Автоматизация информационного процесса

Задачи информационной технологии

Анализ функционирования систем обработки информации и управления по­зволяет выделить типовые фазы преобразования информации: сбор, подготовку, ввод, передачу, обработку, накопление, вывод, воспроизведение и регистрацию. На основе информационной технологии решается задача автоматизации информационных процессов.

Понятие информации

Термин "информация" происходит от ла­тинского слова "informatio" - разъяснение, изложение, осведом­ленность. Понятие информации должно быть связано с определенным объектом, свойства которого она отражает. Кроме того, наблюдается относительная независимость информации от ее носителя, поскольку возможны ее преобразова­ние и передача по различным физическим средам с помощью разно­образных физических сигналов безотносительно к ее содержанию. Информация о любом материальном объекте может быть получена путем на­блюдения, натурного либо вычислительного эксперимента, а также на основе логического вывода. Поэтому говорят об априорной информации (до опыта) и апостериорной информации (полу­ченной в итоге эксперимента).

При обмене информацией должны быть источ­ник информации и потребитель. Информация возникает за счет отражения, которое является свойством материальной системы. Процесс отражения означает взаимодействие объектов материального мира.

Информация отображает образ ре­ального мира, который в дальнейшем может существовать незави­симо от материального объекта. Для описания объектов реального мира используют информационные модели, которые могут быть исходным материалом для разработки систем. Выделяют такие аспекты информации, как прагматический, семантический и синтаксический.

Прагматический аспект связан с возможностью достижения по­ставленной цели с использованием получаемой информации. Этот аспект информации влияет на поведение потребителя. Если инфор­мация была эффективной, то поведение потребителя меняется в же­лаемом направлении, т.е. информация имеет прагматическое содер­жание. Таким образом, этот аспект характеризует поведенческую сторону проблемы.

Семантический аспект позволяет оценить смысл передаваемой информации, соотнося ее с информацией, хранящейся до появления данной. Семантические связи между словами или другими смыс­ловыми элементами языка отражает словарь - тезаурус, который состо­ит из списка слов, сгруппированных по смыслу, и алфавит­ного словаря, позволяющего расположить слова в определенном порядке. Наличие тезауруса позволяет пе­реводить поступающую семантическую информацию на некоторый стандартизованный семантический язык в соответствии с выбран­ным тезаурусом. При возникновении информации можно изменить исходный тезаурус.

Синтаксический аспект информации связан со способом ее представления. В зависимости от реального процесса, в котором участвует информация, она представляется в виде специальных знаков, символов. Характерным носителем информации является сообщение, под которым понимают то, что подлежит передаче. Сообщение представляют в виде сигнала, передаваемого по физи­ческой среде; для этого его подвергают преобразованию, кодированию и модуляции. При хранении информации могут быть пред­ложены такие формы, при которых удается осуществить быстрый поиск, ввод/вывод информации из информационной базы, обновление базы данных.

Все виды деятельности человека по преоб­разованию природы и общества сопровождались получением новой информации. Информация, отображающая объективные закономерности природы, общества и мышления, получила назва­ние научной информации. Часть информации, которая занесена на бумажный носитель, получила название документаль­ной информации. Техническая информация сопровождает разработку новых изделий, материалов, конст­рукций, агрегатов, технологических процессов. Планово-экономическая информация содержит интегральные сведения о ходе производства, значения различных экономических показателей. Верхним уровнем информации, как резуль­тата отражения окружающей действительности, являются знания. Знания возникают как итог теоретической и практической деятельности. На основе структуризации инфор­мации формируется информационная модель объекта.

В настоящее время информация используется всеми отраслями народного хозяйства и является ресурсом общества. Появ­ление понятия "информационный ресурс" дало развитие новому направлению - информатике. Информатика связана с обработкой больших объемов информации на основе программно-аппарат­ных средств вычислительной техники. Информати­ка изучает свойства информационных ресурсов, разрабатывает методы их организации, преобразования и применения. На пользо­вательском уровне информатика дает основу для создания современных информационных систем. Основными направлениями исследований в области информатики являются следующие: разработка новой ин­формационной технологии проектирования систем; развитие интел­лектуальных методов доступа пользователя к вычислительной сре­де; создание моделей анализа и синтеза информационных процес­сов; совершенствование программных и аппаратных средств вычис­лительной техники; переход к интеллектуальным систем обработки информации на основе гибридных экспертных систем.

Количественные характеристики информации и методы их оценки. В процессе отражения между состояниями взаимодействующих объектов возникает определенная связь. Информация, как результат отражения одного объекта другим, выявляет степень соответствия их состояний, а поэтому важными оказываются имен­но количественные характеристики информации. Возможен ряд подходов к оценке качества информации. Наиболее существенными из них являются статистический, семантический и структурный. Наибольшее развитие исторически получил первый подход.

Статистический подход. Теория информации в математи­ческой основе использует методы теории вероятности, математичес­кой статистики, линейной алгебры и др. Основное место в теории информации занимают статистические методы. Основы теории информации были заложены в 1948 г. американским математиком К. Шенноном. Им было введено понятие "количество информации" как меры неопределенности, снимаемой при поступлении информации. В статистической теории основное внимание обращается на распределение вероятности появления от­дельных событий и построение на его основе обобщенных характеристик, позволяющих оценить количество информации в одном событии либо в их совокупности. Количественной мерой инфор­мации стала энтропия.

Семантический подход. Под семанти­кой будем подразумевать совокупность правил соответствия между формальными выражениями и их интерпретацией. Под семиотикой - комплекс научных теорий, изучающих свойства знаковых систем. В информатике языки различного уровня занима­ют значительное место. Семантический подход к информации бази­руется на анализе ее ценности. Ценность информации связывают со временем, поскольку с течением времени она стареет и ценность ее уменьшается. Семантическая теория оценивает содержательный аспект информации.

Структурный подход рассматривает построение информаци­онных массивов, что имеет особое значение при хранении инфор­мации. Современное производство сопряжено с большим объемом перерабатываемой информации. Хранение информации только в виде документов в рамках современной "бумажной" технологии оказывается уже невозможным из-за оперативного восприятия и использования этой информации. Универсальным средством как оперативного, так и долговременного хранения раз­личной информации стали электронные вычислительные машины. Оценка количества хранимой информации на базе структурной теории оказывается более приемлемой, поскольку за единицы информации принимают некоторые элементарные струк­турные единицы, например реквизиты - простейшие, имеющие смысловое значение записи информации. Из реквизитов складываются записи, из записей составляются информационные массивы, из массивов возникают комплексы информационных массивов. Последние составляют информационную базу, которая совместно с си­стемой управления базой данных (СУБД) формирует современный автоматизированный банк данных. Таким образом, структурная теория приобретает все большее значение, поскольку необходимо оценивать количество хранимой информации.

Разные подходы к оценке количества информации заставляют, с одной стороны, использовать разнотипные единицы информации для характеристики различных информационных процессов, а с дру­гой - увязывать эти единицы между собой как на логичес­ком, так и на физическом уровнях. Например, процесс передачи информации, измеряемой в одних единицах, сопрягается с процес­сом хранения информации, где она измеряется в других единицах, и т.д., а поэтому выбор единицы информации является весьма актуальной задачей. Рассмотрим статистическую меру количества информации, получившую наибольшее применение для процесса передачи сообщений.

Статистический подход. Чтобы возник процесс передачи, долж­ны быть источник информации и потребитель. Источник выдает сообщение, потребитель, принимая сообщение, получает при этом информацию о состоянии источника. В статистической теории не изучается содержание инфор­мации. Предполагается, что до получения информации имела место некоторая неопределенность. С получением информации эта неоп­ределенность снимается. Таким образом, статистическая количе­ственная характеристика информации - это мера снимаемой в процессе получения информации неопределенности системы. Есте­ственно, что количество информации зависит от закона распределе­ния состояний системы.

Введем количественную меру информации для простейшего варианта пе­редачи равновероятных сообщений. Пусть источник сообщений формирует М сообщений, каждое из которых передастся неизбыточным кодом длины n. Будем считать, что выполняются следующие условия: осуществляется передача дискретных сообщений; сообщения являются равновероятными и взаимонезависимыми; символы, выдаваемые источником, взаимонезависимы; система счисления (основание кода) K конечна. Тогда число передаваемых сообщений составляет M=Kⁿ. За единицу количества информации примем число сведений, которые передаются двумя равновероятными сообщениями. Назовем эту единицу двоичной единицей информации. Тогда количест­во информации в сообщении I=log₂М (формула Хартли). Из нее следу­ет, что для равновероятных дискретных сообщений количество информации зависит лишь от числа передаваемых сообщений. Если сообщения отображаются неизбыточным кодом, то, под­ставляя М=Kⁿ, получим I=nlog₂K.

Аддитивность статистической меры информации позволяет определить количество информации в случае, когда передава­емые дискретные сообщения являются неравновероятными. Можно предположить, что количество информации, содержащейся в конк­ретном дискретном сообщении, функционально зависит от вероят­ности выбора этого сообщения. Тогда для сообщения x_0j, возника­ющего с вероятностью Р(x_0j), количество информации может быть записано в виде I = -n S_j=1^K Р(x_j) log₂Р(x_j).

Собственная информация. Под этим будем понимать информацию, которая содержится в данном конкретном сообщении. В соответствии с этим определением количество соб­ственной информации в сообщении x_0j определяется как I(x_0j)=-log₂P(x_0j). Количество собственной информации измеряет­ся числом бит информации, содержащихся в сообщении x_0j. Математичес­кое ожидание случайной величины собственной информации назы­вается энтропией. Энтропия рассчитывается на ансамб­ле сообщений X₀ либо на множестве символов Х и физически определяет среднее количество собственной информации, которое содержится в элементах множества. Для источника сообщений случайная величина собственной информации принимает значения I(x₀₁), ..., I(x_0M) с вероятностями P(x₀₁), ..., P(x_0M) соответственно. Математическое ожидание собственной ин­формации, содержащейся в ансамбле сообщений Х₀, т.е. энтропия этого ансамбля

Н(X₀)=-S_j=1^MР(х_0j)I(х_0j)=-S_j=1^MР(х_0j)log₂P(х_0j),

где М - множество сообщений в ансамбле X₀. Содержательно энтропия Н(X₀) показывает количество двоичных единиц инфор­мации, которая содержится в любом сообщении из множества X₀.

Понятие энтропии применимо к непрерывным событиям. В системах об­работки информации и управления значительная доля информации имеет непрерывный характер и выражается в виде непрерывной функции от времени. В этом случае возникает задача передачи непрерывной информации в виде непрерывных сообщений по кана­лам связи. Непосредственная передача непрерывных сообщений без преобразования возможна лишь на незначительные расстояния. С увеличением расстояния осуществляют операцию дискретизации информации. Для этого вводят квантование по времени и по уров­ню. Непрерывная функция передается в виде совокупности мгновен­ных либо квантованных отсчетов, выбранных с различными ин­тервалами по времени. Оценим количество информации, которая содержится в одном отсчете непрерывной функции, и найдем общее выражение для энтропии непрерывных событий. Пусть имеет место непрерывная информация, представленная в виде непрерывной функции х(t) с известной плотностью распреде­ления вероятностей амплитудных значений W(x). Дифференциальную энтропию непрерывного сообщения определяют в виде: H_п(x)= -ò_-¥^¥ W(x)log₂W(x) dx.

Семантический подход. В современных системах обработки ин­формации и управления существенное место занимает подготовка информации для принятия решения и сам процесс принятия реше­ния в системе. Здесь весомую помощь может оказать семан­тическая теория, позволяющая вскрыть смысл и содержание инфор­мации, выражаемой на естественном, либо близком к нему, языке. С увеличением объема производства и его сложности количество информации, необходимое для принятия безошибочного решения, непрерывно возрастает. В этих условиях необходимо осуществлять отбор информации по некоторым критериям, т.е. предоставлять руководителю либо лицу, принимающему решение, своевременную и полезную информацию. С учетом ошибок, которые могут воз­никать в информации в связи с действиями оператора, отказами технических средств избыточность допускается лишь как средство борьбы с ошибками. В этом смысле можно считать, что избыточность способствует сохранению ценности информации, обеспечивая требуемую верность. В рамках семантического подхода ценность информации можно задать через функцию потерь. Если в процессе подготовки информации исходная величина x отобража­ется через величину y, то минимум потерь можно установить как P_min=min|_YS_XP(х/у)Р(х), где Р(х) - распределение входной величины x; P(х/у) - потери при преобразовании входной величины x в величину у. Отсюда ценность информации определяется как Ц=max|_P(х/у)[P_min-M{P(х/у)}], где M{P(х/у)} - математическое ожидание потерь при переходе от входной величины х к величине у.

Структурный подход. На стадиях обработки и хранения сущест­венное место занимает структурная теория оценки количества ин­формации. В структурной теории оперируют с некоторыми еди­ницами информации. При машинной обработке в качестве такой структурной единицы используется машинное слово. Эта структурная единица согласуется с единицей информации, выбранной в стати­стической теории. Менее согласованной единицей, принятой при хранении информации в структуре информационного обеспечения, является реквизит, который может иметь произвольную длину. Единственное требование к нему - это кратчайшая запись, име­ющая смысловое содержание. Структурная теория позволяет на логическом уровне выбирать оптимальную структуру информаци­онной базы, задавая порядок следования записей в массиве, рас­положение массивов, связь между их комплексами. Установивши­мися понятиями стали такие понятия, как запись, массив, комплекс массивов. Расположение отдельных записей внутри массива определяется процедурой организации массива.

Автоматизация информационного процесса

Одной из основных научно-технических предпосылок появления автоматизированных систем управления в народном хозяйстве считалась автоматизация информационного процесса в управлении. Раз­витие средств вычислительной техники позволило не только улуч­шить характеристики информационного процесса, но и получить новые возможности, сведя к минимуму затраты человеческого тру­да в подготовке отчетной документации. Первые автоматизирован­ные системы были направлены на постановку и решение инфор­мационных задач, имеющих рутинный характер.

Современная автоматизированная система представляет собой систему комплексной обработки информации. Под обра­боткой информации понимается процесс решения вычислительных задач, адекватно отража­ющих функциональные задачи управления. Именно комплексная обработка информации позволяет системно подойти к постановке и решению основной задачи АСУ - повышению эффективности производства. Для этого необходимо от общей экономико-матема­тической модели управления перейти к частным экономико-матема­тическим моделям, описывающим отдельные функциональные за­дачи АСУ, организовать решение задач в соответствии с этими моделями. Это приводит к решению ряда вычислительных задач на базе современных средств вычислительной техники. Если в традици­онных системах управления имеет место ручное или механизирован­ное выполнение информационных процессов, то в АСУ осуществля­ется автоматизация информационного процесса практически на всех этапах преобразования информации. В информационном процессе функционирования АСУ можно выделить следующие типовые фазы преобразования информации: сбор, подготовку, ввод, передачу, об­работку, накопление, вывод, воспроизведение и регистрацию. Их мо­жно рассматривать как самостоятельные информационные процес­сы. В реальной системе отдельные фазы преобразования информации могут присутствовать неявно, соотношение и значимость их зависит от уровня системы, т.е. от того, является ли система организационно-экономической, организационно-технологической либо технологической. Чем ниже уровень системы, тем большее значение приобретают такие фазы, как сбор, ввод, передача, вывод, отображение и регистрация. С повышением уровня системы, с появ­лением организационно-экономических задач возрастает доля об­работки информации, ее хранения и накопления. Периодичность информации также зависят от уровня системы. Чем ниже уровень, тем меньше период возникновения информации, тем чаще возникают управляющие воздействия. Обработка информа­ции на нижних уровнях должна осуществляться в реальном масш­табе времени. Для верхних уровней при решении организацион­но-экономических задач стратегического характера может быть допущена пакетная обработка информации. При этом возникают требования к организации вычислительного процесса. Рас­смотрим последовательно основные фазы преобразования информации в автоматизированных системах как составляющие единого информационного процесса.

Сбор информации. Фаза сбора информации является начальным этапом формирования осведомляющей информации. Сбор осуществляется либо с датчиков информации, встроенных в технологические или производственные процессы, с контрольно-измерительных приборов, либо путем съема данных графиков, чертежей, схем номенклатур, прейскурантов, спецификаций и т. д. В общем случае сигналы, поступающие от объекта, можно разделить на статические, отображающие устойчивые состояния объектов, и динамические, для которых характерно быстрое изменение во времени, отображающее, например, изменение электрических параметров систе­мы. Статические сигналы обычно фиксируются в документальной форме, динамические появляются на выходе датчиков, контроль­но-измерительных приборов и т. д. По характеру изменения сигналы делятся на непрерывные и дискретные. Непрерывный сигнал математически отображается непрерывной функцией, а физически представляет собой непрерывное значений тока или напряжения. Дискретный сигнал определяется конечным множеством значений некоторой величины, отобража­ющей состояние объекта. С технологичес­кого оборудования с помо­щью датчиков снимается непрерывная информация, которая подвергается операциям преобразования и кодирования. Эти операции выполняются преобразователями. При преоб­разовании осуществляется дискретизация непрерывной величины. Эту операцию могут выполнять и датчики. При кодировании дискретное значение непрерывной величины превращается в код. Под кодом понимают определенный набор символов и знаков, однозначно отображающих любое сообщение, в том числе дискретизированное или мгновенно снятое с датчика значение непрерыв­ной величины. Физически код представляет собой некоторую последовательность импульсов, распределенных во времени либо в пространстве. Он включает в себя ряд элементов, каждый из которых содержит определенное количество информации. Представленные в кодирован­ном виде значения исходной информации хранятся в накопительных устройствах и через коммутатор по определенному закону выводятся на следующую фазу преобразования инфор­мации. Режим опроса, т.е. функционирования коммутатора, задает­ся устройством программного управления. При этом могут реализовываться режимы циклического опроса, случайного поиска, опроса по загрузке накопителей, а также по заданным приоритетам. Рассмотрим отдельные, наиболее характерные для фазы сбора информации процедуры кодирования с использованием неизбыточных кодов.

Подготовка информации. Фаза подготовки информации заключа­ется в записи информации, снятой автоматически с объекта управ­ления либо полученной оператором, на носитель с целью включения её в процесс управления. Вид представления инфор­мации на выходе фазы подготовки зависит от того, с какой следу­ющей фазой сопрягается подготовка информации. Если эта инфор­мация после ее подготовки должна быть передана в канал связи, то необходимо представить ее в виде электрического сигнала, способ­ного передаваться по физической линии либо специально организо­ванному каналу связи. Если за фазой подготовки следует обработка или хранение информации, то необходимо информацию перенести на машинный носитель либо документ в соответствии с теми правилами, которые определяются последующими фазами информацион­ного процесса. При пакетной обработке информации фаза подготовки непосредственно сопрягается с фазой обработки. Тогда по своему содержанию эта фаза соответствует подготовке входных машинных документов. Информация может записываться на пер­фокартах, перфолентах и других носителях. Фаза подготовки обыч­но реализуется оператором, который работает на специальных устройствах подготовки данных. В настоящее время стремятся уменьшить степень участия человека в подготовке машинных документов, усиливаются диалоговые методы общения оператора с ЭВМ, реализуются отдельные авто­матические процедуры. Информация в ЭВМ может вводиться с помощью перфокарт, перфолент либо непосред­ственно с клавиатуры. Ввод осущест­вляется в виде буквенно-цифрового текста. В первых поколениях ЭВМ этот текст отображался на перфокар­те в виде пятиразрядного междуна­родного кода, с 1964 г. был введен стандартный семиразрядный код. Да­лее он совершенствовался, однако ос­новная проблема обеспечения без­ошибочного ввода информации оставалась. Большое количество ошибок происходило по вине операторов, поэтому наряду с неиз­быточными кодами получают применение коды, в которые вводят­ся контрольные символы. Семиразрядный неизбыточный код ре­ализовывался на семидорожечной перфоленте, однако из-за отсут­ствия возможности автоматического контроля при вводе инфор­мации этот вариант перфоленты получил ограниченное применение. Перешли к восьмидорожечной перфоленте, на которой основная информация записывалась в семиразрядном коде и предусматри­вался дополнительный восьмой разряд, обеспечивающий контроль на нечетность. Введение дополнительного контрольного разряда означает переход к коду, способному обнаруживать ошибку.

При подготовке задач к решению на ЭВМ команды могут вписываться в двоичных кодах. В таком же виде они хранятся в памяти ЭВМ. При этом составляется программа, которая записывается в так называемом машинном языке. Процесс кодирования команд на машинном языке получил название программирования. Символичес­кое обозначение всех команд называют языком Ассемблер, а машинную программу, по которой выполняется перевод с языка Ассемблер на машинный язык - Ассемблер. При подготовке информации в ЭВМ пользуются общими языками, когда информация записывается в символическом виде. При вводе информация преобразуется в двоичный код автоматически с помощью специальной программы, существующей в ЭВМ. Это ускоряет процесс программирования. Таким образом, если на первых этапах развития вычислительной техники коды подготовки информа­ции соответствовали машинным кодам ЭВМ, то в настоящее время этап подготовки и ввода информации реализуется на более высоком уровне, что облегчает работу пользователя с ЭВМ, но ставит задачи создания специальных языков, близких к естественному языку пользователя.

На физическом уровне с помощью клавиатуры подготавли­вается команда, выраженная машинным кодом, соответствующим нажатой клавише. На логическом уровне, который реализуется базовой системой ввода - вывода, происходит преобразование по­ступающего машинного кода в специальный двухбайтовый код. Младший из двухбайтовых кодов соответствует изображенному на клавише знаку. Этот байт называют главным, а старший байт является вспомогательным. На функциональном уровне отдельным клавишам сопоставляются определенные функции, что реализуется программным путем. Возможно также программное переопределение клавиш по назначению непосредственно в ходе работы.

Каждый байт может интерпретироваться как двоичное число без знака, поэтому восемь разрядов отображают десятичное число в двоичном представлении, т.е. получаем восьмиэлементный двоич­ный неизбыточный код. Возможен такой вариант представ­ления данных, когда каждый байт интерпретируется как две четы­рехразрядные группы, каждая из которых кодирует десятичную цифру. Возникает двоично-десятичное представление, которое, как указывалось выше, используется и при сборе информации. Таким образом, в современных условиях подготовка информации, если она не связана непосредственно с последующей ее передачей, при отсутствии бумажных носителей означает подготовку программ к вводу информации через клавиатуру. Характерно, что и в этом случае автоматизация фазы подготовки информации осуществляет­ся за счет процедуры кодирования, которая реализуется аппарат­ным или программным путем.

Передача информации. Фаза передачи информации в информаци­онном процессе автоматизированной системы возникает тогда, ког­да существует взаимодействие между территориально удаленными объектами. Основные операции по автоматизации этой фазы ин­формационного процесса могут быть представлены схемой, отражающей простейшее взаимодействие источника и потребителя информации, между которыми существует канал связи, и возникает задача пере­дачи заданного объема информации через него с требуемой помехоустойчивостью. Сообщение, формируемое источником ин­формации, подвергается на передающей стороне трем проце­дурам: преобразованию (выполняется преобразователем); кодированию (осуществляется кодирующим устройством); модуляции (реализуется модулятором). На прием­ной стороне над сигналом, который прошел через линейные со­гласующие устройства и канал связи, выполняются сле­дующие процедуры: демодуляция с помощью демодулятора; декодирование (реализует декодирующее устройство); преобразование полученной информации в соответст­вующую форму (выполняет потребитель информации). Особенностью процесса передачи является то, что сигнал, отображающий код, в канале связи подвергается действию помех. Для обеспечения требуемой помехоустойчивости передачи информации предусматривают введение избыточности как в передаваемый сиг­нал, так и в код. Введение избыточности в передаваемый сигнал осуществляется за счет модуляции. Помехоустойчивость кода обес­печивается избыточным кодированием, которое является основным средством автоматизации фазы передачи информации.

Обработка информации. Термин "обработка информации" имеет более широкий смысл. Полезно выделить как подэтап предварительную обработку информации. При автоматизированном управлении це­лью обработки является решение с помощью ЭВМ вычислительных задач оптимизационного либо расчетного характера, отображаю­щих функциональные задачи управления в системе. В этих условиях должны существовать модели обработки информации, соответст­вующие принятым алгоритмам управления. Можно считать, что в памяти ЭВМ хранится некоторая концептуальная модель - ин­формационный образ объекта управления и модели процесса управ­ления. Для обработки необходимо создать набор вычислительных алгоритмов с программным обеспечением, проблемно-ориентиро­ванным на задачи управления. На этапе предварительной обработ­ки основной задачей является выявление смысла принятого сообще­ния. Семантическое содержание сообщения и его прагматическое значение зависят от пользователя, т.е. потребителя информации. Поэтому должно существовать правило интерпретации сообщения, которое принято по согласованию между источником информации и потребителем. Конкретное содержание процесса предварительной обработки зависит от конечной цели и может быть различным, например: для обнаружения сигнала, обработки текстовой инфор­мации, сжатия измерительной информации и т. д. В АСУ обработка информации автоматизирована. Эта операция является обязательной составляющей АСУ. Прежде всего необходимо обработать информацию, входящую во внешнее информационное обеспечение, т.е. ту, которая представлена в формализованном (документаль­ном) виде. Показатели, содержащиеся в документах, обрабатыва­ются в различных подразделениях предприятия. Одной из задач создания системы обработки является рациональное распределение вычислительных ресурсов между подразделениями с целью минимизации информационных потоков между службами предприятий и минимизация времени решения вычислительных задач. Вычис­лительные задачи, поставленные на основе данных, представленных в документах, имеют обычно информационный характер. Их решают с помощью ЭВМ на базе типовых вычислительных алгорит­мов. Ряд задач в АСУ, связанных с прогнозированием, стратегическим планированием и управлением, решаются путем моделирования с использованием математических и имитационных моделей. В этих случаях возможна оптимизационная постановка задачи и по­лучение значительного экономического эффекта от реализации ав­томатизированного управления. Несмотря на внешнюю разнотип­ность задач обработки информации, физическая реализация процес­са обработки означает представление данных в ЭВМ с помощью машинных кодов и выполнение ряда типовых операций над дан­ными. Как говорилось выше, пользователь может работать с ЭВМ в машинном коде, однако наличие языков программирования более высокого уровня позволяет оперировать со сложными иерархичес­кими структурами данных. Возможны и разные формы представле­ния форматов данных. Непрерывно совершенствуются процедуры ввода, вывода, поиска, представления и регистрации данных. Не останавливаясь на языках программирования, рассмотрим внутримашинные процедуры обработки информации в ЭВМ.

Хранение информации. Хранение информации можно рассматривать как передачу информации во времени. Различают оперативное и долго­временное хранение информации. Необходимость хранения информации в ЭВМ связана не только с процессом арифметической обработки. При управлении создают информационные массивы, которые хранятся в информационной базе. Вопросы хранения информации, принципы организации информацион­ных массивов, поиска, обновления, представления информации приоб­ретают самостоятельный характер. Хранение информации осуществля­ется на специальных носителях. Носители информации можно разделить на оперативные и долговременные запоминающие устрой­ства. Исторически наиболее распространен­ным носителем информации была бумага, которая, однако, непригод­на в обычных (не специальных) условиях для длительного хранения информации. На бумагу оказывают вредное воздействие температур­ные условия: либо разбухает, либо ломается, способна к возгоранию.

В вычислительной технике по материалу изготовления раз­личают следующие машинные носители: бумажные, металлические, пластмассовые, комбинированные и др.

По принципу воздействия и возможности изменения структуры выделяют магнитные, полупроводниковые, диэлектрические, перфорационные, оптические и др.

По методу считывания различают контактные, магнитные электрические, оптические. Особое значение при построении инфор­мационного обеспечения имеют характеристики доступа к инфор­мации, записанной на носителе. Выделяют носители прямого и по­следовательного доступа. Пригодность носителя для хранения ин­формации оценивается следующими параметрами: временем до­ступа, емкостью памяти и плотностью записи.

Фаза хранения информации может быть представлена на кон­цептуальном, логическом и физическом уровнях. Концептуальный уровень отражает содержательно информацию и способы реализа­ции ее хранения. Логический уровень определяет порядок представ­ления информации, организацию информационных массивов. Физи­ческий уровень означает реализацию хранения информации на конк­ретных физических носителях. Автоматизация фазы хранения ин­формации осуществляется за счет процессов кодирования, процедур организации информационных массивов, алгоритмизации процес­сов ввода, поиска, вывода и обновления информации. При хранении в автоматизированных системах прежде всего нужно различать информацию, хранимую вне ЭВМ, т.е. в форме документов, и ин­формацию, хранимую внутри ЭВМ с помощью специальных запо­минающих устройств. На концептуальном уровне сведения о тех­нико-экономическом объекте задают некоторый информационный образ. Этот образ отражается в виде технико-экономической инфор­мации, куда входят сведения наблюдателя об управляемом объекте, а также информация, которой обменивается этот объект с внешней средой. Ввиду большого объема технико-экономической информа­ции необходимо компактное ее представление. Для этого использу­ют процедуру классификации и кодирования.

Организация информационных массивов. Наряду с классификаци­ей и кодированием существенным этапом автоматизации хранения информации является организация информационных массивов. Объекты и явления реального мира в ЭВМ представляются на стадии хранения информации в виде данных, при этом нам важны не только данные, но и связи между ними, т.е. принцип их ор­ганизации. Желательно, чтобы концептуальная структура данных отображала реальные явления окружающего нас мира. Однако на физическом уровне структура данных во многом определяется требованиями, накладываемыми возможностями технических средств хранения информации. Наиболее простой является линей­ная структура хранения. Организац