Информационные основы процессов управления.
Чтобы говорить об процессах управления необходимо понять, что из себя представляет система управления.
Определение. Система – это упорядоченная совокупность разнородных элементов или частей, взаимодействующих между собой и с внешней средой, объединенных в единое целое и функционирующих в интересах достижения единых целей.
Система управления характеризуется наличием двух компонентов (рис.1.2):
§ Субъекта управле-ния,реализующего формирование целей, принятие решений и обеспечивающего контроль за их выполнением;
§ Объекта управле-ния,выполняющего поставленные задачи.
Пример: промышленное предприятие: здесь субъект управления — это администрация, а объект управления — производственный коллектив, выполняющий работу и располагающий для этого необходимыми ресурсами.
Управление базируется на информации. В процессе управления возникают информационные потоки между объектом и субъектом управления, а также между ними и внешней средой. Направленность внутренних информационных потоков характеризует прямую и обратную связь в системе управления.
Система управления (субъект управления) на основе информации о состоянии объекта и информации, поступающей из внешней среды, определяет цели для объекта и воздействует на объект (прямая связь).
Обратная связь представляет собой движущийся в обратном направлении информационный поток, формируемый объектом управления.
В процессе функционирования происходят изменения в объекте управления. Субъект управления воспринимает информацию от объекта управления и новую информацию об внешней среде, обрабатывает ее, принимает новое решение и вырабатывает новое управляющее воздействие. И так далее. В процессе управления необходимая информация регистрируется, передается, хранится, накапливается и обрабатывается. Комплекс этих процедур составляет информационный процесс управления.Информация в этом процессе рассматриваетсяи как предмет (исходная информация), и как продукт труда (результатная информация) системы управления. Исходная, первичная информация преобразуется в результатную, пригодную для формирования управленческих решений. По этим причинам информационный процесс является частью управленческой деятельности.
Для организации и реализации информационного процесса необходимы соответствующие средстваи методы обработки информации, а также персонал, способный выполнять процедуры информационного процесса.
1.7.Информационная деятельность человека.Основные характерные черты информационного общества.
Развитие науки, образования обусловило быстрый рост объема информации, знаний человека. Если в начале прошлого века общая сумма человеческих знаний удваивалась приблизительно каждые пятьдесят лет, то в последующие годы — каждые пять лет. Информатика и компьютеры уже проникли практически во все сферы деятельности человека. Появилась необходимость в формировании новой, информационной технологии, деятельности человека.
Вот как ЮНЕСКО характеризует понятие «Информационная технология»:
Определение. Информационная технология — это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических и инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; изучающих вычислительную технику и методы организации и взаимодействия ее с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.
Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники.
В настоящее время человечество завершает переход к информационному обществу, в котором можно эффективно и оптимально строить любую деятельность на основе овладения информацией о самых различных процессах и явлениях. В информационном обществе повышается качество не только потребления, но и производства, труд человека становится творческим и интеллектуальным, если он использует новые информационные технологии, значительно улучшаются условия труда.
Определение. «Информационная культура» — это совокупность способностей, знаний, умений и навыков, связанных с пониманием закономерностей информационных процессов в природе, обществе и технике, современными информационными и коммуникационными технологиями, со способностью и умением использовать средства информационных коммуникационных технологий при решении задач в своей практической деятельности.
1.8.Тренировочные тестовые задания по разделу 1.
(правильные ответы см. в конце пособия).
I. Информация, которая отражает истинное положение дел, называется:
1. Понятной
2. Достоверной
3. Объективной
4. Полной
5. Актуальной
II. Информация, которая важна в настоящий момент, называется:
1. Понятной
2. Достоверной
3. Объективной
4. Полной
5. Актуальной
III. Информация, объем которой достаточен для решения поставленной задачи, называется:
1. Понятной
2. Достоверной
3. Объективной
4. Полной
5. Актуальной
IV. По способу восприятия человеком различают следующие виды информации:
1. Текстовую, числовую, графическую, табличную
2. Научную, социальную, политическую
3. Обыденную, производственную, техническую
4. Визуальную, звуковую, тактильную
5. Математическую, биологическую, медицинскую
V. Какую информацию можно отнести к визуальной:
1. Запах цветов
2. Фотографии
3. Музыка
4. Вкус напитка
5. Ощущения холода
VI. Хранить аудиоинформацию можно, используя:
1. Учебник
2. Световую рекламу
3. Книгу
4. Магнитофонную кассету
5. Партитуру музыкального произведения
VII. Записную книжку используют с целью:
1. Передачи информации
2. Обработки информации
3. Хранения информации
4. Защиты информации
5. Транспортировки информации
VIII. Термин «информатизация общества» обозначает:
1. Увеличение количества избыточной информации
2. Увеличение роли средств массовой информации
3. Целенаправленное и эффективное использование информации во всех областях человеческой деятельности, достигаемое за счет массового применения информационных технологий
4. Массовое использование компьютеров
5. Введение изучения информатики в учебные заведения страны
IX. Данные имеют табличную структуру:
1. Список продуктов, которые надо купить
2. Классный журнал со списком класса и оценками
3. Перечень Ваших друзей
4. Список музыкальных альбомов
5. Перечень предметов, которые Вы проходили в 9 классе
X. В процессе управления результатная информация используется для:
1. Отчета работы
2. Хранения в базе данных
3. Вычислений
4. Формирования управленческих решений
5. Воздействия на субъект управления
2. Представление информации
p Язык как способ представления информации.
p Количество информации.
p Вероятностный подход к определению количества информации.
p Понятие энтропии.
p Формы представления информации.
p Кодирование информации.
p Единицы измерения количества информации.
2.1.Язык как способ представления информации.Количество информации.
Напомним одно из определений понятия «Информация».
Определение. Информация — это содержание сообщения, сигнала, памяти и т.д.
Примечание.
Очень важным при этом является способ представления той или иной информации. Только представив информацию в каком-либо виде, ее можно передавать. Чтобы понять содержание информации, надо знать правила (соглашения), по которым представление переводится в содержание, смысл.
Пример: Перед посадкой самолета в Лондоне стюардесса делает объявление: “Сейчас в городе идет дождь, температура воздуха – два градуса выше нуля”. Эту информацию она получила от бортинженера. Для передачи полученной информации она воспользовалась английским языком. В самолете есть люди, которые не понимают английский язык. Тогда информацию о погоде, переданную стюардессой на английском языке, они воспримут как некий “шум”, а не как совет приготовить зонтик.
Этот пример показывает, что при неизвестной форме представления информации, ее содержание не будет воспринято принимающей стороной.
Можно выделить, по крайней мере, четыре различных подхода к определению способа представления информации.
В быту слово "информация" часто применяется как синоним слов "сведения", "сообщение", "осведомление о положении дел". Очевидно, что количественно измерить такую информацию невозможно, в лучшем случае можно говорить о ее достоверности или недостоверности.
В кибернетике понятие "информация" используется для характеристики управляющих сигналов, которые обеспечивают устойчивое функционирование сложных систем. В этом случае следует говорить о конкретном представлении управляющих сигналов в виде конкретных технических характеристик этих сигналов, их единиц измерения, других свойств и параметров, дающих достаточно полное описание изучаемых сигналов.
В философии понятие "информация" тесно связано с такими понятиями как взаимодействие и познание. В процессе взаимодействия двух объектов происходят их изменения, можно сказать, что на них отпечатывается информация о взаимодействии. Человек познает окружающий мир, в его сознании накапливаются Знания, т.е. информация. Количественную оценку информации в этом случае произвести затруднительно, т.к. подобные знания зачастую носят смысловой, содержательно-описательный характер, который трудно поддается измерению.
В информатикепонятие "информация" вводится как мера уменьшения неопределенности. В этом случае под информацией понимается изменение некоторой количественной величины, характеризующей состояние исследуемого объекта (системы, процесса, явления), определенной до и после опыта, проведенного над этим объектом.
Во всех отмеченных подходах к представлению информации важным является способ измерения количества информации. Существует несколько подходов к измерению количества информации Статистический, Семантический, Прагматический:
§ Статистический подход— оценивается количество информации в передаваемых сообщениях о состояниях некоторой системы, которая может иметь определённое количество дискретных состояний. Если до получения информации было известно сколько таких состояний может получать система и после получения стало известно в каком состоянии она оказалась, то можно получить количество принятой информации как меру снятия неопределённости о состоянии системы. Если считать, что все N состояний системы равновероятны, количество информации можно определить, используя формулу английского инженера Р.Хартлиi =log2 N, причем N=2I
Пример: "Бросание монеты": перед броском существует неопределенность, как упадет монета предсказать невозможно. После броска реализуется полная определенность (например "орел"). Аналогично, при бросании четырехгранной пирамиды существуют 4 возможных исхода, а при бросании игрального кубика — 6 возможных исходов.
Вывод: чем больше возможных событий, тем больше начальная неопределенность результата и, главное, тем больше количество информации будет получено после проведения опыта.
§ Семантический подход— количество полученной информации измеряется с учётом её смысла для получателя. Оценивается количество смысла полученной информации, с помощью сравнения объёмов тезаурусов до и после получения информации, т.е. оно равно разности тезауруса Sп до получения информации Sп.0 и после получения информации Sп.1, т.е. I=Sп.1–Sп.0 .
Определение. Тезаурус— свод слов, устойчивых словосочетаний, описывающих предметную область, сгруппированных и упорядоченных по некоторым правилам (например, в порядке убывания алфавита).
§ Прагматический подход— количество информации в данном случае оценивается как полезность сообщения. Для этого используется следующее соотношение I= log2 (P1/P0) , где P — вероятность решения задачи: P0 до получения сообщения и P1 после получения сообщения.
Определение. Вероятность— величина, которая может принимать значения в диапазоне от 0 до 1. Она может рассматриваться как мера возможности наступления какого-либо события, которое может иметь место в одних случаях и не иметь места в других.
Получение информации — это, в конечном счете, получение фактов, сведений и данных о свойствах, структуре или взаимодействии объектов и явлений окружающего нас мира с использованием некоторой абстрактной системы символов (жестов, знаков, рисунков и прочее) для представления содержательной информации.
В процессе развития человеческого общества люди выработали большое число подобных систем — языков. Среди них — язык жестов и мимики, язык рисунков и чертежей, язык музыки, разговорные языки и т.д.
Пример: Язык жестов — морской флажковый семафор. Язык музыки — ноты. Языки программирования — Visual Basic, Pascal, Perl, C.
Основой большинства языков является алфавит. Алфавит — это набор символов, из которых можно составить слова и фразы данного языка.
Пример:
§ Латинский алфавит (прописные буквы): A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z.
§ Русский алфавит (прописные буквы): А, Б, В, Г, Д, Е, Ё, Ж, З, И, Й, К, Л, М, Н, О, П, Р, С, Т, У, Ф, Х, Ц, Ч, Ш, Щ, Ъ, Ы, Ь, Э, Ю, Я.
§ Алфавит десятичных цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
§ Алфавит двоичных цифр: 0, 1.
Примечание.
Простота двоичного алфавита обеспечила его широкое применение в вычислительной технике. Значения 0 и 1 в компьютерах представляются физическими состояниями “намагничено — не намагничено”, “есть напряжение — нет напряжения”.
Одним из самых распространенных способов представления информации является естественный (разговорный или письменный) язык. Люди обмениваются устными сообщениями, записками, посланиями. Они передают друг другу просьбы, приказы, отчеты о проделанной работе, описи имущества; публикуют рекламные объявления и научные статьи, хранят старые письма и документы. Одним из самых простых способов получения интересующей нас информации у собеседника состоит в задании ему вопросов, которые предполагают ответ, имеющий только два значения — “Да” или “Нет”.
Пример: Задаем человеку такой вопрос: «Вы сегодня обедали?». С одинаковой вероятностью следует ожидать ответ «Да» или «Нет».
Примечание.
Обозначить ответы «Да» и «Нет» можно не только словами, но и любым другим образом. Можно было бы взять буквы А и Е, либо цифры 3 и 7. Однако, для простоты записи обычно применяются символы двоичного алфавита 1 и 0.
Определение. Количество информации, которое можно получить при ответе типа «да-нет» на какой-либо вопрос, называется битом (bit — аббревиатура от binary digit — двоичная единица), причем бит — минимальная единица количества информации, ибо получить информацию, меньшую, чем 1 бит, невозможно.
Примечание.
Одно из главных понятий XX века — бит впервые было введено американским ученым-статистиком Джоном Тьюки в 1946 году.