Информационные технологии и управление искусственным интеллектом

Адолат Джураева

Эта книга открывает захватывающий мир ИТ и ИИ, демонстрируя, как современные технологии могут трансформировать управление экономическими системами. Вы узнаете об основах ИТ, их эволюции, обработке информации, системах и их классификации, а также о применении ИИ в сложных системах. Учебник «Информационные технологии и управление искусственным интеллектом» станет вашим путеводителем в мир инноваций и прогресса!

1.7. Кодирование информации

Кодирование информации — это процесс представления информации в различных формах. Это может включать преобразование информации из одной формы в другую для улучшения её обработки, передачи, хранения и восприятия.

Часто кодирование применяется для перехода от исходного представления к представлению удобному для хранения, передачи и обработки. Обратный переход называется декодированием.

При кодировании могут достигаться различные цели и соответственно применяться различные методы.

Цели кодирования:

Ø экономность, т.е. уменьшение избыточности сообщения;

Ø повышение скорости передачи или обработки;

Ø надёжность, т.е. защита от случайных искажений;

Ø секретность, т.е. защита от нежелательного доступа к информации;

Ø удобство физической реализации;

Ø удобство восприятия.

Эти цели часто противоречат друг другу.

Экономные сообщения могут оказаться ненадёжными, т.к. они не содержат лишних символов, и искажение любого символа может изменить смысл сообщения.

Например, обычная запись числа цифрами гораздо экономичнее и удобнее для вычислений, чем запись символами. Однако искажение или удаление любой цифры изменит величину числа.

Поэтому в финансовых документах, где надёжность должна быть велика, цифровые сообщения в некоторых местах заменяются или дублируются словесными сообщениями. Дублирование повышает избыточность.

Теория кодирования подробно исследует проблемы разумного сочетания экономности и надёжности при передаче сообщения.

Экономное сообщение может существенно уменьшить объём передаваемой информации, уменьшить требования к пропускной способности канала связи, повысить оперативность передачи сообщения.

Один из подходов к уменьшению объёма состоит в передаче так называемой сжатой информации. Принцип передачи сжатой информации состоит в следующем. На передающем и приёмном концах имеется одинаковый набор знаков. Они образуют алфавит. Каждому знаку ставится в соответствие определённое слово, фраза или фрагмент изображения. Это соответствие известно как передающей, так и приёмной стороне. Если нужно передать какое-либо изображение, то по каналу связи передаётся только знак, которым это сообщение закодировано. Именно таким способом передаётся информация со спутников.

Такой же принцип может быть использован для обеспечения секретности. В качестве знаков алфавита могут использоваться, например, страницы книг. Т.е. передаются номера страниц, на приёмном конце по этим страницам определяется текст.

На различных этапах информационного процесса достигаются различные цели, поэтому информация может неоднократно перекодироваться.

Кодирование информации осуществляется с помощью конечного набора элементарных символов. Такой набор символов называется алфавитом.

Всем известны алфавиты естественных языков: русский (кириллица), латинский и др., представляющие собой конечное множество букв. В русском — 32 буквы, в латинском — 28, в китайском более 40 тыс. иероглифов.

Совокупность цифр образуют цифровые алфавиты:

Ø двоичный алфавит содержит две цифры: 0 и 1;

Ø троичный: 0, 1 и — 1;

Ø десятичный: 0, 1, 2,…, 9;

Ø восьмеричный;

Ø двенадцатеричный;

Ø шестнадцатеричный.

Однако понятие алфавита является более широким. В общем случае алфавит может включать в себя совокупность русских и латинских букв, цифр, специальных знаков, математических знаков и т. д.

Количество символов в алфавите определяет его свойства, то есть экономность, длину слов, удобство преобразований, а также удобство записи слов. На основе цифровых алфавитов может быть построены способы кодирования информации:

Ø непозиционная, например, римская система счисления;

Ø позиционные системы счисления.

В компьютерных системах наиболее широкое применение нашло двоичное кодирование информации.

Основные преимущества двоичной системы кодирования:

Ø минимальное количество символов;

Ø высокая помехоустойчивость;

Ø простота реализации;

Ø простота выполнения арифметических и логических операций в компьютере и т. д.

Криптография

Кодирование информации с целью обеспечения секретности называется шифрованием или криптографией. Криптография — это наука об обеспечении секретности, аутентичности (подлинности) сообщения.

Суть криптографии состоит в том, чтобы трансформировать данные в зашифрованную форму, из которой извлечь исходную информацию можно только при наличии ключа.

В основе шифрования лежат два основных понятия: алгоритм и ключ.

Алгоритм — это способ закодировать исходный текст, в результате чего получается шифрованное послание. Зашифрованное послание может быть интерпретировано только с помощью ключа.

Чтобы зашифровать послание достаточно специального алгоритма. Действие такого алгоритма запускается уникальным числом, обычно называемым шифрующим ключом. Шифрующий ключ представляет собой битовую последовательность, 8 — битный ключ допускает 256 (2⁸) комбинаций ключей. Если использовать 128-битный ключ, то необходимо перебрать 2¹²⁸ ключей, что в настоящее время не под силу даже самым мощным компьютерам.

Шифрование может быть симметричным и асимметричным. Симметричное основывается на использовании одного и того же секретного ключа для шифрования и дешифрования. Симметричное шифрование используется, например, некоторыми банками в сетях банкоматов.

Асимметрия характеризуется тем, что для шифрования нужен один ключ, являющийся общедоступным, а для дешифрования — другой, являющийся секретным. Открытый и секретный ключ являются строго взаимосвязанной парой ключей.

Десятичное кодирование информации

Обработка информации техническими устройствами, в частности, обработка экономической информации на компьютере, требует кодирования информации. Целью кодирования при этом является удобство восприятия информации человеком и компьютером.

Разработка системы кодирования осуществляется в два этапа:

Ø классификация информации;

Ø кодирование.

Классификация — это распределение элементов множества на подмножества: классы, подклассы, группы, подгруппы, виды, подвиды.

Кодирование — это присвоение условного обозначения различным элементам.

Классификатор — это систематизированный свод элементов и их кодовых обозначений.

Классификатор студентов содержит данные:

Ø курса;

Ø номера группы;

Ø специальности;

Ø порядкового номера студента в соответствии с алфавитным списком.

Другой пример десятичного кодирования — телефонный справочник, где указываются десятичные коды городов, и десятичные коды номеров абонентов.

Двоичное кодирование информации

Обычное кодирование, основанное на амплитудной модуляции используется, в частности, в компьютерах для кодирования:

Ø — числовой;

Ø — графический;

Ø — текстовой;

Ø — звуковой информации.

В настоящее время на остове двоичного кодирования разработана система «цифрового телевидения».

Штриховое кодирование так же основывается на использовании двоичной системы счисления, т.е. информация при штриховом кодировании представляет собой последовательность нулей и единиц.

Однако физическая реализация двоичной системы может быть различной.

При обычном кодировании используется так называемая амплитудная модуляция, когда информация заключается в амплитуде сигнала.

При штриховом кодировании используется двоичная система, которая реализуется на основе широтной модуляции, т.е. информация заключается в ширине некоторой физической характеристики.

Такой физической характеристикой является ширина линий и ширина промежутков между линиями. Широкой линии и широкому промежутку соответствует значение, равное единице, узким линиям и промежуткам — ноль. Штриховое кодирование есть способ построения кода с помощью чередования широких и узких, тёмных и светлых полос, причём информативной является только ширина полос.

Избыточность информации

Избыточность — есть средство повышения надёжности.

Виды избыточности:

Ø функциональная;

Ø структурная;

Ø временная;

Ø информационная.

Структурная избыточность заключается в дублировании систем, элементов, деталей машин, живых организмов. Пример — парные органы у человека.

Функциональная избыточность — это меры обеспечивающие сохранение работоспособности системы при выходе некоторых параметров за пределы допусков. К числу таких средств относятся адаптация системы за счёт введения дополнительных обратных связей.

Временная избыточность — увеличение надёжности за счёт увеличения времени работы с информацией. Примеры — повтор передачи сообщения, повтор расчётов.

Информационная избыточность заключается в использовании слов, кодов, которые содержат как бы «излишние» элементы, что обеспечивает надёжность передачи сообщений.

Разработка системы кодирования осуществляется в два этапа:

Ø классификация информации;

Ø кодирование.

Классификация это разбиение множества объектов на подмножества по признаку их сходства или различия в соответствии с принятыми методами.

В настоящее время в организационно-экономическом управлении классификаторы строятся по иерархической системе и подразделяются на 4 вида: общегосударственные, отраслевые, региональные и локальные.

Общегосударственные классификаторы охватывают все значения реквизитов-признаков и связанных с ними показателей в масштабах всего народного хозяйства-хољагии халќ. Отраслевые — классификаторы ведутся в масштабах отрасли (министерства, ведомства), Региональные — в пределах территории (области, района, города), Локальные в пределах предприятий, учреждений и т. п.

Во всех классификаторах не только фиксируется место (позиция) каждого реквизита-признака, но и каждой позиции присваивается уникальное условное обозначение.

Особое место среди классификаторов занимают функциональные, относящиеся к определенным функциям управления, так как они связаны с методологией организации соответствующих управленческих работ. Примером такого функционального классификатора является План счетов бухгалтерского учета.

Систематизация информации с помощью классификаторов не только ведет к однозначному определению ее информационных единиц и их значений, но и дает возможность устанавливать между ними логико-математические отношения, при этом раскрывается механизм реализации информационных взаимосвязей для различных сфер и уровней управления. Для обеспечения поиска, комплексной обработки и увязки информации в информационных системах используются такие общегосударственные классификаторы, как:

ОКТЭП (технико-экономических показателей);

ОКПО (предприятий и организаций);

ОКОНХ (отраслей народного хозяйства);

ОКУД (управленческой документации);

ОКП (промышленной и сельскохозяйственной продукции);

ОКОАТО (объектов административно-территориального деления объектов и населенных пунктов);

КФС (форм собственности) и др.

Наличие классификаторов обеспечивает возможность построения эффективных логических систем кодирования экономической информации. Все коды строятся по определенным правилам (системам).

Кодирование экономической информации. Кодирование — это процесс присвоения экономической информации условных обозначений, подчиненных определенным правилам на основе принятого алфавита.

Система кодирования это совокупность правил и алгоритмов, по которым осуществляется кодирование. Код является обозначением признака объекта в виде знака или группы знаков в соответствии с принятой системой кодирования.

Различают два типа кодов: машинные и экономические. Машинные коды используют для управления ПК и представления команд, экономические объединяют все виды кодов, используемых для представления технико-экономической информации. Азбука кода это знаки, используемые в процессе кодирования. Основание кода это число знаков буквенного кода, используемых в кодовом обозначении.

Цифровая азбука кода состоит из цифр, смешанная азбука — из букв и цифр. В вычислительной технике существует система, которая называется двоичная система кодирования, основанная на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Иногда системы кодирования называют системами счисления. Также есть восьмеричная (от 0 до 7), шестнадцатеричная (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, B, C, D, E, F) и десятичная (от 0 до 9) системы счисления. Кодирование информации тесно связано с применением методов сортировки, группировки, поиска. Эти методы определяют назначение и структуру кодов. Кодирование и обратный процесс кодированию — декодирование — выполняются при автоматизированной обработке данных многократно, начиная с составления документов или других носителей информации, передачи данных по каналам связи и заканчивая выдачей результативных сведений пользователю.

Для кодирования экономической информации используются такие системы кодирования: порядковые, серийные, позиционные (разрядные, или десятичные), шахматные, комбинированные, единая система кодирования.

Системой кодирования называется строго определенный порядок присвоения условных обозначений единицам информации. Выбор конкретной системы кодирования зависит от объема кодированной номенклатуры, ее стабильности, от задач, стоящих перед системой, в частности от того, сколько времени потребуется на поиск данных, как и их полнота, надежность и достоверность. Существуют следующие способы кодирования информации:

Порядковая система кодирования представляет собой такое обозначение позиционной номенклатуры, которое соответствует ее порядковым номерам. Порядковый код применяется для идентификации малозначительных, устоявшихся списков названий. Преимущества кода — легкость построения; недостатки — невозможность выделить классификационные группы и подгруппы признаков, невозможность расширения номенклатуры в случае новых названий объекта.

Порядковая система кодирования предполагает последовательное присвоение условных обозначений кодируемым единицам информации. Специальной классификации информации, как правило, не требуется. Последовательность кодов задается прежде всего хронологией возникновения информационных единиц, но чаще всего объектом кодирования выступает информация, упорядоченная (систематизированная) по алфавиту.

При порядковой системе кодирования единицам призначной части информации последовательно присваиваются обозначения чисел натурального ряда в порядке его возрастания (реже убывания). Ни одна позиция массива (или кодируемой номенклатуры информации) при этом не пропускается. Порядковая система исключает возможность получения каких-либо промежуточных (внутренних) итогов по массиву (номенклатуре), поэтому ею пользуются ограниченно, лишь для небольших, а главное, устойчивых номенклатур или массивов, содержащих незначительное число информационных единиц.

Достоинством данной системы является компактность, а недостатками — невозможность формирования промежуточных итогов и практически полное отсутствие возможности расширения списка кодируемой номенклатуры (вследствие нарушения логики его построения).

Серийная система кодирования — дальнейшее развитие порядковой. Признаки предварительно группируются с учетом экономических требований. Каждой группе отводится серия номеров в порядке возрастания, но с учетом резерва есть свободные позиции на случай появления новых объектов. Преимущество этой системы — легкость расширения номенклатуры, когда принятая система группирования признаков не нарушается, недостаток — отсутствие автоматической возможности получения итогов. Серийная система кодирования ориентирована на разделение номенклатуры по какому-либо признаку на отдельные части (серии).

За каждой серией закрепляется своя группа условных обозначений (чисел, называемых номерами). При этом номера единиц информации последующих серий не продолжают последовательно номера уже имеющихся единиц предыдущей серии, в результате создается определенный разрыв номеров, используемый в качестве резерва для последующего расширения (в случае необходимости) номенклатуры кодируемых позиций в каждой серии без нарушения общей логики построения списка. Серийный код обеспечивает возможность получения промежуточных итогов по сериям, но только в пределах одного классификационного признака, а также сохранение принципов серийности при расширении кодируемой номенклатуры по установленному классификационному признаку, но лишь в пределах выделенных резервных позиций. Данная система удобна для относительно устойчивых и небольших позиций номенклатур, например, по ней строятся коды оплат-пардохт (доплат) и удержаний-пули аз маблаѓ нигоњ дошташуда.

Позиционная система кодирования применяется для кодирования сложных многопризначных номенклатур с большим количеством знаков. Классификация объектов осуществляется с целью выделения групп, подгрупп, разновидностей признаков. Преимущества этой системы — обеспечение группирования данных по различным признакам, возможность автоматического сжатия информации, недостатки — многоразрядность, громоздкость. Позиционная (разрядная, десятичная) система кодирования предполагает иерархическую структуру представления информации или разделение ее по нескольким соподчиненным признакам.

Сущность данной системы заключается в том, что каждый уровень (или признак) классификации обеспечивается своей нумерацией в пределах всего уровня или признака (группы информации). При этом устанавливается предел разрядности группы и выбирается ее некоторая кратность. Позиционная система применяется для кодирования сложных составных (иерархических) номенклатур, в которых, как правило, каждый реквизит, характеризующий низший уровень классификации, получает ряд характеристик, отражающих его принадлежность к более высокому уровню классификации. Позиционный код удобен для решения задач, связанных с необходимостью получения частных итогов по различным уровням иерархии. Позиционный код нагляден, но достаточно громоздок и, как правило, обладает излишней избыточностью. Позиционные системы подразделяются на поразрядно-последовательные, в которых для каждого уровня иерархии отводится только один разряд, характеризующий этот уровень, и поразрядно-порядковые, в которых некоторым уровням иерархии отводится несколько разрядов, причем многоразрядные обозначения даются последовательно (по порядку). В этом плане поразрядно-порядковая система может рассматриваться как продолжение поразрядно-последовательной.

Чаще всего в позиционных кодах поразрядный принцип сочетается с порядковым, реже — с серийным. Например, в Плане счетов бухгалтерского учета синтетические счета кодируются двухзначными цифрами от 01 до 99 (т.е. выделением двух разрядов), а субсчета — трехзначными, из которых первые два разряда выделяются для обозначения номера синтетического счета (используется серийная система кодирования), а третий — номер субсчета (применяется порядковая система кодирования). При этом осуществляется следующее распределение номеров (серий) по разделам Плана счетов бухгалтерского учета:

01—09 Внеоборотные активы;

10—19 Производственные запасы;

20—39 Затраты на производство;

40—49 Готовая продукция и товары;

50—59 Денежные средства;

60—79 Расчеты;

80—89 Капитал;

90—99 Финансовые результаты.

Кроме того, позиционные системы подразделяются на зависимые и независимые, определяемые кратностью разрядов. В зависимых системах кодовые обозначения младших уровней взаимосвязаны по смыслу с обозначениями старших (предшествующих) уровней, в независимых такая связь отсутствует. По критерию кратности разрядности наиболее распространены десятичные позиционные системы, поэтому иногда позиционные системы называют десятичными. При десятичном варианте системы каждая позиция (разряд) может содержать коды от 0 до 9. Построение кодов по системе повторения имеет весьма ограниченное распространение в организационно-экономическом управлении, хотя обладает важным достоинством — характеризует количественные параметры информации, воспроизводя их значение в подлинном или условном виде, но обязательно несущем определенную смысловую нагрузку, например кодирование проб драгоценных металлов для ювелирных изделий:

Ø золото (Au) — 375, 500, 583, 585, 750, 916, 958, 999;

Ø серебро (Ag) — 800, 875, 916, 925, 960, 999;

Ø платина (Pt) — 950, 999;

Ø палладий (Pd) — 500, 850, 999,

Когда код (проба) отражает содержание драгоценного металла (в тысячных долях) в сплаве (например, золото 583-й пробы означает содержание 58,3% чистого золота в сплаве).

Шахматная система кодирования. Шахматная система связывает одновременно два признака в виде матрицы, где один признак (старший) размещается по горизонтали (по строкам), другой (младший) — по вертикали (по столбцам). Код строится в ячейках матрицы как составной из двух характеристик. В шахматных системах кодирования используются двухпозиционные коды, где одновременно отражается характеристика двух информационных единиц (по строке и столбцу). Шахматная система кодирования имеет следующий вид (таблица 1.7.1.).

Таблица 1.7.1. шахматная система кодирования информации.

Ширина детали

Длина детали

Код

5

7

57 или75

9

3

93 или 39

Комбинированная система

На практике системы кодирования могут быть построены на основе как одного общего принципа для всех идентифицируемых характеристик кодируемой номенклатуры, так и сочетания разных принципов (путем добавления к базовому принципу какого-либо другого принципа). Такие системы называются комбинированными или смешанными системами кодирования. Чаще всего в них сочетается позиционная (десятичная) система с серийной.

Комбинированная система кодирования основывается на сочетании различных систем кодирования с учетом их предпочтений. В зависимости от конкретных случаев целесообразно использовать, например, серийно-позиционный код. На практике системы кодирования могут быть построены на основе как одного общего принципа для всех идентифицируемых характеристик кодируемой номенклатуры, так и сочетания разных принципов (путем добавления к базовому принципу какого-либо другого принципа).

Единая система классификации и кодирования информации. Единая система классификации и кодирования информации (ЕСКК), которая охватҷвает всю страну, предназначена для классификақии и кодирования информақии на государственном уровне. Основные положения предназначены для исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов, органов, осуществляющих лицензирование, хозяйствующих субъектов, являющихся юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, действующими на территории независимо от их формы собственности и организационно-правовой формы, при проведении работ по классификации и кодированию технико-экономической и социальной информации и унификации документации. В области ЕСКК применяются следующие термины с соответствующими определениями:

· классификация: Разделение множества объектов на подмножества по их сходству или различию в соответствии с принятыми методами классификации.

· объект классификации: Элемент классифицируемого множества.

· признак классификации: Свойство или характеристика объекта классификации, по которому проводится классификация.

· классификационная группировка: Подмножество объектов, полученное в результате классификации.

· ступень классификации: Этап классификации при иерархическом методе классификации, результатом которого является совокупность классификационных группировок.

· глубина классификации: Число ступеней классификации.

· код: Знак (символ) или совокупность знаков (символов), принятых для обозначения классификационной группировки или объекта классификации.

· кодирование: Присвоение кода классификационной группировке или объекту классификации.

· алфавит кода: Система знаков (символов), принятых для образования кода.

· иерархический метод классификации: Метод классификации, при котором заданное множество последовательно делится на подчиненные подмножества.

· фасетный метод классификации: Метод классификации, при котором заданное множество объектов делится на подмножество независимо, по различным признакам классификации.

· классификатор технико-экономической и социальной информации: Нормативный документ, представляющий систематизированный свод наименований и кодов классификационных группировок и (или) объектов классификации.

· общегосударственный классификатор (ОК): Классификатор, принятый Госстандартом и обязательный для применения при межотраслевом обмене информацией.

· отраслевой (ведомственный) классификатор: Классификатор, принятый органом исполнительной власти (министерством, ведомством), на который возложено выполнение определенных видов экономической деятельности, и не подлежащий применению при межотраслевом обмене информацией.

· классификатор организации: Классификатор, принятый организацией, предприятием или их группами, занимающимися аналогичными видами экономической деятельности, применяемый только этими хозяйствующими субъектами.

· международная классификация: Классификация, принятая международной организацией.

· ведение классификатора: Поддержание классификатора в достоверном состоянии и информационное обслуживание заинтересованных юридических и физических лиц.

· переходной ключ: Таблица, устанавливающая соответствие каждой группировке или объекту классификации одного классификатора одной или нескольким группировкам или объектам классификации другого классификатора.

· унифицированная форма документа, УФД: Созданная с использованием методов унификации документации совокупность реквизитов, установленных в соответствии с решаемыми в данном виде экономической деятельности задачами и расположенных в определенном порядке на носителе информации.

· унифицированная система документации: Созданная с использованием методов унификации документации совокупность взаимоувязанных унифицированных форм документов, отвечающих единым требованиям.

· отраслевая (ведомственная) унифицированная форма документа: Унифицированная форма документа, входящая в состав отраслевой (ведомственной) унифицированной системы документации и не предназначенная для межотраслевого применения.

Применение системы классификации и кодирования информации дает возможность избежать ошибок при описании конкретного объекта и получения достоверной информации.

Тестовые вопросы с вариантами ответов

1. Что такое декодирование?

o а) Процесс представления информации в различных формах

o б) Обратный переход от кодированного представления к исходному

o в) Сжатие информации для экономии места

o г) Процесс увеличения избыточности сообщения

2. Какое преимущество имеет двоичная система кодирования?

o а) Использует минимум символов

o б) Высокая сложность реализации

o в) Использует много памяти

o г) Сложность выполнения арифметических операций

3. Что представляет собой симметричное шифрование?

o а) Использование одного и того же ключа для шифрования и дешифрования

o б) Использование двух разных ключей для шифрования и дешифрования

o в) Шифрование без использования ключей

o г) Шифрование с использованием открытого ключа

4. Какой из методов кодирования основан на амплитудной модуляции?

o а) Штриховое кодирование

o б) Двоичное кодирование

o в) Обычное кодирование

o г) Шифрование

5. Что включает в себя процесс классификации информации?

o а) Присвоение условного обозначения элементам

o б) Разделение множества объектов на подмножества по признакам сходства или различия

o в) Увеличение надёжности передачи информации

o г) Сжатие информации для экономии места

Правильные ответы:

1. Правильный ответ: б)

2. Правильный ответ: а)

3. Правильный ответ: а)

4. Правильный ответ: в)

5. Правильный ответ: б)

ГЛАВА 2. СИСТЕМЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

2.1. Понятие информационной системы: основные термины и определения с учётом искусственного интеллекта

Понятие «система» имеет разные трактовки в различных контекстах. Вот несколько определений этого термина:

Общее определение: Система — это упорядоченное или организованное целое, состоящее из взаимосвязанных или взаимодействующих элементов, образующих комплексную структуру или единую сущность.

Система как комплекс элементов: Система может быть определена как совокупность элементов, взаимодействующих между собой с целью достижения определенной цели или выполнения определенной функции.

Система как абстрактное понятие: В контексте теории систем система рассматривается как совокупность элементов, объединенных вместе, чтобы выполнять определенную функцию или достигать определенной цели. Эти элементы могут включать в себя компоненты, связи, процессы и цели.

Система как набор правил и процедур: В информационных технологиях или управлении данными, система может быть определена как набор взаимосвязанных процедур или инструкций, предназначенных для выполнения определенной задачи или достижения цели.

Система как организация: В контексте управления и организации, система может описывать структуру и функционирование компании, государственного учреждения или другой организации, включая взаимосвязи между различными подразделениями или отделами.

Система как упорядоченный набор идей или принципов: В философии или социологии, система может представлять собой упорядоченный набор идей, принципов или верований, формирующих основу какой-либо теории или концепции.

Эти определения лишь некоторые из возможных способов понимания понятия «система» в различных контекстах.

В данном учебнике, мы рассматриваем различные понятия информационной системы,

Информационная система (ИС) — это совокупность программного и аппаратного обеспечения, предназначенного для сбора, хранения, обработки, передачи и использования информации с целью выполнения определенных задач.

Информационная система — это организация элементов, включая людей, процессы, данные и технику, которая собирает, обрабатывает, хранит и распространяет информацию для поддержки принятия решений и управления в организации.

Информационная система — это комплекс взаимосвязанных компонентов, включая аппаратное и программное обеспечение, базы данных, процессы обработки информации, пользователей и структуры управления, который обеспечивает сбор, хранение, обработку, передачу и использование информации для достижения определенных целей.

Информационная система — это система, предназначенная для эффективной работы с информацией, включая ее сбор, обработку, хранение, передачу и представление, а также управление этими процессами и обеспечение безопасности данных.

Информационная система — это комплекс взаимосвязанных компонентов, включающих программное и аппаратное обеспечение, базы данных, процессы обработки информации, людей и организационные структуры, который собирает, хранит, обрабатывает, передает и использует информацию с целью управления и поддержки принятия решений в рамках определенной деятельности или предприятия.

Рассмотрим составляющие информационных систем, которые включает следующие показатели:

Компоненты: Информационная система состоит из нескольких ключевых компонентов, таких как программное обеспечение (приложения, операционные системы), аппаратное обеспечение (компьютеры, серверы, сетевое оборудование), базы данных, а также процессы обработки информации и люди, которые управляют и используют систему.

Цели: Цели информационной системы определяются потребностями и задачами организации или деятельности, которую она поддерживает. Эти цели могут включать автоматизацию бизнес-процессов, управление данными, поддержку принятия решений, обеспечение безопасности информации и другие.

Функциональность: Информационная система выполняет различные функции для обработки информации, включая сбор, хранение, обработку, передачу и представление данных. Функциональные возможности могут варьироваться в зависимости от конкретных потребностей и целей системы.

Структура и организация: Информационная система имеет определенную структуру и организацию, которая определяет, как компоненты системы взаимодействуют друг с другом для достижения целей. Это включает в себя архитектуру системы, распределение ролей и обязанностей пользователей, а также процессы управления и поддержки.

Управление и поддержка: Информационная система требует управления и поддержки для обеспечения ее эффективной работы. Это включает в себя управление доступом к данным, обновление программного обеспечения, резервное копирование данных, обеспечение безопасности и другие аспекты, необходимые для поддержки непрерывной работы системы.

В целом, информационная система является ключевым элементом современных организаций и предприятий, обеспечивая им доступ к информации, необходимой для принятия решений и успешного функционирования в современной информационной среде.

Основные компоненты информационных систем включают в себя:

1) Данные: Представляют собой совокупность сведений, формализованных для обработки информационной системой. Данные могут быть представлены в различных форматах, включая текст, числа, изображения и звуки.

Данные играют важную роль в современном мире, поскольку они являются основой для принятия решений, разработки технологий и обеспечения работы информационных систем. Представляя собой совокупность сведений, формализованных для обработки, данные могут иметь различные форматы и типы, включая текст, числа, изображения и звуки.

Текстовые данные: Это один из самых распространенных форматов данных. Они могут включать в себя все, начиная от простых текстовых документов до структурированных данных в базах данных. Примеры включают текстовые файлы, электронные таблицы, веб-страницы, электронные письма и другие.

Числовые данные: Этот формат включает в себя числовые значения, которые могут быть представлены в различных формах, таких как целые числа, десятичные дроби, числа с плавающей запятой и так далее. Эти данные широко используются в финансовых расчетах, научных исследованиях, аналитике и многих других областях.

Изображения: Данные в формате изображений представляют собой визуальные данные, которые могут содержать фотографии, рисунки, диаграммы и т. д. Изображения могут быть сохранены в различных форматах, таких как JPEG, PNG, GIF и другие. Они играют важную роль в медицинской диагностике, обработке изображений, графическом дизайне и многих других областях.

Звуковые данные: Этот формат включает аудиофайлы, которые могут содержать речь, музыку, звуковые эффекты и т. д. Звуковые данные могут быть представлены в различных форматах, таких как MP3, WAV, AIFF и другие. Они используются в музыкальной индустрии, телефонии, аудиокнигах, обработке речи и др.

Кроме того, данные могут быть структурированными, например, в форме таблицы базы данных, или неструктурированными, например, в форме текстовых файлов. Обработка данных позволяет извлекать ценные сведения, выявлять закономерности, прогнозировать тренды и принимать обоснованные решения в различных областях деятельности, включая бизнес, науку, медицину, образование и многое другое.

2) Информация: Это сведения, преобразованные в форму, удобную для восприятия и использования человеком. Информация является результатом обработки данных и имеет смысл для конечного пользователя.

Как отмечалось раннее, информация представляет собой сведения или данные, которые были обработаны и преобразованы в форму, удобную для восприятия и использования человеком. Она является результатом анализа, интерпретации или преобразования данных, чтобы дать им смысл и ценность для конечного пользователя.

Важные аспекты информации:

Смысловое значение: Информация имеет смысловое значение для конечного пользователя. Она предоставляет ответы на вопросы, решает проблемы, поддерживает принятие решений или дает понимание о ситуации.

Понятность и доступность: Информация должна быть представлена в понятной и доступной форме, чтобы пользователь мог легко воспринимать и использовать ее. Это может включать использование четкого языка, понятных графиков или диаграмм, а также удобные для чтения форматы.

Контекст: Информация часто имеет значение только в определенном контексте. Это означает, что ее значение может зависеть от времени, места, обстоятельств или других факторов, которые оказывают влияние на ситуацию.

Качество: Качество информации играет важную роль. Она должна быть точной, достоверной и актуальной для обеспечения эффективного использования и принятия правильных решений.

Примеры информации могут варьироваться в зависимости от области применения. Например:

В бизнесе информация может включать отчеты о финансовом состоянии компании, аналитические отчеты о рынке, отзывы клиентов и т. д.

В науке информация может представлять собой результаты исследований, научные статьи, данные экспериментов и т. д.

В медицине информация может включать медицинские диагнозы, результаты обследований, истории болезней пациентов и т. д.

Информация играет ключевую роль в принятии решений, решении проблем и обмене знаниями в различных областях деятельности. Эффективное использование информации помогает людям преуспевать и развиваться в своих профессиональных и личных сферах жизни.

3) Информационные технологии: Включают в себя совокупность методов и инструментов, используемых для сбора, хранения, обработки, поиска, анализа и представления информации. Это включает в себя программное обеспечение, аппаратное обеспечение, сети связи и другие технологии.

Информационные технологии (ИТ) представляют собой обширный комплекс методов, инструментов и ресурсов, предназначенных для управления информацией в различных сферах человеческой деятельности. Эти технологии охватывают все аспекты работы с данными, начиная от их сбора и хранения, и заканчивая обработкой, анализом и представлением информации. Давайте рассмотрим основные компоненты информационных технологий более подробно:

Сбор данных: Этот этап включает в себя сбор различных типов данных из различных источников. Данные могут поступать из внешних источников, таких как датчики, веб-формы, сенсоры, а также из внутренних источников, таких как базы данных и файловые хранилища. Для сбора данных могут использоваться специализированные программные средства и аппаратные устройства.

Хранение данных: После сбора данные должны быть сохранены для последующего доступа и использования. Хранение данных может осуществляться на различных носителях, включая жесткие диски, облачные хранилища, базы данных и другие. Важным аспектом хранения данных является обеспечение их безопасности и целостности.

Обработка данных: Этот этап включает в себя преобразование и обработку сырых данных для получения ценной информации. Обработка данных может включать в себя фильтрацию, сортировку, агрегацию, вычисления, преобразования и другие операции. Для этого могут использоваться специализированные программы и алгоритмы.

Поиск и анализ данных: После обработки данных их можно анализировать для выявления закономерностей, трендов и паттернов, а также для выявления скрытых знаний и информации. Поиск и анализ данных часто осуществляются с использованием алгоритмов машинного обучения, статистических методов, а также инструментов визуализации данных.

Представление информации: Наконец, полученная информация должна быть представлена в понятной и удобной форме для конечного пользователя. Это может включать в себя создание отчетов, дашбордов, графиков, таблиц, диаграмм и других средств визуализации данных. Представление информации играет ключевую роль в принятии решений и коммуникации результатов анализа.

Информационные технологии охватывают широкий спектр компонентов, включая программное обеспечение, аппаратное обеспечение, сетевые технологии, базы данных, аналитические инструменты и многое другое. Они являются неотъемлемой частью современного бизнеса, науки, здравоохранения, образования и других областей, обеспечивая эффективное управление информацией и ресурсами.

4) Информационное обеспечение: Это совокупность данных, информационных продуктов и методов их обработки, необходимых для функционирования информационной системы.

Информационное обеспечение играет ключевую роль в функционировании информационных систем, представляя собой совокупность данных, информационных продуктов и методов их обработки, необходимых для обеспечения эффективной работы системы. Давайте рассмотрим основные аспекты информационного обеспечения подробнее:

Данные: Это основной строительный материал информационного обеспечения. Данные представляют собой сырые факты или сведения, которые могут быть обработаны и преобразованы в информацию. Они могут включать в себя текстовую информацию, числовые значения, мультимедийные файлы, изображения, звуковые записи и многое другое.

Информационные продукты: Это результат обработки данных с помощью различных методов и алгоритмов. Информационные продукты могут включать в себя отчеты, аналитические данные, графики, диаграммы, таблицы, документы и другие формы представления информации, которые облегчают понимание данных и принятие решений.

Методы обработки данных: Это набор процедур, алгоритмов и технологий, используемых для обработки данных и преобразования их в информацию. Методы обработки данных могут включать в себя сортировку, фильтрацию, агрегацию, анализ, визуализацию, машинное обучение, статистические методы и многое другое. Они направлены на извлечение ценной информации из сырых данных.

Информационные технологии: Это средства и инструменты, используемые для обработки и управления информационным обеспечением. К ним относятся программное обеспечение, базы данных, сетевые технологии, облачные сервисы, аппаратное обеспечение и другие ресурсы, которые обеспечивают хранение, передачу, обработку и представление данных.

Информационное обеспечение является неотъемлемой частью информационных систем в различных сферах деятельности, включая бизнес, науку, здравоохранение, образование и государственное управление. Эффективное информационное обеспечение обеспечивает доступность, достоверность, целостность и конфиденциальность информации, что является ключевым фактором для принятия обоснованных решений и обеспечения успешного функционирования организаций и систем.

5) Программное обеспечение: Состоит из программ, обеспечивающих работу информационной системы. Это включает в себя операционные системы, прикладное программное обеспечение, базы данных и другие приложения.

Программное обеспечение играет фундаментальную роль в работе информационных систем, обеспечивая их функционирование и выполнение различных задач. Включая в себя разнообразные программы и приложения, программное обеспечение охватывает не только операционные системы, но и широкий спектр прикладного программного обеспечения, баз данных и других инструментов. Давайте более подробно рассмотрим основные категории программного обеспечения:

Операционные системы: Операционные системы (ОС) являются основным программным компонентом компьютерных систем, обеспечивая базовые функции управления ресурсами компьютера. Они управляют работой процессора, памятью, вводом-выводом, файловой системой и другими ресурсами, обеспечивая интерфейс для работы пользователя с компьютером. Некоторые из наиболее известных операционных систем включают Windows, macOS, Linux, а также различные операционные системы для мобильных устройств, таких как iOS и Android.

Прикладное программное обеспечение: Это программы, предназначенные для выполнения конкретных задач и решения определенных проблем пользователей. Прикладное программное обеспечение может включать в себя офисные приложения (например, Microsoft Office, Google Workspace), графические редакторы (например, Adobe Photoshop), программы для разработки (например, IDE для программирования), браузеры, мультимедийные приложения и многое другое. Они предоставляют пользователям средства для работы с данными, создания контента, общения и других задач.

Базы данных: Базы данных представляют собой программные системы для хранения и управления данными. Они обеспечивают структурированное хранение информации и позволяют осуществлять эффективный доступ к данным для поиска, добавления, изменения и удаления информации. Примеры баз данных включают реляционные системы управления базами данных (РСУБД) такие как MySQL, PostgreSQL, Oracle, а также нереляционные базы данных (NoSQL) и другие.

Системное программное обеспечение: Это программы, предназначенные для управления и обеспечения работы компьютерных систем и сетей. Они включают в себя драйверы устройств, антивирусное программное обеспечение, программное обеспечение для обеспечения безопасности, программное обеспечение для управления сетями и другие. Эти программы обеспечивают надежную и безопасную работу компьютерных систем.

Программное обеспечение является неотъемлемой частью работы компьютеров и информационных систем в различных сферах, начиная от домашнего использования и заканчивая промышленными и научными приложениями. Оно обеспечивает функциональность, управление данными, безопасность и эффективность в использовании компьютерных ресурсов.

6) Техническое обеспечение: Включает в себя аппаратное обеспечение, такое как компьютеры, серверы, сетевое оборудование и другие технические средства, обеспечивающие работу информационной системы.

Техническое обеспечение играет фундаментальную роль в работе информационных систем, обеспечивая их функционирование и выполнение различных задач. Оно включает в себя аппаратное обеспечение, то есть физические компоненты и устройства, необходимые для работы компьютерных систем и сетей. Давайте рассмотрим основные компоненты технического обеспечения более подробно:

Компьютеры: Компьютеры являются основными устройствами для обработки и хранения данных. Они могут быть настольными, ноутбуками, планшетами или другими формами. Компьютеры обеспечивают выполнение программного обеспечения и обработку информации. Они также могут использоваться для доступа к сетям и хранения данных.

Серверы: Серверы представляют собой специализированные компьютеры, предназначенные для предоставления сервисов и ресурсов другим компьютерам в сети. Они могут использоваться для хранения данных, управления базами данных, обеспечения работы веб-сайтов, электронной почты, файловых хранилищ и других сервисов.

Сетевое оборудование: Сетевое оборудование включает в себя устройства для соединения компьютеров и других устройств в сеть. Это включает в себя маршрутизаторы, коммутаторы, мосты, концентраторы и другие устройства. Сетевое оборудование обеспечивает передачу данных между устройствами в сети.

Хранилища данных: Это устройства и системы для хранения больших объемов данных. Хранилища данных могут быть жесткими дисками, сетевыми хранилищами (NAS), хранилищами на основе облака и другими устройствами. Они обеспечивают долгосрочное хранение и доступ к данным.

Периферийные устройства: Это устройства, подключаемые к компьютерам для ввода, вывода и обработки данных. Они могут включать в себя принтеры, сканеры, клавиатуры, мыши, мониторы, дисплеи сенсорных экранов и другие устройства.

Техническое обеспечение является фундаментальной составляющей информационных систем в различных сферах деятельности, включая бизнес, науку, образование, здравоохранение и многие другие. Оно обеспечивает физическую инфраструктуру, необходимую для работы программного обеспечения и обеспечивает эффективное функционирование информационных систем и сетей.

7) Персонал: Люди, обеспечивающие работу и поддержку информационной системы. Включает в себя администраторов, разработчиков, пользователей и других специалистов.

Персонал в информационных системах играет ключевую роль в обеспечении их эффективной работы, развитии и поддержке. В состав персонала могут входить различные специалисты с разными функциональными обязанностями и навыками. Давайте рассмотрим основные категории персонала более подробно:

Администраторы систем: Администраторы систем отвечают за установку, настройку и обслуживание аппаратного и программного обеспечения информационных систем. Они заботятся о безопасности данных, выполнении резервного копирования, управлении доступом пользователей и решении технических проблем, возникающих в работе системы.

Разработчики: Разработчики создают и поддерживают программное обеспечение, используемое в информационных системах. Они могут заниматься разработкой веб-приложений, мобильных приложений, баз данных, систем управления контентом и других программных решений, необходимых для работы системы.

Пользователи: Пользователи — это конечные пользователи информационной системы, которые используют её для выполнения своих задач и достижения целей. Они могут быть административным персоналом, менеджерами, специалистами различных отделов и другими работниками, в зависимости от типа системы и предназначения.

Техническая поддержка: Техническая поддержка предоставляет помощь пользователям в решении проблем и вопросов, связанных с работой информационной системы. Она может включать в себя сервисный центр, специалистов по обучению пользователей, консультантов по информационным технологиям и других специалистов, обеспечивающих поддержку и консультации.

Специалисты по информационной безопасности: Эти специалисты отвечают за обеспечение безопасности информационных систем, защиту от кибератак, управление рисками информационной безопасности и обучение пользователей в вопросах безопасности.

Аналитики данных: Аналитики данных занимаются анализом и интерпретацией данных, собранных информационной системой, с целью выявления трендов, паттернов и сделать выводы, которые могут быть использованы для принятия решений.

Персонал информационной системы играет важную роль в её функционировании, развитии и защите. Они обеспечивают техническую экспертизу, оперативное реагирование на проблемы, обучение пользователей и внедрение новых технологий, что делает их незаменимым звеном в обеспечении успешной работы информационной системы.

8) Искусственный интеллект (ИИ): Область компьютерных наук, занимающаяся разработкой систем, способных имитировать человеческий интеллект. ИИ играет важную роль в развитии информационных систем, позволяя автоматизировать задачи, повышать эффективность работы ИС, принимать обоснованные решения и создавать новые виды информационных продуктов. В контексте информационных систем, ИИ может использоваться для анализа данных, автоматизации процессов, улучшения интерфейсов и принятия решений.

Искусственный интеллект (ИИ) также представляет собой область компьютерных наук, направленную на создание систем и алгоритмов, способных имитировать различные аспекты человеческого интеллекта. ИИ играет важную роль в развитии информационных систем, расширяя их возможности и повышая эффективность в обработке информации и принятии решений. Давайте рассмотрим основные аспекты роли и применения искусственного интеллекта в информационных системах:

Анализ данных и обработка информации: ИИ может быть использован для анализа больших объемов данных и выявления в них закономерностей, трендов и паттернов. Алгоритмы машинного обучения и обработки естественного языка позволяют извлекать ценную информацию из данных и автоматизировать процессы анализа и интерпретации информации.

Автоматизация процессов: ИИ позволяет автоматизировать различные задачи и процессы в информационных системах, уменьшая необходимость вручную выполнять рутинные операции. Это включает в себя автоматизацию обработки документов, классификацию данных, управление запасами, а также другие рутинные операции.

Улучшение интерфейсов и взаимодействия: Технологии искусственного интеллекта могут быть использованы для создания более интуитивных и удобных интерфейсов для взаимодействия с информационными системами. Это включает в себя голосовые и текстовые ассистенты, системы распознавания речи и обработки естественного языка, а также технологии компьютерного зрения для распознавания объектов на изображениях.

Принятие обоснованных решений: ИИ помогает анализировать данные и выделять наиболее важные сведения, что способствует принятию обоснованных решений в различных областях деятельности. Это может включать в себя предсказание трендов, определение оптимальных стратегий, выявление потенциальных проблем и многое другое.

Создание новых видов информационных продуктов: ИИ позволяет создавать новые виды информационных продуктов и сервисов, которые могут быть недоступны без его применения. Это включает в себя интеллектуальные аналитические системы, персонализированные рекомендательные системы, автоматизированные виртуальные помощники и другие инновационные продукты.

Искусственный интеллект играет все более важную роль в развитии информационных систем, обеспечивая ими новые возможности для анализа, обработки и использования информации. Его применение позволяет повысить эффективность и эффективность работы информационных систем, улучшить качество принимаемых решений и создать новые ценные продукты и услуги.

Этапы развития информационных систем отражают исторический процесс эволюции технологий обработки информации и их влияние на организацию работы и взаимодействие людей. Давайте подробнее рассмотрим каждый из этих этапов:

Доинформационный этап (до 1950 г.):

На этом этапе обработка информации осуществлялась исключительно вручную без использования компьютерной техники. Работа с данными и информацией сводилась к ручному заполнению и хранению бумажных документов, а также выполнению вычислений с помощью механических устройств, таких как счеты, слайд-рулетки и аналогичные инструменты.

Этап автоматизации (1950—1980 гг.):

В этот период произошел переход к использованию электронно-вычислительных машин (ЭВМ) для обработки информации. Появление первых компьютеров позволило автоматизировать рутинные задачи и ускорить процессы обработки данных. На этом этапе также началось развитие языков программирования и появление первых операционных систем.

Этап информатизации (1980—2000 гг.):

В это время произошел значительный рост использования компьютеров и информационных технологий в различных сферах деятельности. Были созданы и широко использованы локальные компьютерные сети, появились персональные компьютеры для массового использования, а также системы управления базами данных для эффективного хранения и обработки информации.

Этап сетевой интеграции (2000—2020 гг.):

С развитием Интернета начался этап сетевой интеграции информационных систем. Интернет стал широко доступным источником информации, а развитие технологий веб-разработки и облачных вычислений способствовало созданию распределенных информационных систем. Электронная коммерция стала распространенной, а виртуальные коммуникационные платформы обеспечили новые способы взаимодействия и обмена информацией.

Этап интеллектуализации (2020 г. — настоящее время):

В настоящее время мы находимся на этапе интеллектуализации информационных систем, который характеризуется широким использованием искусственного интеллекта для автоматизации задач, повышения эффективности работы и создания новых видов информационных продуктов. ИИ проникает во многие аспекты информационных систем, от анализа данных и прогнозирования трендов до автоматизации рутинных операций и улучшения пользовательских интерфейсов.

Каждый из этих этапов представляет собой важный этап в развитии информационных систем, отражая технологические, социальные и экономические трансформации, которые происходили в области информационных технологий. Эти этапы демонстрируют непрерывное развитие и совершенствование информационных систем в соответствии с изменяющимися потребностями общества и технологическим прогрессом.

Влияние искусственного интеллекта (ИИ) на развитие информационных систем (ИС) является значительным и разнообразным, внося важный вклад в улучшение их функциональности, производительности и способности к инновациям. Рассмотрим подробнее основные аспекты влияния ИИ на развитие информационных систем:

Автоматизация задач:

ИИ позволяет автоматизировать множество задач, которые ранее требовали участия человека. Это включает в себя обработку данных, классификацию информации, анализ больших объемов данных, а также принятие решений на основе имеющихся данных. Благодаря ИИ информационные системы становятся более эффективными и могут выполнять задачи быстрее и точнее.

Конец ознакомительного фрагмента.