Обработка информации

70

I.12. ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ

ПОНЯТЬ

Обработка (преобразование) информации — это процесс изменения формы представления информации или ее содержания.

Как правило, обработка информации - это закономерный, целенаправленный, планомерный процесс. Всегда существует цель обработки.

Процессы изменения формы представления информации часто сводятся к процессам ее кодирования и декодирования и проходят одновременно с процессами сбора и передачи информации.

ПРИМЕРЫ изменения формы информации в результате обработки.

• Специальное оборудование на метеостанции преобразует сигналы, полученные от метеозондов, в кривые линии, вычерченные самописцем.

• Данные анкет, полученные в результате психологических исследований представляются в виде диаграмм.

• При сканировании рисунок преобразуется в двоичный код.

Процесс изменения содержания информации включает в себя такие процедуры, как численные расчеты, редактирование, упорядочивание, обобщение, систематизация и т.д.

ПРИМЕРЫ изменения содержания информации в результате обработки.

• Результатом обработки данных нескольких метеостанций выступает прогноз погоды.

• Анализ данных психологических исследований позволяет дать обобщенную психологическую характеристику группы “испытуемых” и рекомендации по улучшению психологического климата в этой группе.

• Отсканированный текст первоначально представляется в виде рисунка (в соответствующем двоичном коде). После его обработки программой оптического распознавания символов он преобразуется в “текстовые” коды.

Обрабатывать можно информацию любого вида и правила обработки могут быть самыми разнообразными. Общая схема преобразования информации имеет вид:

Рис. 1.12.1. Схема преобразования информации

Примеры обработки информации

Но всегда ли нам известно, как, по каким правилам входная информация преобразовывается в выходную?

ПРИМЕР

• Дети не знают, что внутри у заводной игрушки. Им известно одно: заведи - она едет. (Вам-то, конечно, уже известно: на “входе” - энергия сжатой пружины, на “выходе” - движение колес).

• Большинство телезрителей мало что знают об устройстве телевизора. Но когда на экране появляются помехи во время просмотра телепрограммы, “оперирование” ручками (кнопками) настройки часто позволяют получить четкое изображение. Выражаясь языком кибернетики, телезритель начинает манипулировать “входами”, надеясь получить на “выходе” устранение помех.

Такую систему, в которых наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы неизвестны называют черным ящиком.

Рис.1.12.2. Схема преобразования информации по принципу «черного ящика»

Не будет преувеличением сказать, что любая вещь, любой предмет, любое явление - любой познаваемый объект - всегда первоначально выступает для наблюдателя как “черный ящик”.

ПРИМЕР

• Перед инженером стоит гарантийный компьютер. Разбирать его нельзя, но инженер должен решить, отправить аппарат для ремонта или заменить новым.

• В практической деятельности врач сталкивается с внешними проявлениями болезни, но истинное состояние организма больного ему неизвестно. Перед врачом задача “черного ящика”.

Обработка информации по принципу “черного ящика” - процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание.

Очень часто в жизни нам приходится находить (угадывать, вычислять) правило, по которому происходит обработка информации. Многие игры основаны на этом принципе.

ПРИМЕР

Каждый следующий элемент получен по некоторому правилу. Угадайте это правило.

а). Победа, обеда, беда, еда, ...;

б). о, д, т, ч, п, ш, с, в, д, д, ...;

в). 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, ...

ОТВЕТЫ:

а). Отбрасывание первой буквы слова.

б). Начальные буквы числительных один, два, три и т.д.

в). Каждый элемент, начиная с третьего, равен сумме двух предыдущих.

Но чаще всего без знания правил преобразования невозможно достичь цели, с которой информация обрабатывается. Если эти правила строго формализованы и имеется алгоритм их реализации, то можно построить устройство для автоматизированной обработки информации. Таким устройством в вычислительной технике является процессор.

Рассмотрим следующую схему.

Рис.1.12.3. Схема обработки информации в устройствах

Обработка информации всегда происходит в некоторой внешней среде (обстановке), являющейся источником входной информации и потребителем выходной информации. Непосредственная переработка входной информации в выходную осуществляется процессором. При этом предполагается, что процессор располагает памятью.

ЗАМЕЧАНИЕ. Обработка информации в общем случае приводит и к изменению состояния самого процессора.

Процесс обработки информации в рамках данной схемы чаще всего сводится к следующим процедурам:

• вычисление процессором выходной информации как некоторой функции входной;

• накопление информации, то есть изменение состояния памяти под воздействием входной информации;

• реализация причинной связи между входом и выходом процессора;

• взаимодействие процессора со средой, реакция на изменения обстановки;

• управление поведением всей системы в целом.

Обработка информации - это процесс происходящий во времени.

В ряде случаев он должен подчиняться заданному темпу поступления входной информации и допустимому пределу задержки в выработке информации на выходе. В этом случае говорят об обработке информации в реальном масштабе времени. Примером является управление работой машин и устройств, в том числе компьютера.

В других случаях время рассматривается как дискретная цепочка мгновенно происходящих событий. При этом важна лишь их последовательность, а не значение разделяющих события временных промежутков. Такой подход применяется обычно при обработке информации в моделировании.

Наиболее простой формой обработки информации является последовательная обработка, производимая одним процессором, в котором в любой момент времени происходит не более одного события. При наличии в системе нескольких процессоров, работающих одновременно, говорят о параллельной обработке информации.

Обработка информации является центральной процедурой в управлении любой системой. Трактовка управления системой как процесса обработки информации является одним из основных принципов кибернетики.

Вычислительная техника в основном предназначена для автоматизированной обработки информации различного вида. К ней относятся: обработка запросов к базам данных, перекодирование информации, численные расчеты по формулам, аранжировка музыкальных произведений, синтез новых звуков, монтаж анимационных роликов и многое другое.

ЗНАТЬ

Обработка (преобразование) информации — это процесс изменения формы представления информации или ее содержания.

Обработка информации всегда осуществляется с какой-либо целью.

Процессы изменения формы представления информации часто сводятся к процессам ее кодирования и декодирования и проходят одновременно с процессами сбора и передачи информации.

Процесс изменения содержания информации включает в себя такие процедуры, как численные расчеты, редактирование, упорядочивание, обобщение, систематизация и т.д.

Систему, в которых наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы неизвестны называют черным ящиком.

Обработка информации по принципу “черного ящика” - процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание.

Если правила преобразования информации строго формализованы и имеется алгоритм их реализации, то можно построить устройство для автоматизированной обработки информации.

Возможность автоматизированной обработки информации основывается на том, что преобразование информации по формальным правилам не подразумевает ее осмысления.

В вычислительной технике устройством обработки информации является процессор.

Обработка информации - это процесс происходящий во времени.

Если он подчиняется заданному темпу поступления входной информации и допустимому пределу задержки в выработке информации на выходе, то говорят об обработке в реальном масштабе времени.

Наиболее простой формой обработки информации является последовательная обработка, производимая одним процессором, в котором в любой момент времени происходит не более одного события.

При наличии в системе нескольких процессоров, работающих одновременно, говорят о параллельной обработке информации.

УМЕТЬ

ЗАДАНИЕ 1

Приведите примеры на обработку информации

а) по неформальным правилам;

б) по строгим формальным правилам но при отсутствии алгоритма обработки;

в) по строгим формальным правилам, когда известен алгоритм обработки;

г) по принципу “черного ящика”.

ЗАДАНИЕ 2

Попробуйте определить в следующих примерах правила обработки информации.

а) б) с)

г) д) е)

ОТВЕТЫ

а). Сумма минимальной и максимальной цифр числа.

б). Количество цифр в числе.

в). Максимальное целое, кратное трем, не превосходящее число на входе.

г). Количество букв “о”.

д). Представление входного числа в троичной системе счисления.

е). Представление входного числа в двоичной системе счисления.

ЗАДАНИЕ 3

Определите правило, по которому составлена последовательность, и продолжите ее:

а) а, в, е, и, н, ...

б) 1, 2, 4, 8, 16, 32, ...

в) 1, 11, 21, 1211, 111221, 312211, 13112221, ...