалі" не існує. Її існування зв'язують з одержувачем (споживачем), у тому числі потенційним.

Інформація надходить по телефону, її переносять телеграф, радіо, телебачення. Вона записується на магнітних стрічках і фоточуттєвому папері, передається людською мовою, поширюється у виді газет, журналів, книг. Інформація зберігається у бібліотеках, архівах, базах даних, її повідомляють нам вимірювальні прилади, смак їжі, запахи, вид зоряного неба.

При значній розмаїтості визначень терміна "інформація" найбільш загальним і прийнятним для більшості застосувань є таке: інформація - це характеристика взаємодії повідомлення зі споживачем. Усе, що ми спостерігаємо, чуємо, сприймаємо дотиком, відчуваємо, є не що інше, як прийом, обробка, накопичення та видача інформації. Справедливо відзначив академік В. М. Глушков, що "... по суті немає жодної ділянки людської діяльності, де б ми ні мали справу з перетворенням інформації ".

За рівнем цінності інформації для учасників інфовзаємодії, ступеня потреби в ній інформацію розділяють на три головних види: особисту, масову і спеціальну.

У широкому змісті інформація - це відомості, знання, повідомлення, що є об'єктом збереження, передачі, перетворення і які допомагають вирішити поставлену задачу. Інформація - це нові відомості, що можуть бути використані людиною для удосконалювання її діяльності і поповнення знань.

Зміст терміна "інформація" залежить від позиції, із яким дається його визначення, і від області його застосування.

Інформація, являючись відбиттям матеріальної сутності, служить способом опису взаємодії між джерелом інформації та одержувачем. Це легко перевірити, тому що те саме повідомлення одному одержувачу може давати багато інформації, а іншому - мало або нічого. Одним словом, "інформувати" у розумінні теорії інформації означає повідомляти щось раніше невідоме.

Оскільки інформацію можна зберігати, перетворювати і передавати, повинні бути носій інформації, передавач, канал зв'язку та приймач. Це середовище об'єднує джерело інформації та одержувача в інформаційну систему. Активними учасниками цієї системи не обов'язково повинні бути тільки люди: обмін інформацією повинен відбуватися у тваринному і рослинному світі. Коли мова йде про людину як учасника інформаційного процесу, мається на увазі значима або семантична інформація, тобто та, що виражається людиною.

Будемо розрізняти поняття "інформація" і "повідомлення". Під повідомленням розуміють звичайно інформацію, виражену у визначеній формі і підлягаючій передачі. Повідомлення - це форма представлення інформації. Прикладами повідомлень є текст телеграми, промова оратора, показання вимірювального приладу, команди керування, зображення на екрані телевізора та інше.

У житті ми часто вживаємо слово "дані" як синонім інформації, проте між ними є суттєве розходження. Дані - це величини, їх відношення, словосполучення, факти, перетворення та обробка яких дозволяє витягти інформацію, тобто знання про той або інший предмет, процеси або явища. Іншими словами, дані служать сировиною для створення інформації, отриманої в результаті обробки даних.

На мал. 9 показаний взаємозв'язок понять інформація, повідомлення, дані, знак і сигнал.

Існування багатьох визначень інформації обумовлено складністю, специфічністю і різноманіттям підходів до тлумачення сутності цього поняття. У якості довідки виділяємо три найбільше поширених концепцій інформації, кожна з який по-своєму пояснює її сутність.

Перша концепція (математика К.Шеннона), відображуючи кількісно-інформаційний підхід, визначає інформацію як міру невпевненості (ентропію) події. Кількість інформації в тому або іншому повідомленні залежить від можливості його одержання: чим більш імовірним є повідомлення, тим менша кількість інформації утримується в ньому. Цей підхід, хоча і не враховує змістовну сторону інформації, виявився дуже корисним у техніці зв'язку та обчислювальній техніці, послужив основою для виміру інформації і оптимального кодування повідомлень. Крім того, він виявляється зручним для ілюстрації такої важливої властивості інформації, як новизна, несподіваність повідомлень.

Друга концепція розглядає інформацію як властивість (атрибут) матерії. Її поява пов'язана з розвитком кібернетики і заснована на твердженні, що інформацію містять будь-які повідомлення, що сприймаються людиною або приладами. Найбільш яскраво та образно ця концепція інформації виражена академіком В.М.Глушковим. Він писав, що "інформацію несуть у собі не тільки поцятковані буквами листи книги або людська мова, але і сонячне світло, складки гірського хребта, шум водоспаду, шелест трави... ". Іншими словами, інформація як властивість матерії створює уявлення про її природу та структуру, упорядкованість, розмаїтість і т.д. Вона не може існувати поза матерією, а значить, вона існувала і буде існувати вічно, її можна накопичувати, зберігати, переробляти.

Третя концепція заснована на логіко-семантичному підході, при якому інформація трактується як знання, причому не будь-які знання, а лише та його частина, що використовується для орієнтування, для активної дії, для керування і самоврядування. Іншими словами, інформація - це діюча, корисна, "працююча" частина знань. Представник цієї концепції академік В.Г.Афанасьєв, розвиваючи логіко-семантичний підхід, дає визначення соціальної інформації: "Інформація, що циркулює в суспільстві та використовується в керуванні суспільними процесами, є соціальною інформацією. Вона являє собою знання, повідомлення, відомості про соціальну форму руху матерії і про усі інші форми в тій мірі, у який вони використовуються суспільством... ".

Розкрити природу розмаїтості, взаємозв'язок різноманітних видів інформації можна за допомогою різних методів упорядкування. Одним із методів упорядкування різноманіття інформації є її класифікація. Так, усю інформацію, використовувану в суспільстві, можна розділити на:

· елементарну - у неживій природі;

· біологічну - у світі звірів і рослин;

· соціальну - у людському суспільстві.

При переході від нижчих форм руху матерії до вищих властивості відбиття і розмаїтості, а, отже, і властивості інформації, якісно змінюються; вони наповняються новим змістом. Тому, наприклад, біологічна і соціальна інформація мають, поряд із загальними властивостями, властивими інформації взагалі, свої специфічні властивості та характеристики.

Перераховані види інформації грають двояку роль у життєдіяльності людини. З одного боку, роль інформації полягає в забезпеченні людини відомостями про навколишній світ, з іншого боку - тільки інформація може упорядкувати і забезпечити цілеспрямовану діяльність людини як стосовно суспільства, так і стосовно самої себе. При цьому цінність інформації визначається тієї користю, що вона приносить конкретній людині в її суспільно-політичній, науковій, виробничій або іншій діяльності.

Вимір кількості та якості інформації

Найважливішим етапом у розвитку теорії інформації явилася кількісна оцінка інформації. Зрозуміло, що ця оцінка не повинна бути пов'язана із змістовним боком інформації. Тільки в цьому випадку з'явиться можливість оцінки інформаційних потоків у таких різних по своїй природі об'єктах, як система зв'язку, обчислювальні машини, процеси керування, нервова система живого організму.

Лише приймаючи за основу новизну відомостей, можна дати кількісну оцінку інформації, тому що новизна відомостей є наслідком невизначеності відомостей про об'єкт, процес, явище, а невизначеність піддається виміру. Наприклад, повідомлення про ім'я перемігшого на виборах у президенти, якщо було усього два кандидати, несе меншу кількість інформації порівняно з випадком, якби вибори відбувалися в конкурентній боротьбі п'яти кандидатів.

Базуючись на ідеї, що інформація усуває деяку невизначеність, тобто незнання, опис будь-якої події або об'єкта формально можна розглядати як вказівку на те, у якому з можливих станів знаходиться об'єкт, що описується. Тоді протікання подій у часі є не що інше, як зміна станів, вибраних із деякою ймовірністю з числа усіх можливих. Чим більше невизначеність вибору, тим більше інформації, тому що результат вибору має великий ступінь несподіванки. От чому в теорії інформації кількість інформації є мірою зняття невизначеності однієї випадкової величини в результаті спостереження за іншою. Якщо величини незалежні, то кількість інформації дорівнює нулю.

Самим найпростішим випадком є вибір альтернативи з двох подій, тому за одиницю інформації доцільно прийняти кількість інформації, укладену у виборі одного з двох рівноймовірних подій. Ця одиниця називається "двійковою одиницею" або бітом (binary digit, binary unit) = bit. Подія є =1, події немає = 0.

8 бітів = 1 байт; 8192 бітів = 1024 байт = 1 Кбайт

Приблизно: 1000 Кбайт = 1 Мбайт;

1000 Мбайт = 1 Гбайт;

1000 Гбайт = 1 Нбайт.

Байтом знаків (сигналів) можна закодувати букви російського і латинського алфавітів, службові символи та ін. Байтовий алфавіт широко використовується в інформатиці.

Звертає на себе увагу чудова єдність, пов'язана з бінарною природою елементів , що переключають, бінарним представленням інформації і бінарною оцінкою його кількості. Справа в тому, що запам'ятовування інформації в обчислювальних машинах проводиться на елементах бінарного типу (феррітові кільця з прямокутною петлею гістерезиса, тригери, напівпровідникові вентилі), а інформація (букви, числа) у комп'ютері представляється в двійковій системі числення (0 і 1, тому і ємність пам'яті комп'ютера вимірюється кількістю бітів. Після того, як аналогову інформацію (промову, музику, кінофільми) стало можливим представити у вигляді 0 і 1, утворився єдиний процес обробки, запам'ятовування і передачі інформації будь-якої природи, виконуваний за допомогою фізичних елементів бінарного типу.

Вимір тільки кількості інформації не відповідає нагальним потребам сучасного суспільства - необхідна міра цінності інформації. Доречно пригадати зауваження академіка П.Н.Федосєєва: "У останні роки усе гостріше підводиться проблема так званого інформаційного вибуху. Потреба розвитку науки, задача оптимізації виробництва і переробки інформації потребують вирішення проблеми її змістовності, цінності. Як знайти критерій для виміру властивостей інформації? Ця "задача сторіччя" стоїть перед наукою в цілому... ".

Проблема визначення цінності інформації винятково актуальна в даний час. Якщо в 50-ті роки ця наукова задача могла здатися дещо надуманою, то зараз, коли уже важко навіть за допомогою комп'ютера обробляти інформаційний потік, розроблені методи визначення цінності інформації зіграли б суттєву роль в одержані людиною необхідної інформації.

Однією з перших робіт з проблеми цінності інформації явилася стаття академіка А.А.Харкевича, у якій пропонувалося прийняти за міру цінності інформації кількість інформації, необхідну для досягнення поставленої цілі, тобто розраховувати збільшення можливості досягнення цілі. Так, якщо до одержання інформації можливість досягнення цілі рівнялася Р0, а після одержання - Р1, то цінність інформації визначається як логарифм відношення Р1/Р0. Цінність інформації при цьому вимірюється в бітах.

Інформація називається корисною, якщо вона зменшує невизначеність вирішального алгоритму. Академік М.М.Бонгард відзначає, що не має сенсу говорити про корисну інформацію, що утримується в сигналі, якщо не показана задача, що вирішується, початковий стан вирішального алгоритму і властивості декодуючого алгоритму.

Таким чином, різноманітні підходи до вирішення проблеми цінності інформації мають принципові загальні риси: вони пропонують вимірювати цінність інформації через її кількість, зв'язують цінність інформації з поставленою задачею.

Поки можна зробити висновок, що задача визначення цінності інформації при достатньому ступені формалізації, що потрібний при комп'ютеризованій оцінці, ще не вирішена, проте це не означає неможливості її вирішення в майбутньому.

Поняття міжнародної інформації та її класифікації

Розгляд такого питання, як роль нових інформаційних технологій в сучасних міжнародних відносинах актуальна як з теоретичної, так і з практичної точок зору. Інформаційні технології, що все ширше застосовуються, кардинальним образом міняють повсякденне життя мільйонів людей. Вони привносять зміни не тільки у внутрішню політику самих різних по рівню розвитку країн світу, але і у відносини між цими країнами, змінюючи роль, яку грають в світовій системі міжнародні організації, суспільні рухи, фінансові групи, злочинні організації і окремі особи. Міняється сам предмет теорії міжнародних відносин. Теоретичне осмислення сучасних міжнародних відносин без урахування ролі нових інформаційних технологій стає просто неможливим. Подібні якісні зміни знаходять відображення в процесі вироблення зовнішньополітичних рішень. Зараз аналітик, працюючий з конкретними зовнішньополітичними проблемами, зустрічається з наслідками інформаційної революції не тільки при вивченні того або іншого питання міжнародною життя. Інформаційні технології міняють саму працю дослідника-міжнародника. Усвідомлення природи цих змін - необхідна передумова для рішення практично будь-якої прикладної задачі. По-перше, потрібно розглянути вплив нових інформаційних технологій на сучасні міжнародні відносини (включаючи зміну ролі держави в міжнародних відносинах і зміну в формах міжнародного конфлікту). По-друге, потрібно ясно усвідомити, які зміни нові інформаційні технології вносять в процес дослідження міжнародних відносин. У наш час інформація в основній своїй масі є продуктом даних, зібраних електронними сенсорами. Електронні засоби зв'язку розширили зону, в якій можна своєчасно обмінюватися інформацією. Програмне забезпечення для обробки даних і апаратна частина також розвивалися швидкими темпами. Internet створив безпрецедентну потребу в постійному і швидкому обміні інформацією у військовому, урядовому і приватному секторах. Подібні якісні зміни в процесах збору даних, їх переробки в інформацію і поширенні цієї інформації складають основу так званої інформаційної революції. Інформація зараз є стратегічним ресурсом, який повинен використовуватися ефективно для того, щоб досягнути переваги. Внаслідок того, що інформація грає таку ключову роль, будь-яка дія, зроблена в інформаційній сфері, може мати наслідки для фізичної області (матеріали, персонал, фінанси) і для області абстракцій (система переконань).Технології інформаційної епохи роблять оточення, в якому ведуться бойові дії, більш динамічним і непередбачуваним. Це робить національні економіки більш чутливими до глобального розвитку, підвищує культурну і політичну свідомість частини світового населення і підживлює радикальні рухи, які підштовхують світову фрагментацію і дестабілізацію. Технології інформаційної ери можуть представити результати військових дій (малих або великих) глобальної аудиторії майже негайно. Образи війни і миру - реальні або створені - можуть впливати на національну волю та громадську думку ще до того як аудиторія перевірить їх автентичність. Парадоксально, що потік інформації в реальному часі накладає на збір розвідувальної інформації ще більшу потребу.

Вже розпочала виникати нова економіка, що засновується на інформаційних службах. Ця нова економіка руйнує ієрархію промислового світу. Пізня промислова епоха - олігархічна суміш корпоративно-бюрократичних товариств. Влада нинішньої еліти засновується на системі плебісцитарної демократії, яка суворо обмежує суспільну участь, вибори і знання. Великі корпорації - як приватні, так і державні - складають правлячу мережу нашого часу, повинні контролювати інформацію, щоб тримати систему в стабільності. Інформаційна революція істотно знизила, якщо не повністю усунула здатність урядів контролювати інформацію, що отримується населенням. Наявність інформаційної технології є таким важливим чинником, що той, хто використовує цю технологію, повинен також змиритися з величезними соціальними змінами. Той же, хто відкидає цю технологію, зустрінеться з ризиком фізичного знищення. Internet став дуже популярним джерелом інформації і каналом зв'язку. Він показав, як важко здійснювати контроль над інформацією. Зміст друкарських видань ЗМІ і телебачення набагато легше контролювати - кількість продуктів обмежена, а аудиторія пасивна. В Internetі ж кожний є і споживачем, і виробником. Інформаційна революція міняє вигляд інститутів. Вона усуває ієрархії, розпилює і перерозподіляє владу (часто у бік менших елементів), перетинає і перекроює кордони, розширює горизонти часу і простору. Інформаційна революція посилює важливість мереж (наприклад, соціальної або комунікаційної). Вона дає можливість різним дійовим особам зв'язуватися, консультуватися, координувати один з одним дії на великих відстанях і з кращою інформацією, ніж до того. Інформаційна революція буде причиною зрушень в конфлікту між суспільствами і методах військових дій - конфлікти на рівні суспільства і бойові дії в області управління та контролю на військовому рівні. Обидва типи пов'язані з інформацією, вони також лише форми війни за знання суспільства або військових про себе і противників. Інформаційна технологія є "великим зрівнювачем" для держав, як в мирний час, так і під час війни. Ця технологія не знає державних кордонів і розповсюджується по всьому світу. Багато які компоненти і системи доступні на міжнародному ринку. Інформаційна революція створила оточення, в якому державний суверенітет зазнає перегляду. Тому конфлікт між державами і недержавними об'єднаннями так же вірогідний, як і конфлікт між двома державами.

З погляду керування процесами, що протікають у спілкуванні держав і народів, найбільше важливою є міжнародна інформація, різноманітні аспекти роботи якої розглядаються.

Під міжнародною інформацією в широкому змісті слова розуміють інформацію, що циркулює між державами і використовується в керуванні міжнародними процесами. У вузькому змісті - це інформація, що відбиває взаємовідносини держав. До головних видів міжнародної інформації відносяться: економічна, політична (дипломатична), правова, науково-технічна, естетична, історична і спортивна.

Розходження видів міжнародної інформації визначається розходженням джерел її виникнення, що знаходяться в політичній, ідеологічній і інших сферах діяльності держав. Наприклад, політична інформація є відбитком політичної сфери життя держав, сукупністю повідомлень про явища і процеси, що протікають у цій сфері. Задача політичної інформації складається у формуванні в суспільстві глибоких і тривалих політичних переконань. Міжнародна інформація є вищим, найбільш складним і різноманітним видом інформації. Вона повинна забезпечувати злагоджене функціонування усієї сукупності державних, господарських і громадських організацій. Ця інформація виконує управлінські, комунікативні (забезпечення спілкування держав), науково-пізнавальні, навчально-виховні та агітаційно-пропагандистські функції.

Кількісні характеристики і якісний склад міжнародної інформації, що використовується державними, громадськими організаціями для координації їхньої різнобічної діяльності, визначаються рівнем розвитку суспільства.

Розділ 4. Технологія передачі інформації

Поняття інформаційного каналу

Проблеми організації зв'язку ідуть у глибину сторіч. Сама сутність людини потребувала спілкування та обміну інформацією. Прообразом ліній зв'язку була сигналізація за допомогою вогнищ, використання оптичних і акустичних сигналів. Також давно виникла ідея ретрансляційних (переприймальних) станцій. За принципом передачі інформації сучасні радіорелейні лінії беруть свій початок від кур'єрської пошти (relay означає "зміну коней"). В Франції під час Великої французької революції вперше були організовані станції , що приймають та передають на вежах і пагорбах, створюючи регулярні лінії зв'язку.

Через двадцять років після Великої французької революції в 1837 р. американець Морзе розробив систему телеграфного апарата і запропонував код, що складається з крапок і тире. Таким чином, тільки на початку ХIХ в. спроби винайти електричний зв'язок увінчались успіхом. У 1832 р. російський академік П.Шиллінг побудував першу лінію телеграфного зв'язку, у 1876 р. американець Белл одержав патент на винахід телефону, поклавши початок мовного зв'язку по проводах. Початок ХХ в. ознаменувався винаходом радіо російським вченим А.С.Поповим.

У 1956 р. фірма Веll Laboratories побудувала першу цифрову лінію зв'язку для передачі мови за принципом імпульсно-кодової модуляції.

Сучасне суспільство - генератор великих обсягів інформації. І якщо навіть тільки частина цієї інформації потребує передачі на значні відстані, ця частина дуже значна. Зараз важко собі уявити розміри цього інформаційного масиву: телеграми, листи, мовні повідомлення, метеоповідомлення, банківські рахунки, газети, журнали, телевізійні програми. Сучасні системи зв'язку здатні передавати повідомлення в будь-якій формі: телеграфні, телефонні, телевізійні, масиви даних, друкарські матеріали, фотографії та інше.

У відповідності зі специфікою переданих повідомлень організується канал, що являє собою комплекс технічних засобів, який забезпечує передачу сигналів від джерела до споживача.

До головних параметрів, що характеризують канал зв'язку, відносяться: ширина смуги пропускання, припустимий динамічний діапазон змін амплітуди сигналу, а також рівень перешкод.

Передача великих інформаційних потоків на значні відстані здійснюється за допомогою кабельних, радіорелейних і супутникових ліній зв'язку. У найближчі роки можна очікувати на широке застосування оптичного зв'язку по оптичних кабелях.

Повідомлення для передачі за допомогою засобів електрозв'язку (так у нас прийнято називати те, що американці називають telecommunication) повинно бути попередньо перетворене в сигнал, під яким розуміється фізична величина , що змінюється, адекватно повідомленню. Процес перетворення повідомлення в сигнал називається кодуванням.

Проходження сигналів по каналу зв'язку завжди супроводжується перекручуванням та впливом перешкод. Тому головною функцією приймача є розпізнавання в прийнятих коливаннях переданого сигналу. Цю операцію приймач робить у процесі демодуляції (детектування, англійською detection - виявлення), тобто в процесі виділення переданого сигналу, після чого він перетворюється в повідомлення.

Каналом передачі інформації називають сукупність технічних засобів, що забезпечують передачу електричних сигналів від одного пункту до іншого. Входи каналу підключаються до передавача, а виходи - до приймача. Неодмінною складовою будь-якого каналу є лінія зв'язку - провідна, кабельна, радіо, мікрохвильова, оптична та супутникова.

У сучасних цифрових системах зв'язку головні функції передавача і приймача виконує пристрій, що називається модемом. Він являє собою сукупність передавача та приймача в одному корпусі для здійснення провідного дуплексного зв'язку. Якщо термінал знаходиться на значній відстані від комп'ютера, наприклад, у сусідньому будинку або в іншому місті, або зв'язок користувача з комп'ютером відбувається через звичайну телефонну мережу, необхідні прийомопередатчики на кінцевих пунктах лінії, їх функції виконує модем.

Модеми, що випускаються в даний час, різноманітні по конструкції, але, як правило, складаються з інтерфейсної частини для з'єднання з комп'ютером, кодера і декодера, модулятора та демодулятора. Часто до складу модему входять пристрої, що шифрують і дешифрують, які забезпечують таємність переданої інформації. Є також способи, що забезпечують скритність передачі. У залежності від типу модему він робить амплітудну, частотну або фазову модуляцію. З метою ущільнення смуги пропускання каналу частіше усього використовують багатократну фазову маніпуляцію. Типові швидкості передачі модемів 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400 біт/с.

Максимально можлива швидкість передачі інформації по каналу зв'язку при фіксованих обмеженнях називається ємністю каналу, позначається через С й має розмірність біт/с:

C=V/t,

де V - об'єм інформації (біт), а t - час (сек).

Така одиниця має ще іншу назву - бод.

Цифрове представлення інформації

Поштовхом до представлення неперервних (аналогових) сигналів у цифровій формі послужила необхідність засекречування мовних сигналів під час другої світової війни. Ще більшим стимулом до цифрового перетворення аналогових сигналів було створення комп'ютера, який можна використовувати в якості кінцевого пристрою системи передачі цифрової інформації, доручаючи йому виконання логічних операцій по прийому та обробці сигналів.

В даний час у цифровій формі можна передавати будь-який вид інформації, забезпечуючи необхідну надійність при значній швидкості передачі. Сильним поштовхом у розвитку цифрових систем передачі інформації послужило створення інформаційно-обчислювальних мереж і наявність технологічної бази для виробництва високошвидкісних перемикачів, широкосмугових модемів, мультиплексорів, підсилювачів та інших пристроїв.

У аналізованому нами конкретному випадку кодування є представлення за визначеними правилами дискретних повідомлень у деякі комбінації, складені з визначеного числа елементів-символів. Ці елементи називаються елементами коду, а число різноманітних елементів, із яких складаються комбінації, основою коду. Елементи коду утворюють кодові комбінації. Наприклад, якщо ми складаємо комбінації з різноманітних сполучень (0 і 1), то це - код із основою два або двійковий код. Якщо усі комбінації мають однакове число знаків, код називається рівномірним. Широко відомий код Морзе - нерівномірний код. Правило кодування звичайно виражається кодовою таблицею, у якій кожному символу повідомлення ставиться у відповідність визначена кодова комбінація.

Кодове представлення дискретних значень сигналу здійснюється за допомогою цифр, але не обов'язково десяткових. Нагадаємо, що в десятковій системі, називаючи число, ми вказуємо, скільки одиниць від нуля до дев'яти є в розряді одиниць, у розряді десятків, сотень, тисяч і т.д. Те ж відбувається в будь-який іншій системі числення з іншою основою. У десятковій системі користуємося десятьма цифрами: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. У двійковій системі числення в нашому розпорядженні тільки дві цифри: 0 та 1. Тому десяткова цифра 23, наприклад, у двійковій системі буде виглядати так:

1 х 2 ⁴ + 0 х 2 ³ + 1 х 2 ² +1 х 2 ¹ + 1 х 2 ⁰ =23,

і це число запишеться в послідовності розрядів як 10111.

На мал.12 показаний процес цифрового представлення інформації квантуванням по а). частоті і б). амплітуді.

Двійкова система числення широко використовується в обчислювальній техніці та зв'язку внаслідок використання електричних і електронних приладів із двома елементами стану (реле в замкнутому або розімкнутому стані, магнітний матеріал намагнічений або розмагнічений, два можливих стани тригера). Дуже зручним із погляду створення і розпізнавання є сигнал, що має два стани: "так" або "ні", (1 або 0).

Отже, однією з головних переваг передачі інформації в цифровій формі є можливість використання кодованих сигналів і оптимального в заданих умовах способу їхнього прийому. Важливо, що при цифровій передачі усі типи сигналів, такі як мова, музика, телебачення, дані, можуть об'єднуватися в один загальний потік інформації, передача якого формалізована. Крім того, ущільнення при одночасному використанні комп'ютера дозволяє ефективніше використовувати спектр і час, захистити канал від несанкціонованого доступу, об'єднати в єдиний процес передачу цифрової інформації і цифрової комутації каналів та повідомлень.

Звичайно, за деякі переваги цифрових видів передачі необхідно сплачувати, зокрема, більшою шириною спектра сигналу, що випромінюється, наявністю міжсимвольних перешкод, необхідністю синхронізації систем передачі та інше. Темпи впровадження цифрової техніки говорять про те, що усі ці труднощі можливо подолати.

Комунікаційні артерії інформаційних потоків

Кабельний зв'язок

На практиці часто потрібно здійснити одночасну передачу інформації від багатьох джерел по одному каналу до інших споживачів, тобто здійснити багатоканальну передачу. Варто сказати, що сучасні системи передачі інформації практично завжди багатоканальні.

Спосіб об'єднання окремих повідомлень в один груповий сигнал із наступним поділом повідомлень на індивідуальні називається ущільненням або мультиплексуванням. До класичних методів ущільнення відносяться частотне, тимчасове та кодове.

Сучасна техніка зв'язку дозволяє організувати широкосмугові канали, тому доцільно використовувати методи, що дозволяють передавати найбільшу кількість телеграфних, телефонних, телевізійних та інших повідомлень на одній несучій частоті або у відведеному інтервалі частот.

Сутність методів мультиплексування складається в тому, що повідомлення від декількох джерел певним чином комбінуються в груповий сигнал і приймаються за допомогою одного прийомопередатчика. Оскільки сучасна система зв'язку звичайно є багатоканальною, необхідною частиною будь-якої системи передачі інформації служить мультиплексор.

Найбільш відомим є спосіб частотного мультиплексування, коли в смузі пропускання каналу розміщається багато каналів, розділених за допомогою фільтрації по частоті. Кожний частотний канал визначений своїм спектром. Його тимчасова структура може бути різноманітною - це може бути послідовність імпульсів або телефонне повідомлення. Настроювання відповідних фільтрів приймача, які розділяють, дозволяє розділити прийнятий груповий сигнал на окремі.

При часовому мультиплексуванні в умовному інтервалі розміщають послідовно відрізки повідомлень, наприклад, кодові послідовності кожного окремого каналу. Якщо при частотному мулътиплексуванні повідомлення від різних абонентів передаються одночасно по спільному каналу, при часовому мультиплексуванні передача здійснюється суворо по черзі, тобто смуга пропускання каналу дається цілком на визначений інтервал часу кожному абоненту. На практиці звичайно групи каналів об'єднуються в супергрупи і при кожному ієрархічному об'єднанні може застосовуватися різний спосіб модуляції несучої частоти. Деякі фірми або країни працюють за своїми стандартами.

Ієрархія швидкостей передачі цифрових систем є важливою експлуатаційною характеристикою. Вона передбачає адаптивність систем до будь-яких цифрових каналів (від звичайних телефонних до волоконно-оптичних) і усіх інформаційних сигналів (від мовних до сигналів кольорового телебачення).

Кабель як інженерне спорудження має цікаву історію. Дуже коротко вона полягає в наступному.

У 1876 р. Олександр Белл одержав патент на винахід "Телеграф, за допомогою якого можна передавати людську мову". Телефон зустріли в усьому світі з великим ентузіазмом і через декілька років багато міст буквально покрилися рясними тенетами проводів, що затьмарили денне світло на вулицях. Упорядкувати це павутиння проводів, яке вже стало виродливим для міст, допоміг кабель. У Росії перший кабель був прокладений у 1885 р. Спочатку це була проста скрутка ізольованих проводів, потім уже продумана інженерна конструкція пучка проводів, укладених у тривку оболонку. У 1891 р. був прокладений перший морський телефонний кабель між Англією і Францією. Кабель став головною артерією зв'язку. Проте не варто забувати, що кабель завжди був дорогим засобом передачі, тому що для його виготовлення були потрібні мідь, свинець, спеціальні ізоляційні матеріали, створення герметичності і т.д. Крім того, кабельна лінія потребує наявності підсилювальних пунктів.

Можна уявити як полегшено зітхнули фахівці, коли на початку ХХ сторіччя було винайдено радіо. Тепер ефір замінить кабель! На жаль, радіо як бездротовий вид зв'язку не вільно від хиб. Атмосферні та промислові перешкоди, можливості підслуховування, взаємний вплив радіостанцій, завмирання на коротких хвилях - усе це знижувало якість передач і робило їх ненадійними. Звісно ж, для зв'язку з рухливими об'єктами - літаками, кораблями, автомобілями - радіо залишається поза конкуренцією.

Освоєння діапазону ультракоротких хвиль дозволило створити радіорелейні лінії, що практично замінили високочастотний кабель. Народження супутникових систем зв'язку цілком вирішило задачу передачі великих потоків інформації на великі відстані. Кабель можна було б здати в музей.

І усе ж ера кабелю не закінчилась. Нові технології виготовлення високочастотних кабелів, що з'явилися в останній час , і створення оптичного кабелю може незабаром істотно змінити структуру систем передачі інформації. Завдяки величезній пропускній спроможності оптичний кабель стає незамінним у інформаційно-обчислювальних мережах, де потрібно передавати великі обсяги інформації з винятково високою надійністю, у місцевих телевізійних мережах і локальних обчислювальних мережах. Очікується, що незабаром оптичний кабель буде дешевий у виготовленні і зв'яже між собою великі міста та обчислювальні центри. Кабель, тепер вже оптичний, стає знову популярним.

Розробка в 1960-1961 р. лазера - джерела когерентного випромінювання у світловому діапазоні - стимулювала широкий інтерес до використання світла для передачі інформації. Оскільки лазер є джерелом монохроматичного світла (на відміну від світла звичайної лампочки), він дає можливість здійснювати спрямоване випромінювання, що модулюється як звичайна несуча на радіочастоті.

Світловод складається із серцевини з великим показником переломлення, по якому переноситься основна частина світлового потоку, й оболонки, що покриває серцевину, із постійним показником переломлення. Оболонка допомагає утримати електромагнітну енергію переважно в області серцевини завдяки повному відбитку від межі поділу серцевина - оболонка.

Волокно - занадто тендітна нитка, щоб їм користуватися безпосередньо. На його основі виготовляють оптичний кабель. Один із варіантів конструкції кабелю такий: у центрі перетину розташовуються сталеві нитки, що служать елементами, які укріплюють; як правило вони покриваються оболонкою, потім по периметрі укладаються оптичні волокна з полімерним захистом.

Супутниковий зв'язок

Ідея використання космічного простору давно хвилювала кращі розуми людства. Поки не змогли вивести на навколоземну орбіту літальний апарат із відбивачем на борту, космічний зв'язок залишався мрією. Правда, була пропозиція використовувати в якості відбивача Місяць, але цей проект мав ряд хиб, і головним із них був занадто малий рівень відбитих сигналів.

Зараз важко відновити, кому першому належить ідея супутникового зв'язку. Вважається, що використання геостаціонарного супутника для цілей радіомовлення було запропоновано американцем А.Кларком у 1945 році. Його пропозиції судилося очікувати початку космічної ери, що відкрилася із запуском радянського супутника в 1957 році. Перший супутник зв'язку з пасивним відбивачем Score був запущений у 1958 році в США. Зв'язок через активні супутникові ретранслятори здійснювався пізніше: з 1962 р. через супутник Telstar і з 1963 р. через перший геостаціонарний супутник Syncom. Перший супутник зв'язку Early Bird міжнародної системи Intelsat був виведений на орбіту 6 квітня 1965 р., а 23 квітня 1965 року був запущений радянський супутник зв'язку "Молния-1" для ретрансляції інформації. Почалося практичне освоєння космічного простору для передачі інформації на великі відстані.

Переваги супутникового зв'язку були одразу ж оцінені. Лінія зв'язку через супутниковий ретранслятор має велику пропускну спроможність, перекриває величезні відстані, внаслідок низького рівня перешкод може передавати інформацію з високою надійністю. Ці переваги роблять супутниковий зв'язок унікальним і ефективним засобом передачі інформації.

Супутникова система складається з багатьох наземних станцій і ретранслятора, що знаходиться на супутнику. При русі супутника відносно Землі наземні станції повинні стежити за його рухом, поки він не сховається за обрієм. При цьому зв'язок порушується або ж на небокраї з'являється інший супутник, що приймає естафету у попереднього.

Особливий інтерес викликає геостаціонарна орбіта - кругова орбіта, що знаходиться в екваторіальній площині та віддалена від поверхні Землі на відстані біля 36 тис.км. У випадку, коли напрямок руху супутника на цій орбіті збігається з напрямком обертання Землі, супутник здається нерухомим щодо наземного спостерігача. Такий супутник називають геостаціонарним. Геостаціонарна орбіта унікальна, іншої такої орбіти не існує.

Переваги зв'язку через геостаціонарний супутник складаються в тому, що передача і прийом сигналів можливі при нерухомих антенах наземних станцій, а висота геостаціонарної орбіти така, що супутник "бачить" майже третю частину поверхні земної кулі.

Найважливішою відмінністю супутникових систем зв'язку від традиційних видів зв'язку є можливість здійснення глобального зв'язку в широкій смузі частот, тобто з високою швидкістю як із нерухомими, так і з рухливими об'єктами, що знаходяться практично в будь-якій точці земної кулі.

При цифровому методі передачі та використанні мікропроцесорної техніки найкращим вирішенням проблеми передачі великих потоків інформації є метод ВМД. Його ідея полягає в тому, що кожна наземна станція, що використовує ретранслятор супутника, має закріплений за нею тимчасовий канал - періодично повторюваний інтервал часу. Сигнали наземних станцій надходять на вхід ретранслятора в різні моменти. Супутник відповідно до шкали часу, що існує в системі , формує із сигналів , що надходять , багатостанційний груповий сигнал - так званий суперкадр - і ретранслює його на Землю.

На закінчення покажемо перспективи розвитку супутникового зв'язку. Потреби в передачі інформаційних потоків зростають швидко. Число діючих супутників на геостаціонарній орбіті вже досягло сотні. Якби супутники розташовувалися на орбіті рівномірно, то інтервал між ними складав би близько 3,6 градусів. Проте при використанні сучасних технічних засобів відстань на орбіті менше 5 градусів призводить до взаємних перешкод і створює труднощі прийому сигналів на Землі.

Що стосується обсягів переданої інформації, то, за даними американської фірми Future System Incorporated, до 2000 року потреба в супутникових системах може виражатися таким числом стандартних ретрансляторів (за стандартний прийнятий ретранслятор із смугою 36 МГц, у якій передається 1000 телефонних каналів): Північна Америка - 170, Західна Європа - 150, Японія - 73, Латинська Америка - 52, Китай - 30, Середній Схід і Північна Африка - 30, Азія ( без Китаю і Японії) - 43, Африка ( без Північної та Південної Африки) - 10.

Розділ 5. Комп'ютер - головна технологічна та технічна база інформаційних систем

Призначення комп'ютера як головного інструментарію інформаційних систем

Електронний комп'ютер було розроблено в 50-ті роки як пристрій для проведення швидких обчислень. У той час ніхто не замислювався над його інформаційними додатками, зусилля розробників було спрямовано загалом на підвищення швидкодії комп'ютера.

У 60-ті роки було зроблено спробу використовувати комп'ютер для здійснення інформаційних операцій - індексування та аналізу тексту. За допомогою відповідного програмного забезпечення у пам'ять комп'ютера стали записувати тексти і шукати можливості оперування ними.

Інформація для комп'ютера представляється у вигляді організованої множини елементів - букв або цифр, форма організації яких визначається деяким набором правил. Інформація вводиться в пам'ять комп'ютера, де для масивів даних виділяються поля з адресами. Сюди ж вводиться і програма обробки масиву даних, що передбачає послідовність виконання операцій. Обробка даних перетворюється у формалізований процес пошуку, зберігання та оперування даними.

Елементи даних організуються в поля, кожному полю присвоюється ідентифікатор, що дозволяє відшукати це поле в пам'яті комп'ютера. Самостійна логічна сукупність елементів утворює слово, закінчена інформаційна фраза з множини слів утворює запис, семантично пов'язані записи складають файл даних.

Організація даних на фізичному рівні складається в запам'ятовуванні (запису) і збереженні інформації (даних) на фізичних носіях. Організація даних на логічному рівні відбиває спосіб оперування даними в уявленні програміста або користувача.

Структурно комп'ютер (мал. 15) складається з п'яти головних функціональних блоків, об'єднаних спільною задачею швидко виконувати арифметичні та логічні дії над числами. Характер дій і їх послідовність визначаються програмою, що являє собою певним чином організовану сукупність машинних операцій, які називаються командами. Керує роботою комп'ютера пристрій керування. Він одержує команди з пам'яті, декодує їх і генерує необхідні для їх виконання сигнали. Кожна команда в пам'яті знаходиться за визначеною адресою, що вказується програмним лічильником, який знаходиться в пристрої пам'яті. Для запам'ятовування команд в пристрої керування є спеціальний регістр команд.

...