Аспекти подання інформації, якісні властивості інформації

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Аспекти подання інформації, якісні властивості інформації

інформація дані обчислювальний

Інформамція -- абстрактне поняття, що має різні значення залежно від контексту. Походить від латинського слова «informatio», яке має декілька значень:

Визначення

Загальне поняття інформації подано у філософії, де під нею розуміють відображення реального світу.

Як філософську категорію її розглядають як один з атрибутів матерії, що відбиває її структуру. Погляд на інформацію з точки зору її споживачів окреслює таке поняття:

· Інформація -- це нові відомості, які прийняті, зрозумілі і оцінені її користувачем як корисні;

· Іншими словами, інформація -- це нові знання, які отримує споживач (суб'єкт) у результаті сприйняття і переробки певних відомостей.

У залежності від галузі використання термін «інформація» одержав безліч визначень, зокрема:

· це відображення заміни дискретного значення енергетичного процесу в контурі керування пристрою керування іншим дискретним значенням, зокрема -- тим самим (В.П. Камша)

· розпізнаний кібернетичною системою сигнал або комплекс сигналів (образ), який зменшує кількість варіантів вибору нею чергової дії (команди)

· відомості або повідомлення про щось (побутове)

· роз'яснення, виклад

· оригінальність, новизна

· комунікація та зв'язок, в процесі якого усувається невизначеність (інформаційна ентропія) (теорія зв'язку, американський вчений Клод Шеннон);

· міра неоднорідності розподілу матерії та енергії у просторі та у часі, міра змін, якими супроводжуються всі процеси, що протікають у світі (український вчений Віктор Михайлович Глушков);

· позначення змісту, отриманого з зовнішнього світу в процесі нашого пристосування до нього і пристосування до нього наших почуттів (американський вчений Норберт Вінер);

· заперечення ентропії, міра хаосу в системі (термодинаміка, французький вчений Леон Бріллюен);

· передача різноманітності (англійській філософ Вільям Росс Ешбі);

· міра складності структур (французький вчений Абраам Моль);

· ймовірність вибору (радянські вчені Аківа та Ісаак Яглом);

· відображена різноманітність (радянський вчений Аркадій Дмитрович Урсул);

· властивості матеріальних об'єктів породжувати та зберігати певний стан, який в різних матеріально-енергетичних формах може передаватись між об'єктами;

· фундаментальний генералізаційно-єдиний безпочатково-нескінченний законопроцес автоосциляційного, резонансно-сотового, частотно-квантового та хвильового відношення, взаємодії, взаємоперетворення та взаємозбереження (у просторі та часі) енергії, руху, маси та антимаси на основі матеріалізації та дематеріалізації в мікро- та макроструктурах Всесвіту(інформаціологія, російський вчений Іван Йосипович Юзвішин)

· результат інтелектуальної (аналітико-синтетичної чи еврістичної) діяльності певної людини щодо подання відомостей, повідомлень, сигналів, кодів, образів тощо (Цимбалюк Віталій Степанович)

· універсальна субстанція, що пронизує усі сфери людської діяльності, слугує провідником знань та думок, інструментом спілкування, взаєморозуміння та співробітництва, утвердження стереотипів мислення та поведінки (ЮНЕСКО) документовані або публічно оголошені відомості про події та явища, що відбуваються у суспільстві, державі та навколишньому природному середовищі (Закон України «Про інформацію»).

Існують також й інші, переважно несумісні між собою визначення поняття «інформація». Але практично всі чисельні погляди на сутність інформації групуються навколо двох концепцій -- атрибутивної та функціональної.

Етимологія

Саме слово «informatio» складається з префікса «in-» («в-, на-, при-») і дієслова «form» («надаю форму, створюю»), пов'язаного з іменником «forma» («форма»).

В англійській мові слово «information» (в написанні «informacioun») вперше з'явилось у 1387 р. Сучасного написання це слово набуло у XVI ст. У східнослов'янські мови слово «інформація» прийшло із Польщі у XVII ст.

З середини XX століття «інформація» стала загальнонауковим поняттям, але досі у науковій сфері воно залишається вкрай дискусійним. Загальноприйнятого визначення інформації не існує, і воно використовується головним чином на інтуїтивному рівні.

Властивості інформації

Найважливішими, з практичної точки зору, властивостями інформації є цінність, достовірність та актуальність.

Цінність інформації -- визначається корисністю та здатністю її забезпечити суб'єкта необхідними умовами для досягнення ним поставленої мети.

Достовірність -- здатність інформації об'єктивно відображати процеси та явища, що відбуваються в навколишньому світі. Як правило достовірною вважається насамперед інформація, яка несе у собі безпомилкові та істинні дані. Під безпомилковістю слід розуміти дані які не мають, прихованих або випадкових помилок. Випадкові помилки в даних обумовлені, як правило, неумисними спотвореннями змісту людиною чи збоями технічних засобів при переробці даних в інформаційній системі. Тоді як під істинними слід розуміти дані зміст яких неможливо оскаржити або заперечити.

Актуальність -- здатність інформації відповідати вимогам сьогодення (поточного часу або певного часового періоду).

Часові властивості

Часові властивості визначають здатність даних передавати динаміку зміни ситуації (динамічність). При цьому можна розглядати або час запізнення появи в даних відповідних ознак об'єктів, або розходження реальних ознак об'єкта і тих же ознак, що передаються даними. Відповідно можна виділити:

· Актуальність -- властивість даних, що характеризує поточну ситуацію;

· Оперативність -- властивість даних, яка полягає в тому, що час їхнього збору та переробки відповідає динаміці зміни ситуації;

· Ідентичність -- властивість даних відповідати стану об'єкта.

Властивість недоступності

При розгляді захищеності даних можна виділити технічні аспекти захисту даних від несанкціонованого доступу та соціально-психологічні аспекти класифікації даних за мірою їхньої конфіденційності та секретності (властивість конфіденційності)

Інші властивості інформації

Суспільна природа -- джерелом інформації є пізнавальна діяльність людей, суспільства.

Мовна природа -- інформація виражається за допомогою мови -- знакової системи будь-якої природи, яка служить засобом спілкування, мислення, висловлювання думки. Мова може бути природною, що використовується у повсякденному житті та служить формою висловлення думок і засобом спілкування між людьми а також штучною, створеною людьми з певною метою (наприклад, мова математичної символіки, інформаційно-пошукова, алгоритмічна та ін. мови).

Невідривність від мови носія

Дискретність -- одиницями інформації як засобами висловлювання є слова, речення, уривки тексту, а у плані змісту -- поняття, висловлювання, описання фактів, гіпотези, теорії, закони тощо.

Незалежність від творців

Старіння -- головною причиною старіння інформації є не сам час, а поява нової інформації, з надходженням якої попередня інформація виявляється невірною, перестає адекватно передавати явища та закономірності матеріального світу, людського спілкування та мислення.

Розсіювання -- існування у багатьох джерелах.

Види інформації

Інформацію можна поділити на види за кількома ознаками:

За способом сприйняття

Для людини інформація поділяється на види залежно від типу рецепторів, що сприймають її.

· Візуальна -- сприймається органами зору. Ми бачимо все довкола.

· Аудіальна -- сприймається органами слуху. Ми чуємо звуки довкола нас.

· Тактильна -- сприймається тактильними рецепторами.

· Нюхова -- сприймається нюховими рецепторами. Ми відчуваємо аромати довкола.

· Смакова -- сприймається смаковими рецепторами. Ми відчуваємо смак.

За формою подання

За формою подання інформація поділяється на такі види:

· Текстова -- що передається у вигляді символів, призначених позначати лексеми мови;

· Числова -- у вигляді цифр і знаків, що позначають математичні дії;

· Графічна -- у вигляді зображень, подій, предметів, графіків;

· Звукова -- усна або у вигляді запису передачі лексем мови аудіальним шляхом.

За призначенням

· Масова -- містить тривіальні відомості і оперує набором понять, зрозумілим більшій частині соціуму

· Спеціальна -- містить специфічний набір понять, при використанні відбувається передача відомостей, які можуть бути не зрозумілі основній масі соціуму, але необхідні і зрозумілі в рамках вузької соціальної групи, де використовується дана інформація

· Особиста -- набір відомостей про яку-небудь особистість, що визначає соціальний стан і типи соціальних взаємодій всередині популяції.

Поширення інформації

Поширення інформації -- це доведення її до відома хоча б одній особі у будь-який спосіб.

Під поширенням інформації розуміють:

· опублікування її у пресі, передання по радіо, телебаченню чи з використанням інших засобів масової інформації;

· поширення в мережі Інтернет чи з використанням інших засобів телекомунікаційного зв'язку;

· викладення в характеристиках, заявах, листах, адресованих іншим особам;

· повідомлення в публічних виступах, в електронних мережах, а також в іншій формі хоча б одній особі;

· вивішування (демонстрація) в громадських місцях плакатів, гасел, інших творів;

· розповсюдження серед людей листівок.

Повідомлення інформації лише особі, якої вона стосується, не є її поширенням. Також не є поширенням інформації викладення відомостей у листах, заявах, скаргах до правоохоронного органу особою, на думку якої порушено її право.

Поширення інформації може відбуватися у двох формах -- фактичного твердження чи оціночного судження. Оціночними судженнями, за винятком наклепу, є висловлювання, які не містять фактичних даних, критика, оцінка дій, а також висловлювання, що не можуть бути витлумачені як такі, що містять фактичні дані, зокрема з огляду на характер використання мовно-стилістичних засобів (вживання гіпербол, алегорій, сатири)

Право на інформацію

Змістом права на інформацію є можливість кожного вільно збирати, зберігати, використовувати і поширювати інформацію усно, письмово або в інший спосіб. Основу правового регулювання права на інформацію в Україні складає Конституція України. Конституційні гарантії права на інформацію закріплені у ст. 32, 34, 40 та 50.

Це право, як і більшість прав людини, не є абсолютним, тобто у деяких випадках його реалізація може бути обмежена. Перелік цих випадків наводиться у ст. 34 Конституції України.

2. Кількість інформації, операції перетворення даних

Інформатика -- це технічна наука, яка систематизує прийоми створення, зберігання, відтворення, обробки та передачі даних засобами обчислювальної техніки, а також принципи функціювання цих засобів та методи управління ними.

З цього визначення видно, що інформатика дуже близька до технології, тому її предмет нерідко називають інформаційними технологіями.

Предмет інформатики складають такі поняття:

апаратне забезпечення джерел комп'ютерної техніки;

програмне забезпечення джерел комп'ютерної техніки;

засоби взаємодії апаратного та програмного забезпечення;

засоби взаємодії людини з апаратними та програмними засобами.

В інформатиці особлива увага приділяється питанням, що стосуютьсявзаємодії, для цього існує спеціальне поняття інтерфейс. Методи та засобивзаємодії людини з апаратними та програмними засобами мають назвуінтерфейси користувача. Відповідно існують апаратні інтерфейси, програмні інтерфейси та апаратно-програмні інтерфейси.

Головним завданням інформатики є систематизація прийомів та методівроботи з апаратними та програмними засобами комп'ютерної техніки. Метасистематизації полягає у виділенні, впровадженні та розвитку передових, найбільш ефективних технологій, в автоматизації етапів роботи з даними, атакож у методичному забезпеченні нових досліджень.

Інформатика -- практична наука. Її досягнення повинні отримувати підтвердження практикою та прийматись у тих випадках, коли вони відповідають критерію підвищеної ефективності. У складі основного завдання інформатики сьогодні виділені такі напрямки для практичних додатків:

архітектура обчислювальних систем (прийоми і методи побудовисистем, призначених для автоматизації обробки даних);

інтерфейси обчислювальних систем (прийоми і методи управлінняапаратним та програмним забезпеченням);

програмування (прийоми, методи і засоби розробки комп'ютернихпрограм);

перетворення даних (прийоми та методи перетворення структурданих);

захист інформації (розробка методів та засобів захисту даних);

автоматизація (функціювання програмно-апаратних засобів без участілюдини);

стандартизація (забезпечення суміщення між апаратними іпрограмними засобами, а також між форматами наведених даних).

На всіх етапах технічного забезпечення інформаційних процесів для інформатики ключовим поняттям є ефективність.

Інформація -- це фундаментальне наукове поняття. Наукове визначенняінформації дається достатньо просто, якщо припустити, що інформація -- цединамічний об'єкт, не існуючий у природі сам по собі, а утворений у ході взаємодіїданих та методів. Він існує рівно стільки, скільки триває ця взаємодія, а весь інший часзнаходиться у вигляді даних.

Інформація -- це продукт взаємодії даних та методів, розглянутий у контексті цієї взаємодії.

Дані -- це інформація, подана у формі, сприятливій для формальній обробкиперсональним комп'ютером або користувачем.

У ході інформаційного процесу дані перетворюються з одного виду в іншій задопомогою методів обробки. Обробка даних включає в себе багато різних операцій.

У структурі можливих операцій з даними можна виділити такі основні операції:

збір даних -- накопичення з метою забезпечення достатньої інформації для прийняття рішень;

формалізація даних -- приведення даних, що надходять із різнихджерел, до однакової форми, щоб зробити їх зіставними між собою;

сортування даних -- упорядкування даних за наданою ознакою зметою зручності використання (підвищує доступність інформації);

групування даних -- об'єднання даних за наданою ознакою з метоюзбільшення зручності використання;

архівація даних -- організація збереження даних у зручній та легкодоступній формі, служить для зниження економічних витрат на зберігання та збільшує загальну надійність інформаційного процесу в цілому;

захист даних -- комплекс заходів, спрямованих на запобіганнявтрачення даних, на відтворення та модифікацію даних;

транспортування даних -- прийняття та передача (доставлення і постачання) даних між віддаленими учасниками інформаційного процесу. При цьому джерело даних в інформатиці прийнято називати сервером, а споживача -- клієнтом.

Для автоматизації роботи з даними, що належать до різних типів, дужеважливо уніфікувати їх форму уявлення. Для цього використовується прийомкодування, тобто визначення даних одного типу через дані іншого типу. Вобчислювальній техніці існує своя система -- вона має назву двійкова системакодування, і заснована на уявленні даних послідовністю всього двох знаків: 0 та 1. Ці знаки мають назву двійкових цифр, англійською -- binary digit, абоскорочено -- bit (біт).

Одним бітом можуть бути висловлені два поняття: 0 або 1 (так чи ні, чорне абобіле, істина або хиба і т. ін.). Якщо кількість бітів збільшується до двох, то вже можнадати чотири різні поняття:

00 01 10 11

Трьома бітами можна закодувати вісім різних значень:

000 001 010 011 100 101 110 111

Збільшуючи на одиницю кількість розрядів у системі двійкового кодування, можна в два рази збільшити кількість значень, які можуть бути присутніми у наданій системі.

Для кодування цілих чисел від 0 до 255 достатньо мати 8 розрядів двійкового коду, що утворюють байт (8 бітів).

0000 0000 = 0

0000 0001 = 1

1111 1110 = 254

1111 1111 = 255

Шістнадцять бітів дозволяють закодувати цілі числа від 0 до 65535, а 24 біти вже більше 16,5 мільйона різних значень. Для кодування дійсних чисел використовується 80-розрядне кодування.

Для визначення об'ємів інформації використовують такі одиниці інформації:

2¹⁰ байт -- 1 кілобайт (Кбайт -- 1024 байти);

2¹⁰ Кбайт -- 1 мегабайт (Мбайт -- 1024 Кбайти);

2¹⁰ Мбайт -- 1 гігабайт (Гбайт -- 1024 Мбайти) і т.д.

«Повідомлення» та «інформація» -- є основними поняттями інформатики. За словами відомого німецького спеціаліста з техніки зв'язку Артура Меліса, «повідомлення -- це символи для інформації, сенс яких потрібно вивчити».

Відповідність між повідомленням та інформацією не є однозначною. Справді, одна і та ж інформація може бути передана за допомогою повідомлень, сформульованих різними мовами. Такі повідомлення складають клас еквівалентних повідомлень. Так само одне і те ж повідомлення може нести різну інформацію для різних кіл осіб, які його сприймають.

Таким чином, одне і те ж повідомлення, по-різному інтерпретоване, може передавати різну інформацію. Тобто зв'язком для повідомлення Р і інформації І є деяке відображення a, яке є результатом домовленості між відправником і отримувачем повідомлення. Такий зв'язок називається правилом інтерпретації.

Правило інтерпретації особливо чітко відображене в кодуванні (криптографії): жодна непривілейована особа не повинна розуміти інформацію, що передається.

Для передачі повідомлень існує багато форм:

мовні повідомлення -- мовна форма інформації, яка відображена певною мовою;

листи -- надання повідомлень на носіях (газети, книги і т. ін.);

аудіо- та відеоповідомлення тощо.

Повідомлення передаються від відправника до отримувача через так званийканал зв'язку.

У сучасній техніці при передачі повідомлень найчастіше використовують:

механічний рух;

електричну напругу і струм;

електромагнітні хвилі і т. ін.

Інформатика як наука власне і займається аспектами, спільними для людини і технічних пристроїв з точки зору передачі та обробки інформації.

Передача повідомлень відбувається в часі за допомогою сигналів. Сигнал називається дискретним, якщо він може набувати кінцеву кількість значень, а повідомлення, яке передається за допомогою таких сигналів, називається дискретнимповідомленням.

Повідомлення здебільшого складаються зі знаків, де знак -- це елемент деякої кінцевої множини відмінних між собою елементів. Набір знаків, де визначений лінійний порядок знаків, називають алфавітом.

До алфавітів можна віднести:

десяткові цифри (0, 1, …, 9);

латинські літери (A, B, …, Z);

грецькі літери (a, b, …, z);

кирилицю (А, Б, …, Я);

азбуку Морзе ( · -, · ·-, …);

математичні знаки (+, -, /, *, …,^);

двійкові символи, як було показано вище, і т.д.

Дискретні повідомлення є послідовністю знаків. Кінцеві послідовності знаків називають словами. Слова, представлені за допомогою двійкових символів, називаютьдвійковими словами (двійковими числами). Кодом називають правило відображення одного набору знаків через інший.

Отже, існують десяткова, двійкова, вісімкова, шістнадцяткова системи кодування, де слова-числа подаються наборами десяткових (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), двійкових (0, 1), вісімкових (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), шістнадцяткових (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F) цифр. У таких кодах значення числа залежить від порядку (позиції) розташування в ньому знаків, тому такі коди називають позиційними. Наприклад, число 123₁₀ і число 321₁₀записані за допомогою одних і тих же знаків 1,2 і 3, проте числа мають різне значення (вагу), тому що знаки, з яких складаються числа, розташовані на різних позиціях.

Усі дії, які можна провадити з інформацією, називаються інформаційними процесами. Вони містять такі складові:

отримання;

зберігання;

обробка;

передача інформації.

При цьому інформація обов'язково повинна мати такі властивості:

достовірність;

зрозумілість;

актуальність;

корисність;

повноту;

однозначність;

інакше втрачається сенс інформаційного процесу

3. Структура інформаційної системи

Структуру інформаційної системи становить сукупність окремих її частин, які називаються підсистемами.

Підсистема - це частина системи, виділена за якою-небудь ознакою.

Загальну структуру інформаційної системи можна розглядати як сукупність підсистем незалежно від сфери застосування. У цьому випадку говорять про структурні ознаки класифікації, а підсистеми називають забезпечуючими. Таким чином, структура будь-якої інформаційної системи може бути представлена сукупністю забезпечуючих підсистем.

Структура інформаційної системи як сукупність забезпечуючих підсистем

Серед забезпечують підсистем зазвичай виділяють інформаційне, технічне, математичне, програмне, організаційне і правове забезпечення.

Класифікації інформаційних систем

Найпростішою і очевидною класифікацією є класифікація по областях застосування. У цьому зв'язку можна говорити про інформаційних системах в економіці (АСЕ - автоматизовані системи в економіці), в освіті (АСО), у наукових дослідженнях (АСНИ) і т.д.

Ще одним класифікаційним ознакою може виступати характер інформації, якою оперує ІС. З цієї точки зору всіінформаційні системи прийнято ділити на фактографічні та документальні. Під фактографическим типом даних прийнято розуміти дані представляють собою опис деяких фактів предметної області. Наприклад, фактом є дані на конкретну людину (ПІБ, адресу, паспортні дані тощо), книгу (автор, назва, рік видання тощо), машину (марка, рік випуску, виробник і т.п. ) і т.д. Іншими словами, факт в інформаційній системі постає у вигляді набору деяких властивостей (атрибутів), кількісне значення яких, як правило, виражається простим типом даних. Характернимпредставником фактографічних інформаційних систем є широко відома в бухгалтерських колах "1С бухгалтерія".

Документ, на відміну від факту, не може бути виражений простою структурою.

Визначення

Під документом будемо розуміти що зберігається в інформаційній базі, об'єкт довільної структури, що містить інформацію довільного характеру, доступ, до якого можна отримати за його реквізитами.

Під реквізитами документа будемо розуміти сукупність властивостей цього документа, що дозволяють однозначно його ідентифікувати. Прикладами реквізитів можуть служити назва документа, його номер, дата створення, імена творців, електронний підпис і т.д. В якості прикладів документів можна назвати статті, тексти наказів і розпоряджень, бухгалтерські документи, карти місцевості, звукові записи і т.д. Важливо ще раз підкреслити, що структура об'єкта, який ми назвали документом, може носити самий довільний характер: формати для текстових документів (звичайний текстовий формат, формат Word, формат PDF, формат DJVu, формат HTML і т.д.), таблиці, графічні файли і т.п.

Типовим прикладом документальних інформаційних систем є довідкові юридичні системи типу Гаранта, Консультант + і т.п. Пошукові інтернет системи також є представниками документальних систем. Реальні інформаційні системичасто оперують деякою сумішшю фактографічної і документальної інформації, тим більше що сучасні СУБД, на основі яких, як правило, і будуються сучасні ІС, надають потужні інструментальні засоби для маніпулювання інформацієютого й іншого типу.

Нарешті, інформаційні системи можна класифікувати і за тієї ролі, яку вони відіграють у професійній діяльності. Таким чином, можна виділити системи управління. ІС даного типу призначені для вирішення завдань автоматизації процесів управління. Виділяють також класи систем управління персоналом і систем управління технологічними процесами.

Обчислювальні інформаційні системи. Дані системи призначені для проведення оперативних розрахунків та обміну інформацією між робочими місцями в рамках однієї організації. У цьому класі виділяються також системи автоматичного проектування (САПР).

Пошуково-довідкові інформаційні системи. Дані системи призначені для збору, зберігання і пошуку інформації довідкового характеру. Такі системи не замінні в конкретних галузях знань: медицині, юриспруденції, програмування та ін.

Системи прийняття рішення. Системи цього класу призначені для автоматизації пошуку рішення керівного складу. Особливістю задач прийняття рішень є: недостатність наявної інформації, її суперечливість і не чіткість, слабка формалізація та наявність якісних оцінок. Як ІВ для прийняття рішень використовуються системи, побудовані на основі алгоритмів штучного інтелекту і баз знань. Часто такі системи підтримують природно-мовний інтерфейс.

Інформаційні навчальні системи. До інформаційних навчальним систем відносять: системи програмного навчання, системи для ділових ігор та тренажерні комплекси.

Структура ІС

З визначення зокрема слід, що в інформаційній системі є два компоненти: програмне забезпечення та електронне інформаційне сховище.

Будь-яка інформаційна система розрахована на використання її в будь-якої професійної області. Значить ІС розрахована на взаємодію, з якими або користувачами. Причому під користувачами в загальному випадку слід розуміти не тільки людей, але й інші інформаційні системи, з якими дана ІС обмінюється інформацією.

Блок ПЗ (програмне забезпечення) поділений на три частини: ІП - інтерфейс користувача, ІД - інтерфейс з даними, БЛ - бізнес логіка. Звичайно, даний розподіл загальному випадку є умовним, і не означає, що в реальному програмному забезпеченні можна явно виділити всі три частини. Однак умоглядне наявність таких частин випливає з дуже простого міркування. Якщо програма взаємодіє з користувачем і даними, значить, якась її частина (логіка) відповідає за цю взаємодію. З іншого боку, як ми згодом будемо неодноразово переконуватися, структура зберігання даних практично ніколи не збігається зі структурою даних, що подаються користувачу. Отже, у програмному забезпеченні повинно бути передбачено перетворення інформації з одного формату до іншого і назад. Ось ця частина програмного забезпечення, яку ми виділили чисто логічно і прийнято називати бізнес системи.

Формально інформаційні системи можна розділити на автономні і мережеві. Причому до мережевих інформаційних систем ми відносимо й такі, які епізодично синхронізують свої інформаційні сховища з іншими сховищами допомогою будь-яких каналів зв'язку (у тому числі і за допомогою переносних пристроїв зовнішньої пам'яті). Попит на автономні ІВ не великий, в силу майже повної відсутності немережевих комп'ютерів. Таким чином, постає питання про те, яку роль відіграє комп'ютерна мережа в побудові інформаційних систем. Детальніше про взаємодію окремих частин інформаційної системи в мережі йтиметься у розділі 6. Тут же нам хотілося б поговорити про різні підходи побудови архітектури ІС в мережі. У результаті ми отримаємо ще один показник, на основі якого можна класифікувати інформаційні системи.

Основним сервісом локальних комп'ютерних мереж є файловий сервіс, здійснюваний файловими серверами. Файловий сервер призначений для того, щоб зберігати файли і надавати до них доступ користувачам мережі. Тому природним рішенням побудови інформаційної системи це розташування інформаційного сховища на файловому сервері. Все програмне забезпечення інформаційної системи буде розташовуватися, таким чином, на мережевих комп'ютерах. Користувачі комп'ютерної мережі, на комп'ютерах яких буде встановлено програмне забезпечення інформаційної системи, отримають, таким чином, одночасний доступ до інформаційного сховища. Така архітектура інформаційної системи називається файл-серверної. Дана архітектура широко застосовується для створення інформаційних систем з відносно не великою кількістю одночасно працюючих користувачів (кілька десятків). Причина такого обмеження закладена в тому, що все програмне забезпечення, у тому числі ті його модулі, які відповідають за обробку даних, розташовуються на кожному з мережних комп'ютерів. Таким чином, для виконання операцій з даними необхідно отримати копію цих даних на мережний комп'ютер. Зрозуміло, це призводить до збільшення мережевого трафіку. До того ж в обробці даних, таким чином, виявляються, задіяні і мережеві комп'ютери, і локальна мережа і, звичайно, сам файловий сервер.

Примітка.

Для того щоб збільшити продуктивність інформаційної системи файл-серверного типу використовується термінальне підключення до сервера. У цьому випадку вся програма виконується на сервері, а призначений для користувача комп'ютер отримує лише результуючі вікна з інформацією, та можливість стандартними засобами управляти цими вікнами. Використання термінального сервера може значно збільшити продуктивність системи і тим самим дозволити одночасно працювати великій кількості користувачів. З точки ж зору самої архітектури ІС, використання термінального сервера не вносить нічого нового, тому що усередині інформаційної системи ми як і раніше маємо взаємодія файл-серверного типу.

Для побудови інформаційних систем з великою кількістю користувачів застосовується інша архітектура. Ця архітектура базується на використанні серверів баз даних. Особливістю серверів баз даних полягає в їх здатності виконувати спеціальні запити до даних. Мова запитів влаштований таким чином, що одна команда цієї мови може містити в собі безліч елементарних операцій над даними. Таким чином можна значно знизити мережевий трафік, а для збільшення продуктивності інформаційної системи буде потрібно збільшення продуктивності тільки сервера баз даних. Крім цього сучасні сервера баз даних дозволяють зберігати на стороні сервера програмні модулі (збережені процедури,тригери та ін), які за командою з боку користувача (клієнта) можуть бути запущені на виконання. У результаті, з'являється реальна можливість виконувати на стороні сервера не тільки обробку даних, а й інші дії. Тепер ми бачимо, що програмне забезпечення ІС може бути реально, а не умоглядно, розділене на дві половини. На стороні користувача теоретично може залишитися тільки ПО, яке відповідає за інтерфейс користувача. Така побудова архітектури ІС, коли програмне забезпечення ділиться на дві половини між користувальницьким комп'ютером і сервером баз даних називають технологій "клієнт-сервер", а архітектура ІС - клієнт-серверної. Клієнт, в якому реалізований тільки користувальницький інтерфейс називається тонким клієнтом, у противному випадку клієнт називається товстим.

Зауваження.

Інформаційні системи, побудовані з централізованого принципом, називають також банками даних. Таким чином, і файл-серверні і клієнт-серверні інформаційні системи можна формально назвати банками даних.

Важливим плюсом використання серверів баз даних є можливість вбудувати розвинену систему безпеки сервера в систему безпеки інформаційної системи. Зокрема сервера баз даних дозволяють чітко розмежувати доступ різних користувачів до об'єктів інформаційного сховища, журналіровать всі дії вироблені користувачем, інтегрувати систему безпеки ІС з системою безпеки комп'ютерної мережі і т.д.

Клієнт-серверні ІС можна розділити на два класи:

Інформаційні системи, які не використовують програмні модулі на стороні сервера баз даних. Серед серверів баз даних ще зустрічаються екземпляри, які не підтримують використання збережених процедур і тригерів. До таких, зокрема, до останнього часу ставилася така СУБД як MySQL. У таких системах запит повністю формується на стороні клієнта, а потім передається для виконання на сервер.

Інформаційні системи, що використовують програмні модулі на стороні сервера баз даних. В якості таких програмних модулів в першу чергу використовуються збережені процедури і тригери. Зазвичай програмні модулі на стороні сервера пишуться на мові, що є розширенням мови SQL, але допускається також підключення виконуваних модулів.

Інформаційна система, побудована за технологією клієнт-сервер, називається ще дворівневої інформаційною системою. Інформаційні ж системи файл-серверного типу можна таким чином назвати однорівневими або монолітними.

Трирівнева архітектура інформаційної системи

Кількість рівнів (шарів) програмного забезпечення може бути більше двох. Так в електронній мережі Інтернетінформаційні системи будуються у вигляді трирівневої системи. У якості клієнта в більшості випадків виступає звичайний web-браузер. Програмне забезпечення на стороні web-сервера служить посередником між клієнтом і сервером баз даних. Оскільки з самого сервера баз даних можна звертатися із запитами до інших серверів, то теоретично може бути побудована система, яка має більш ніж три рівні. Можливо також відділення коду обробки даних від самих даних. Відокремлений, таким чином код, поміщається на так званий сервер додатків. Виділення сервера додатків збільшує мережевий трафік, але зате дозволяє більш ефективно управляти системою.

Кілька слів варто сказати і про інфраструктуру ІС.

Визначення.

Під інфраструктурою інформаційної системи будемо розуміти все те, що забезпечує її безперебійне функціонування.

Таким чином, до інфраструктури слід віднести: системне та мережеве програмне забезпечення, комп'ютери, мережеве обладнання, інші необхідні для функціонування ІС периферійні пристрої, засоби зв'язку, електро-, тепло-і водопостачання, кондиціонери, приміщення, обслуговуючий персонал, додаткове обладнання, необхідне для роботи персоналу.

4. Типи пам'яті ПК, накопичувачі на жорстких магнітних дисках: основні характеристики

Носії інформації (дискети, жорсткі диски, диски CD-ROM, магнітооптичні диски тощо) та їх основні характеристики.

Зовнішня (довготривала) пам'ять - це місце тривалого зберігання даних (програм, результатів розрахунків, текстів і т.д.), не використовуваних у даний момент в оперативній пам'яті комп'ютера. Зовнішня пам'ять, на відміну від оперативної, є енергонезалежною. Носії зовнішньої пам'яті, крім того, забезпечують транспортування даних в тих випадках, коли комп'ютери не об'єднані в мережі (локальні чи глобальні). Для роботи з зовнішньою пам'яттю необхідно наявність накопичувача (пристрою, що забезпечує запис і (або) зчитування інформації) та пристрої зберігання - носія.

Основні види накопичувачів:

накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД);

накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД);

накопичувачі на магнітній стрічці (НМЛ);

накопичувачі CD-ROM, CD-RW, DVD.

Їм відповідають основні види носіїв:

гнучкі магнітні диски (Floppy Disk) (діаметром 3,5''і ємністю 1,44 Мб; діаметром 5,25''і ємністю 1,2 Мб (в даний час застаріли і практично не використовуються, випуск накопичувачів, призначених для дисків діаметром 5,25'', теж припинено)), диски для змінних носіїв;

жорсткі магнітні диски (Hard Disk);

касети для стримерів та інших НМЛ;

диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Сховище прийнято ділити на види і категорії у зв'язку з їхніми принципами функціонування, експлуатаційно-технічними, фізичними, програмними та ін характеристиками. Так, наприклад, за принципами функціонування розрізняють такі види пристроїв: електронні, магнітні, оптичні та змішані - магнітооптичні. Кожен тип пристроїв організований на основі відповідної технології зберігання / відтворення / запису цифрової інформації. Тому, у зв'язку з виглядом і технічним виконанням носія інформації, розрізняють: електронні, дискові та стрічкові пристрої.

Основні характеристики накопичувачів і носіїв:

інформаційна ємність;

швидкість обміну інформацією;

надійність зберігання інформації;

вартість.

Зупинимося докладніше на розгляді перелічених вище накопичувачів і носіїв.

Принцип роботи магнітних запам'ятовуючих пристроїв заснований на способах зберігання інформації з використанням магнітних властивостей матеріалів. Як правило, магнітні запам'ятовуючі пристрої складаються з власне пристроївчитання / запису інформації і магнітного носія, на який, безпосередньо здійснюється запис і з якого зчитуєтьсяінформація. Магнітні запам'ятовуючі пристрої прийнято ділити на види у зв'язку з виконанням, фізико-технічними характеристиками носія інформації і т.д. Найбільш часто розрізняють: дискові і стрічкові пристрої. Загальна технологія магнітних запам'ятовуючих пристроїв полягає в намагнічуванні змінним магнітним полем ділянок носія і зчитування інформації, закодованої як області змінної намагніченості. Дискові носії, як правило, намагнічуються вздовж концентричних полів - доріжок, розташованих по всій площині дискоїдальне обертового носія. Запис здійснюється у цифровому коді. Намагнічування досягається за рахунок створення змінного магнітного поля за допомогою головок читання / запису. Головки представляють собою два або більше магнітних керованих контуру з сердечниками, на обмотки яких подається змінна напруга. Зміна величини напруги викликає зміна напрямку ліній магнітної індукції магнітного поля і, при намагнічуванні носія, означає зміну значення біта інформації з 1 на 0 або з 0 на 1.

Дискові пристрої ділять на гнучкі (Floppy Disk) і жорсткі (Hard Disk) накопичувачі та носії. Основною властивістю дискових магнітних пристроїв є запис інформації на носій на концентричні замкнуті доріжки з використанням фізичного і логічного цифрового кодування інформації. Плоский дисковий носій обертається в процесі читання / запису, чим і забезпечується обслуговування всієї концентричної доріжки, читання і запис здійснюється за допомогою магнітних головок читання / запису, які позиціонують по радіусу носія з однієї доріжки на іншу.

Для операційної системи дані на дисках організовані в доріжки і сектори. Доріжки (40 або 80) представляють собою вузькі концентричні кільця на диску. Кожна доріжка розділена на частини, звані секторами. При читанні або запису пристрій завжди зчитує або записує ціле число секторів незалежно від обсягу запитуваної інформації. Розмір сектора на дискеті дорівнює 512 байт. Циліндр - це загальна кількість доріжок, з яких можна зчитати інформацію, не переміщаючи головок. Оскільки гнучкий диск має тільки дві сторони, а дисковод для гнучких дисків - тільки дві головки, в гнучкому диску на один циліндр доводиться дві доріжки. У жорсткому диску може бути багато дискових пластин, кожна з яких має дві (або більше) головки, тому одному циліндру відповідає безліч доріжок. Кластер (або осередок розміщення даних) - найменша область диска, яку операційна система використовує при записі файлу. Зазвичай кластер - один або кілька секторів.

Перед використанням дискета повинна бути форматувати, тобто повинна бути створена її логічна й фізична структура.

Дискети вимагають обережного поводження. Вони можуть бути пошкоджені, якщо

доторкатися до записуючої поверхні;

писати на етикетці дискети олівцем або кульковою ручкою;

згинати дискету;

перегрівати дискету (залишати на сонці або біля батареї опалення);

піддавати дискету впливу магнітних полів.

Накопичувачі на жорстких дисках об'єднують в одному корпусі носій (носії) і пристрій читання / запису, а також, нерідко, і інтерфейсну частину, звану контролером жорсткого диска. Типовою конструкцією жорсткого диска є виконання у вигляді одного пристрою - камери, всередині якої знаходиться один або більше дискових носіїв, поміщених на один вісь, і блок головок читання / запису з їх загальним призводить механізмом. Зазвичай, поряд з камерою носіїв і головок розташовуються схеми управління головками, дисками і, часто, інтерфейсна частина і (або)контролер. На інтерфейсній карті пристрою розташовується власне інтерфейс дискового пристрою, а контролер з його інтерфейсом розташовується на самому пристрої. З інтерфейсним адаптером схеми накопичувача з'єднуються за допомогою комплекту шлейфів.

Принцип функціонування жорстких дисків аналогічний цим принципом для ГМД.

Основні фізичні і логічні параметри ЖД.

Діаметр дисків. Найбільш поширені накопичувачі з діаметром дисків 2.2, 2.3, 3.14 і 5.25 дюймів.

Число поверхонь - визначає кількість фізичних дисків, нанизаних на вісь.

Число циліндрів - визначає, скільки доріжок буде розташовуватися на одній поверхні.

Число секторів - загальне число секторів на всіх доріжках всіх поверхонь накопичувача.

Число секторів на доріжці - загальне число секторів на одній доріжці. Для сучасних накопичувачів показник умовний, тому що вони мають нерівне число секторів на зовнішніх і внутрішніх доріжках, приховане від системи і користувача інтерфейсом пристрою.

Час переходу від однієї доріжки до іншої зазвичай складає від 3.5 до 5 мілісекунд, а у найшвидших моделей може бути від 0.6 до 1 мілісекунди. Цей показник є одним з визначальних швидкодія накопичувача, тому що саме перехід з доріжки на доріжку є самим тривалим процесом у серії процесів довільного читання / запису на дисковому пристрої.

Час установки або час пошуку - час, що витрачається пристроєм на переміщення головок читання / запису до потрібного циліндру з довільного положення.

Швидкість передачі даних, що також називається пропускною здатністю, визначає швидкість, з якою дані зчитуються або записуються на диск після того, як головки займуть необхідне положення. Вимірюється в мегабайтах в секунду (MBps) або мегабитах в секунду (Mbps) і є характеристикою контролера і інтерфейсу.

В даний час використовуються в основному жорсткі диски місткістю від 10 Гб до 80 Гб. Найбільш популярними є диски ємністю 20, 30, 40 Гб.

Крім НГМД і НГМД досить часто використовують змінні носії. Досить популярним накопичувачем є Zip. Вінвипускається у вигляді вбудованих або автономних блоків, що підключаються до паралельного порту. Ці накопичувачі можуть зберігати 100 і 250 Мб даних на картриджах, нагадують дискету формату 3,5'', забезпечують час доступу, рівне29 мс, і швидкість передачі даних до 1 Мб / с. Якщо пристрій підключається до системи через паралельний порт, то швидкість передачі даних обмежена швидкість паралельного порту.

До типу накопичувачів на змінних жорстких дисках відноситься накопичувач Jaz. Ємність використовуваного картріджа - 1 або 2 Гб. Недолік - висока вартість картриджа. Основне застосування - резервне копіювання даних.

У накопичувачах на магнітних стрічках (найчастіше в якості таких пристроїв виступають стримери) запис проводиться на міні-касети. Ємність таких касет - від 40 Мб до 13 Гб, швидкість передачі даних - від 2 до 9 Мб на хвилину, довжина стрічки - від 63,5 до 230 м, кількість доріжок - від 20 до 144.

CD-ROM - це оптичний носій інформації, призначений тільки для читання, на якому може зберігатися до 650 Мб даних. Доступ до даних на CD-ROM здійснюється швидше, ніж до даних на дискетах, але повільніше, ніж на жорстких дисках.

Компакт-диск діаметром 120 мм (близько 4,75'') виготовлений з полімеру і покритий металевою плівкою. Інформаціязчитується саме з цієї металевої плівки, яка покривається полімером, що захищає дані від пошкодження. CD-ROM є одностороннім носієм інформації.

Зчитування інформації з диска відбувається за рахунок реєстрації змін інтенсивності відбитого від алюмінієвого шарувипромінювання малопотужного лазера. Приймач або фотодатчик визначає, відбився чи промінь від гладкої поверхні, був розсіяний або поглинений. Розсіювання або поглинання променя відбувається в місцях, де в процесі запису були нанесені поглиблення. Фотодатчик сприймає розсіяний промінь, і ця інформація у вигляді електричних сигналівнадходить на мікропроцесор, який перетворює ці сигнали в двійкові дані або звук.

Швидкість зчитування інформації з CD-ROM порівнюють зі швидкістю зчитування інформації з музичного диску (150 Кб / с), яку приймають за одиницю. На сьогоднішній день найбільш поширеними є 52х-швидкісні накопичувачі CD-ROM (швидкість зчитування 7500 Кб / с).

Накопичувачі CD-R (CD-Recordable) дозволяють записувати власні компакт-диски.

Більш популярними є накопичувачі CD-RW, які дозволяють записувати і перезаписувати диски CD-RW, записувати диски CD-R, читати диски CD-ROM, тобто є в певному сенсі універсальними.

Абревіатура DVD розшифровується як Digital Versatile Disk, тобто універсальний цифровий диск. Маючи ті ж габарити, що звичайний компакт-диск, і дуже схожий принцип роботи, він вміщує надзвичайно багато інформації - від 4,7 до 17 Гбайт. Віз-можна, саме через велику місткості він і називається універсальним. Правда, на сього-дні реально застосовується DVD-диск лише у двох областях: для зберігання відеофільмів (DVD-Video або просто DVD) і надвеликих баз даних (DVD-ROM, DVD-R).

Розкид ємностей виникає так: на відміну від CD-ROM, диски DVD записуються з обох сторін. Більш того, з кожного боку можуть бути нанесені один або два шари інформації. Таким чином, односторонні одношарові диски мають об'єм 4,7 Гбайт (їх часто називають DVD-5, тобто диски ємністю близько 5 Гбайт), двосторонні одношарові - 9,4 Гбайт (DVD-10), односторонні двошарові - 8,5 Гбайт (DVD-9), а двосторонні двошарові - 17 Гбайт (DVD-18). У залежності від обсягу потребують зберігання даних і вибирається тип DVD-диска.

Якщо мова йде про фільми, то на двосторонніх дисках часто зберігають дві версії однієї картини - одна широкоформатна, друга в класичному телевізійному форматі.

Таким чином, тут наведено огляд основних пристроїв зовнішньої пам'яті з зазначенням їх характеристик.

Размещено на Allbest.ru

...