Menge an Informationen. Syntaktische, semantische und pragmatische Informationsmaße. Maße und Einheiten der Menge und des Informationsvolumens

Thema 2. Grundlagen der Darstellung und Verarbeitung von Informationen in einem Computer

Literatur

1. Informatik in den Wirtschaftswissenschaften: Lehrbuch/Hrsg. SEI. Odintsova, A.N. Romanova. – M.: Universitätslehrbuch, 2008.

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4. Informatik für Wirtschaftswissenschaftler: Lehrbuch/Hrsg. Matjuschka V.M. - M.: Infra-M, 2006.

5. Wirtschaftsinformatik: Einführung in die Wirtschaftsanalyse von Informationssystemen. - M.: INFRA-M, 2005.

Informationsmaße (syntaktisch, semantisch, pragmatisch)

Zur Messung von Informationen können verschiedene Ansätze verwendet werden, am weitesten verbreitet sind sie jedoch statistisch(wahrscheinlich), semantisch und P pragmatisch Methoden.

Statistisch(probabilistische) Methode zur Messung von Informationen wurde 1948 von K. Shannon entwickelt, der vorschlug, die Informationsmenge als Maß für die Unsicherheit des Systemzustands zu betrachten, die durch den Empfang von Informationen beseitigt wird. Der quantitative Ausdruck der Unsicherheit wird Entropie genannt. Wenn der Beobachter nach Erhalt einer bestimmten Nachricht zusätzliche Informationen über das System erhalten hat X, dann hat die Unsicherheit abgenommen. Die zusätzlich empfangene Informationsmenge ist definiert als:

Wo ist die zusätzliche Menge an Informationen über das System? X, in Form einer Nachricht empfangen;

Anfängliche Unsicherheit (Entropie) des Systems X;

Endliche Unsicherheit (Entropie) des Systems X, nach Erhalt der Nachricht auftritt.

Wenn das System X kann in einem der diskreten Zustände sein, deren Anzahl N, und die Wahrscheinlichkeit, das System in jedem von ihnen zu finden, gleich ist und die Summe der Wahrscheinlichkeiten aller Zustände gleich eins ist, dann wird die Entropie mit der Shannon-Formel berechnet:

wo ist die Entropie von System X;

A- die Basis des Logarithmus, die die Maßeinheit der Informationen bestimmt;

N– die Anzahl der Zustände (Werte), in denen sich das System befinden kann.

Entropie ist eine positive Größe, und da Wahrscheinlichkeiten immer kleiner als eins sind und ihr Logarithmus negativ ist, macht das Minuszeichen in K. Shannons Formel die Entropie positiv. Somit wird die gleiche Entropie, jedoch mit umgekehrtem Vorzeichen, als Maß für die Informationsmenge genommen.

Der Zusammenhang zwischen Information und Entropie kann wie folgt verstanden werden: Die Beschaffung von Informationen (ihre Zunahme) bedeutet gleichzeitig eine Verringerung der Unwissenheit oder Informationsunsicherheit (Entropie).

Der statistische Ansatz berücksichtigt also die Wahrscheinlichkeit des Erscheinens von Nachrichten: Die Nachricht, die weniger wahrscheinlich ist, wird als informativer angesehen, d. h. am wenigsten erwartet. Die Informationsmenge erreicht ihren maximalen Wert, wenn Ereignisse gleich wahrscheinlich sind.

R. Hartley schlug die folgende Formel zur Messung von Informationen vor:

I=log2n ,

Wo N- Anzahl gleich wahrscheinlicher Ereignisse;

ICH– ein Maß an Informationen in einer Nachricht über das Auftreten eines dieser Ereignisse N Veranstaltungen

Das Maß der Information wird in ihrem Umfang ausgedrückt. Am häufigsten betrifft dies die Größe des Computerspeichers und die über Kommunikationskanäle übertragene Datenmenge. Als Einheit wird die Informationsmenge angesehen, bei der die Unsicherheit um die Hälfte reduziert wird; eine solche Informationseinheit wird aufgerufen bisschen .

Wenn der natürliche Logarithmus () als Basis des Logarithmus in Hartleys Formel verwendet wird, dann ist die Maßeinheit für Informationen nat ( 1 Bit = ln2 ≈ 0,693 nat). Wenn die Zahl 3 als Basis des Logarithmus verwendet wird, dann - behandeln, wenn 10, dann - sagte (Hartley).

In der Praxis wird häufiger eine größere Einheit verwendet - Byte(Byte) gleich acht Bits. Diese Einheit wurde ausgewählt, weil sie zum Codieren aller 256 Zeichen des Computertastaturalphabets (256=28) verwendet werden kann.

Zusätzlich zu den Bytes werden Informationen in Halbwörtern (2 Bytes), Wörtern (4 Bytes) und Doppelwörtern (8 Bytes) gemessen. Auch größere Maßeinheiten für Informationen werden häufig verwendet:

1 Kilobyte (KB - Kilobyte) = 1024 Bytes = 210 Bytes,

1 Megabyte (MB - Megabyte) = 1024 KB = 220 Bytes,

1 Gigabyte (GB - Gigabyte) = 1024 MB = 230 Bytes.

1 Terabyte (TB - Terabyte) = 1024 GB = 240 Byte,

1 Petabyte (PByte - Petabyte) = 1024 TB = 250 Bytes.

1980 schlug der russische Mathematiker Yu. Manin die Idee vor, einen Quantencomputer zu bauen, in dessen Zusammenhang eine solche Informationseinheit erschien Qubit ( Quantenbit, Qubit ) – „Quantenbit“ ist ein Maß für die Größe des Speichers in einer theoretisch möglichen Computerform, die Quantenmedien, beispielsweise Elektronenspins, nutzt. Ein Qubit kann nicht zwei verschiedene Werte („0“ und „1“) annehmen, sondern mehrere, entsprechend normalisierten Kombinationen zweier Grundspinzustände, was eine größere Anzahl möglicher Kombinationen ergibt. Somit können 32 Qubits etwa 4 Milliarden Zustände kodieren.

Semantischer Ansatz. Ein syntaktisches Maß reicht nicht aus, wenn Sie nicht die Datenmenge, sondern die in der Nachricht benötigte Informationsmenge bestimmen müssen. Dabei wird der semantische Aspekt berücksichtigt, der es uns ermöglicht, den Inhalt der Informationen zu bestimmen.

Um den semantischen Inhalt von Informationen zu messen, können Sie den Thesaurus ihres Empfängers (Konsumenten) verwenden. Die Idee der Thesaurus-Methode wurde von N. Wiener vorgeschlagen und von unserem einheimischen Wissenschaftler A.Yu entwickelt. Schrader.

Thesaurus angerufen Informationsbestand die der Empfänger der Informationen hat. Indem Sie den Thesaurus mit dem Inhalt der empfangenen Nachricht korrelieren, können Sie herausfinden, inwieweit dadurch die Unsicherheit verringert wird.

Abhängigkeit des Umfangs semantischer Informationen einer Nachricht vom Thesaurus des Empfängers

Entsprechend der im Diagramm dargestellten Abhängigkeit, ob der Benutzer über keinen Thesaurus verfügt (Wissen über das Wesen der empfangenen Nachricht, d. h. =0) oder über das Vorhandensein eines solchen Thesaurus verfügt, der sich durch den Eingang nicht geändert hat der Nachricht (), dann ist die Menge der darin enthaltenen semantischen Informationen gleich Null. Der optimale Thesaurus () ist einer, in dem die Menge an semantischen Informationen maximal ist (). Beispielsweise semantische Informationen in einer eingehenden Nachricht in einer unbekannten Fremdsprache gibt es Null, aber die gleiche Situation wird in diesem Fall sein wenn die Nachricht keine Neuigkeit mehr ist, da der Benutzer bereits alles weiß.

Pragmatische Maßnahme Information bestimmt seinen Nutzen bei der Erreichung der Ziele des Verbrauchers. Dazu reicht es aus, die Wahrscheinlichkeit der Zielerreichung vor und nach Erhalt der Nachricht zu ermitteln und zu vergleichen. Der Informationswert (nach A.A. Kharkevich) wird nach folgender Formel berechnet:

Wo ist die Wahrscheinlichkeit, das Ziel zu erreichen, bevor die Nachricht empfangen wird?

Die Wahrscheinlichkeit, das Ziel zu erreichen, ist der Bereich des Empfangs der Nachricht;

Der Begriff " Information„kommt aus dem Lateinischen“ Informationen", was Aufklärung, Bewusstsein, Präsentation bedeutet. Aus Sicht der materialistischen Philosophie ist Information eine Widerspiegelung der realen Welt mit Hilfe von Informationen (Botschaften). Nachricht ist eine Form der Darstellung von Informationen in Form von Sprache, Text, Bildern, digitalen Daten, Grafiken, Tabellen usw. Im weitem Sinne Information ist ein allgemeines wissenschaftliches Konzept, das den Informationsaustausch zwischen Menschen, den Signalaustausch zwischen lebender und unbelebter Natur, Menschen und Geräten umfasst.

Die Informatik betrachtet Informationen als konzeptionell miteinander verbundene Informationen, Daten und Konzepte, die unsere Vorstellungen über ein Phänomen oder Objekt in der umgebenden Welt verändern. Neben Informationen in der Informatik ist das Konzept „ Daten" Lassen Sie uns zeigen, wie sie sich unterscheiden.

Daten können als Zeichen oder aufgezeichnete Beobachtungen betrachtet werden, die aus irgendeinem Grund nicht verwendet, sondern nur gespeichert werden. Wenn sie verwendet werden, um die Unsicherheit über ein Objekt zu verringern (Informationen zu erhalten), werden die Daten zu Informationen. Daten existieren objektiv und hängen nicht von einer Person und dem Umfang ihres Wissens ab. Dieselben Daten einer Person können zu Informationen werden, weil... Sie haben dazu beigetragen, die Unsicherheit des Wissens einer Person zu verringern, für eine andere Person bleiben sie jedoch Daten.

Beispiel 1

Schreiben Sie 10 Telefonnummern als 10er-Zahlenfolge auf ein Blatt Papier und zeigen Sie sie Ihrem Mitschüler. Er wird diese Zahlen als Daten wahrnehmen, weil... sie geben ihm keine Auskunft.

Geben Sie dann neben jeder Zahl den Namen des Unternehmens und die Art der Aktivität an. Bisher unverständliche Zahlen für Ihren Kommilitonen gewinnen an Gewissheit und verwandeln sich von Daten in Informationen, die er in Zukunft nutzen könnte.

Daten können in Fakten, Regeln und aktuelle Informationen unterteilt werden. Fakten beantworten die Frage „Ich weiß, dass…“. Beispiele für Fakten:

• Moskau ist die Hauptstadt Russlands;
• Zwei mal zwei ergibt vier;
• Das Quadrat der Hypotenuse ist gleich der Summe der Quadrate der Schenkel.

Regeln beantworten die Frage „Ich weiß wie ...“. Beispiele für Regeln:

• Regeln zur Berechnung der Wurzeln einer quadratischen Gleichung;
• Hinweise zur Nutzung des Geldautomaten;
• Straßenverkehrsordnung.

Fakten und Regeln stellen ausreichende Daten aus der Langzeitanwendung dar. Sie sind ziemlich statisch, d.h. im Laufe der Zeit nicht veränderbar.

Aktuelle Informationen stellen Daten dar, die in einem relativ kurzen Zeitraum verwendet werden – der Dollarkurs, der Preis eines Produkts, Nachrichten.

Eine der wichtigsten Arten von Informationen sind Wirtschaftsinformationen. Ihr Unterscheidungsmerkmal- Verbindung mit den Prozessen der Führung von Teams aus Menschen und Organisationen. Wirtschaftsinformationen begleiten die Prozesse der Produktion, Verteilung, des Austauschs und des Konsums materieller Güter und Dienstleistungen. Ein wesentlicher Teil davon steht im Zusammenhang mit der gesellschaftlichen Produktion und kann als Produktionsinformation bezeichnet werden.

Bei der Arbeit mit Informationen gibt es immer eine Quelle und einen Verbraucher (Empfänger). Die Wege und Prozesse, die die Übertragung von Nachrichten von der Informationsquelle zu ihrem Verbraucher sicherstellen, werden als Informationskommunikation bezeichnet.

1.2.2. Formulare zur Informationsangemessenheit

Für einen Informationskonsumenten ist es ein sehr wichtiges Merkmal Angemessenheit.

Im wirklichen Leben ist eine Situation, in der man sich auf die vollständige Angemessenheit der Informationen verlassen kann, kaum möglich. Es besteht immer ein gewisses Maß an Unsicherheit. Die Richtigkeit der Verbraucherentscheidungen hängt vom Grad der Angemessenheit der Informationen an den tatsächlichen Zustand eines Objekts oder Prozesses ab.

Beispiel 2

Sie haben die Schule erfolgreich abgeschlossen und möchten Ihre wirtschaftswissenschaftliche Ausbildung fortsetzen. Nach Gesprächen mit Freunden erfahren Sie, dass eine ähnliche Ausbildung an verschiedenen Universitäten erworben werden kann. Als Ergebnis solcher Gespräche erhalten Sie sehr widersprüchliche Informationen, die es Ihnen nicht ermöglichen, eine Entscheidung für die eine oder andere Option zu treffen, d. h. Die erhaltenen Informationen entsprechen nicht der tatsächlichen Lage.

Um verlässlichere Informationen zu erhalten, kaufen Sie einen Leitfaden für Studienbewerber, in dem Sie umfassende Informationen erhalten. In diesem Fall können wir sagen, dass die Informationen, die Sie aus dem Verzeichnis erhalten haben, die Studienrichtungen an den Universitäten angemessen widerspiegeln und Ihnen bei Ihrer endgültigen Entscheidung helfen.

Die Angemessenheit der Informationen kann in drei Formen ausgedrückt werden: semantisch, syntaktisch, pragmatisch.

Syntaktische Angemessenheit

Syntaktische Angemessenheit zeigt die formalen und strukturellen Merkmale von Informationen an und hat keinen Einfluss auf den semantischen Inhalt. Auf syntaktischer Ebene werden die Art des Mediums und die Art der Informationsdarstellung, die Übertragungs- und Verarbeitungsgeschwindigkeit, die Größe der Codes zur Informationsdarstellung, die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Konvertierung dieser Codes usw. berücksichtigt. Informationen, die nur aus syntaktischer Sicht betrachtet werden, werden üblicherweise als Daten bezeichnet, weil die semantische Seite spielt keine Rolle. Diese Form trägt zur Wahrnehmung äußerer Strukturmerkmale bei, d.h. syntaktische Seite der Information.

Semantische (fiktive) Angemessenheit

Semantische Angemessenheit bestimmt den Grad der Übereinstimmung zwischen dem Bild eines Objekts und dem Objekt selbst. Der semantische Aspekt bezieht sich auf die Berücksichtigung des semantischen Inhalts von Informationen. Auf dieser Ebene werden die Informationen, die die Informationen widerspiegeln, analysiert und semantische Zusammenhänge berücksichtigt. In der Informatik werden semantische Verbindungen zwischen Codes zur Darstellung von Informationen hergestellt. Dieses Formular dient dazu, Konzepte und Ideen zu bilden, die Bedeutung, den Inhalt von Informationen und deren Verallgemeinerung zu identifizieren.

Pragmatische (Verbraucher-)Angemessenheit

Pragmatische Angemessenheit spiegelt die Beziehung zwischen Informationen und ihrem Verbraucher wider, die Übereinstimmung von Informationen mit dem auf ihrer Grundlage umgesetzten Managementziel. Die pragmatischen Eigenschaften von Informationen treten nur dann zum Vorschein, wenn eine Einheit von Information (Objekt), Benutzer und Managementziel besteht. Der pragmatische Aspekt der Überlegung ist mit dem Wert und der Nützlichkeit der Nutzung von Informationen für den Verbraucher verbunden, um eine Lösung zur Erreichung seines Ziels zu entwickeln. Unter diesem Gesichtspunkt werden die Verbrauchereigenschaften von Informationen analysiert. Diese Form der Angemessenheit steht in direktem Zusammenhang mit der praktischen Verwendung von Informationen und ihrer Konformität Zielfunktion Systemaktivität.

1.2.3. Messinformationen

Um Informationen zu messen, werden zwei Parameter eingeführt:

Diese Parameter haben je nach der betrachteten Form der Angemessenheit unterschiedliche Ausdrücke und Interpretationen. Jede Form der Angemessenheit entspricht einem eigenen Maß für die Informationsmenge und das Datenvolumen (Abb. 1).

Reis. 1. Informationsmaßnahmen

Syntaktische Informationsmaße

Syntaktische Maße für die Informationsmenge befassen sich mit unpersönlichen Informationen, die keine semantische Beziehung zum Objekt ausdrücken.

Die Datenmenge einer Nachricht wird anhand der Anzahl der Zeichen (Bits) in dieser Nachricht gemessen. In verschiedenen Zahlensystemen hat eine Ziffer ein anderes Gewicht und die Maßeinheit der Daten ändert sich entsprechend:

• Im binären Zahlensystem ist die Maßeinheit das Bit ( Binärzahl - Binärzahl). Neben dieser Maßeinheit wird häufig die erweiterte Maßeinheit „Byte“ verwendet, die 8 Bit entspricht.
• Im dezimalen Zahlensystem ist die Maßeinheit dit (Dezimalstelle).

Beispiel 3

Eine binäre Nachricht in Form eines achtstelligen Binärcodes 10111011 hat ein Datenvolumen. Eine Nachricht im Dezimalsystem in Form einer sechsstelligen Zahl 275903 hat ein Datenvolumen

Die Bestimmung der Informationsmenge I auf syntaktischer Ebene ist ohne Berücksichtigung des Konzepts der Unsicherheit des Systemzustands (Entropie des Systems) nicht möglich. Tatsächlich ist die Beschaffung von Informationen über ein System immer mit einer Veränderung des Grades der Unwissenheit des Empfängers über den Zustand dieses Systems verbunden. Betrachten wir dieses Konzept.

Geben Sie dem Verbraucher einige vorläufige (a priori) Informationen über das System, bevor Sie Informationen erhalten A . Ein Maß für seine Unkenntnis des Systems ist die Funktion Ha), was gleichzeitig als Maß für die Unsicherheit des Systemzustandes dient. Diese Maßnahme wurde aufgerufen Entropie. Wenn der Verbraucher über vollständige Informationen über das System verfügt, ist die Entropie 0. Wenn der Verbraucher über ein System völlige Unsicherheit hat, ist die Entropie eine positive Zahl. Nach Erhalt neue Informationen Entropie nimmt ab.

Nachdem ich eine Nachricht erhalten habe B Der Empfänger erlangte einige zusätzliche Informationen, die seine a priori Unwissenheit reduzierten, so dass a posteriori (nach Erhalt der Nachricht). B ) ist die Unsicherheit des Systemzustands geworden.

Dann die Menge der in der Nachricht empfangenen Systeminformationen B , wird definiert als , d. h. die Informationsmenge wird anhand einer Änderung (Verringerung) der Unsicherheit des Systemzustands gemessen.

Wenn die endliche Unsicherheit gegen Null geht, dann wird das anfängliche unvollständige Wissen durch vollständiges Wissen und die Informationsmenge ersetzt. Mit anderen Worten: die Entropie des Systems Ha) kann als Maß für fehlende Informationen angesehen werden.

Entropie des Systems Ha) , haben N mögliche Zustände sind nach Shannons Formel gleich

(1)

Wo ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich das System befindet? ich -te Bedingung.

Für den Fall, dass alle Zustände des Systems gleich wahrscheinlich sind, d.h. ihre Wahrscheinlichkeiten sind gleich, seine Entropie wird durch die Beziehung bestimmt

(2)

Die Entropie eines Systems im binären Zahlensystem wird in Bits gemessen. Basierend auf Formel (2) können wir sagen, dass in einem System mit gleichwahrscheinlichen Zuständen 1 Bit der Informationsmenge entspricht, die die Wissensunsicherheit um die Hälfte reduziert.

Beispiel 4

Ein System, das den Vorgang des Münzwurfs beschreibt, hat zwei gleichwahrscheinliche Zustände. Wenn man raten muss, welche Seite oben liegt, dann herrscht zunächst völlige Unsicherheit über den Zustand des Systems. Um Informationen über den Zustand des Systems zu erhalten, stellen Sie die Frage: „Ist das ein Kopf?“ Mit dieser Frage versuchen Sie, die Hälfte der unbekannten Zustände zu verwerfen, d. h. Reduzieren Sie die Unsicherheit um das Zweifache. Unabhängig davon, ob die Antwort „Ja“ oder „Nein“ lautet, erhalten Sie vollständige Klarheit über den Zustand des Systems. Somit enthält die Antwort auf die Frage 1 Bit Information. Da nach der 1. Frage völlige Klarheit herrschte, ist die Entropie des Systems gleich 1. Die gleiche Antwort gibt Formel (2), denn log2 2=1.

Beispiel 5.

Spiel „Errate die Zahl“. Sie müssen die gewünschte Zahl von 1 bis 100 erraten. Zu Beginn des Ratens herrscht völlige Unsicherheit über den Zustand des Systems. Beim Raten müssen Sie Fragen nicht zufällig stellen, sondern so, dass die Antwort die Wissensunsicherheit um das Zweifache verringert und Sie somit nach jeder Frage etwa 1 Bit Information erhalten. Beispielsweise müssen Sie zunächst die Frage stellen: „Ist die Zahl größer als 50?“ Der „richtige“ Ansatz beim Raten ermöglicht es, die Zahl in 6-7 Fragen zu erraten. Wenn wir Formel (2) anwenden, stellt sich heraus, dass die Entropie des Systems gleich log2 100 = 6,64 ist.

Beispiel 6.

Das Tumbo-Jumbo-Alphabet enthält 32 verschiedene Zeichen. Wie groß ist die Entropie des Systems? Mit anderen Worten: Es muss ermittelt werden, wie viele Informationen jedes Symbol enthält.
Wenn wir davon ausgehen, dass jedes Zeichen mit gleicher Wahrscheinlichkeit in Wörtern vorkommt, dann ist die Entropie log2 32=5.

Am häufigsten werden binäre und dezimale Logarithmen verwendet. Die Maßeinheiten sind in diesen Fällen Bit bzw. Dit.

Koeffizient (Grad) des Informationsgehalts(Prägnanz) einer Nachricht wird durch das Verhältnis der Informationsmenge zur Datenmenge bestimmt, d. h.

Je größer der Informationsgehaltskoeffizient Y ist, desto geringer ist der Arbeitsaufwand für die Transformation von Informationen (Daten) im System. Daher streben sie danach, den Informationsgehalt zu erhöhen, wofür spezielle Methoden zur optimalen Kodierung von Informationen entwickelt werden.

Semantisches Maß für Informationen

Um den semantischen Inhalt von Informationen zu messen, d.h. Aufgrund seiner Quantität auf semantischer Ebene erhielt das von Yu.I. Schneider vorgeschlagene Thesaurusmaß die größte Anerkennung. Es verbindet die semantischen Eigenschaften von Informationen in erster Linie mit der Fähigkeit des Benutzers, die eingehende Nachricht anzunehmen. Zu diesem Zweck wurde das Konzept „ Benutzerthesaurus".

Abhängig von der Beziehung zwischen dem semantischen Inhalt von Informationen S und der Thesaurus des Benutzers Sp die Menge der vom Benutzer wahrgenommenen und anschließend in seinen Thesaurus aufgenommenen semantischen Informationen ändert sich. Die Art dieser Abhängigkeit ist in Abb. dargestellt. 2. Betrachten Sie zwei Grenzfälle bei der Menge semantischer Informationen gleich 0:

Der Verbraucher erwirbt die maximale Menge an semantischen Informationen, wenn er sich auf deren semantischen Inhalt einigt S mit Ihrem Thesaurus , wenn die eingehenden Informationen für den Benutzer verständlich sind und ihm bisher unbekannte (nicht in seinem Thesaurus enthaltene) Informationen liefern.

Folglich ist die Menge an semantischen Informationen in einer Nachricht, die Menge an neuem Wissen, das der Benutzer erhält, ein relativer Wert. Dieselbe Nachricht kann für einen kompetenten Benutzer einen sinnvollen Inhalt haben und für einen inkompetenten Benutzer bedeutungslos (semantisches Rauschen) sein.

Ö.

Reis. 2. Abhängigkeit der Menge der vom Verbraucher wahrgenommenen semantischen Informationen von seinem Thesaurus

Bei der Beurteilung des semantischen (inhaltlichen) Aspekts von Informationen muss man sich um eine Harmonisierung der Werte bemühen S Und Sp.

Ein relatives Maß für die Menge semantischer Informationen kann der Inhaltskoeffizient sein MIT , das als Verhältnis der Menge semantischer Informationen zu ihrem Volumen definiert ist

Pragmatisches Informationsmaß

Das pragmatische Maß an Information dient ihrer Bestimmung Nützlichkeit(Werte), damit der Benutzer das Ziel erreichen kann. Dieses Maß ist ebenfalls ein relativer Wert, der durch die Besonderheiten der Verwendung dieser Informationen in einem bestimmten System bestimmt wird. Es empfiehlt sich, den Informationswert in denselben Einheiten (oder nahe bei ihnen) zu messen, in denen die Zielfunktion gemessen wird.

Beispiel 7

In einem Wirtschaftssystem können die pragmatischen Eigenschaften (Wert) von Informationen durch die Steigerung der wirtschaftlichen Wirkung des Betriebs bestimmt werden, die durch die Verwendung dieser Informationen zur Verwaltung des Systems erreicht wird:

Dabei ist der Wert der Informationsmeldung für das Steuerungssystem ;

- a priori erwarteter wirtschaftlicher Effekt des Funktionierens des Kontrollsystems;

Die erwartete Wirkung des Funktionierens des Systems, sofern die in der Nachricht enthaltenen Informationen zur Steuerung verwendet werden.

Zum Vergleich stellen wir die eingegebenen Informationsmaße in der Tabelle dar. 1.

Tabelle 1. Informationseinheiten und Beispiele

Informationsmaßnahmen	Einheiten	Beispiele (für Computerbereich)
Syntaktisch: a) Shannon-Ansatz b) Computeransatz	a) Grad der Unsicherheitsreduzierung b) Einheiten der Informationspräsentation	a) Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses b) Bit, Byte, KB usw.
Semantisch	a) Thesaurus b) Wirtschaftsindikatoren	a) Anwendungssoftwarepaket, Personalcomputer, Computernetzwerke usw. b) Rentabilität, Produktivität, Abschreibungsrate usw.
Pragmatisch	Gebrauchswert	Speicherkapazität, Computerleistung, Datenübertragungsgeschwindigkeit usw. Geldwert Zeit, Informationen zu verarbeiten und Entscheidungen zu treffen

1.2.4. Informationseigenschaften

Die Möglichkeit und Wirksamkeit der Nutzung von Informationen wird durch grundlegende Eigenschaften bestimmt wie: Repräsentativität, Inhalt, Angemessenheit, Zugänglichkeit, Relevanz, Aktualität, Genauigkeit, Zuverlässigkeit, Stabilität.
Die Repräsentativität von Informationen hängt mit der Richtigkeit ihrer Auswahl und Bildung zusammen, um die Eigenschaften des Objekts angemessen widerzuspiegeln.

Die wichtigsten Dinge hier sind:

• die Richtigkeit des Konzepts, auf dessen Grundlage das ursprüngliche Konzept formuliert wurde;
• Gültigkeit der Auswahl wesentlicher Merkmale und Zusammenhänge des dargestellten Phänomens.

Eine Verletzung der Repräsentativität von Informationen führt häufig zu erheblichen Fehlern.

Inhalt Informationen spiegeln die semantische Kapazität wider, die dem Verhältnis der Menge der semantischen Informationen in einer Nachricht zur Menge der verarbeiteten Daten entspricht, d. h. . Mit zunehmendem Informationsgehalt steigt der semantische Durchsatz des Informationssystems, da zur Gewinnung der gleichen Informationen eine geringere Datenmenge konvertiert werden muss.

Zusammen mit dem Inhaltskoeffizienten C Um den semantischen Aspekt widerzuspiegeln, können Sie auch den Informationsgehaltskoeffizienten verwenden, der durch das Verhältnis der Menge syntaktischer Informationen (nach Shannon) zur Datenmenge gekennzeichnet ist .

Angemessenheit(Vollständigkeit) der Informationen bedeutet, dass sie minimal, aber für die Akzeptanz ausreichend sind die richtige Entscheidung Zusammensetzung (Satz von Indikatoren). Der Begriff der Vollständigkeit von Informationen ist mit ihrem semantischen Inhalt (Semantik) und ihrer Pragmatik verbunden. Als unvollständig, d.h. Sowohl unzureichende Informationen, um die richtige Entscheidung zu treffen, als auch übermäßige Informationen verringern die Wirksamkeit der vom Benutzer getroffenen Entscheidungen.

Verfügbarkeit Informationen zur Wahrnehmung des Benutzers werden durch die Implementierung geeigneter Verfahren zu ihrer Erfassung und Transformation sichergestellt. Beispielsweise werden in einem Informationssystem Informationen in eine zugängliche und benutzerfreundliche Form umgewandelt. Dies wird insbesondere durch die Abstimmung seiner semantischen Form auf den Thesaurus des Benutzers erreicht.

Relevanz Informationen werden durch den Grad der Erhaltung des Informationswerts für das Management zum Zeitpunkt ihrer Nutzung bestimmt und hängen von der Dynamik der Veränderungen ihrer Eigenschaften und vom Zeitintervall ab, das seit dem Auftreten dieser Informationen vergangen ist.

Aktualität Information bedeutet, dass sie spätestens zu einem vorbestimmten Zeitpunkt eintrifft, der mit dem Zeitpunkt der Lösung der Aufgabe übereinstimmt.

Genauigkeit Informationen werden durch den Grad der Nähe der empfangenen Informationen zum tatsächlichen Zustand des Objekts, Prozesses, Phänomens usw. bestimmt. Für Informationen, die durch einen digitalen Code angezeigt werden, sind vier Klassifizierungskonzepte der Genauigkeit bekannt:

• formale Präzision, gemessen am Einheitswert der niedrigstwertigen Ziffer einer Zahl;
• tatsächliche Genauigkeit, bestimmt durch den Wert der Einheit der letzten Ziffer der Zahl, deren Genauigkeit garantiert ist;
• die maximale Genauigkeit, die unter den spezifischen Betriebsbedingungen des Systems erreicht werden kann;
• die erforderliche Genauigkeit, bestimmt durch den Funktionszweck des Indikators.

Glaubwürdigkeit Informationen werden durch ihre Eigenschaft bestimmt, reale Objekte mit der erforderlichen Genauigkeit wiederzugeben. Die Zuverlässigkeit von Informationen wird anhand der Konfidenzwahrscheinlichkeit der erforderlichen Genauigkeit gemessen, d. h. die Wahrscheinlichkeit, dass der durch Informationen angezeigte Wert eines Parameters vom wahren Wert dieses Parameters innerhalb der erforderlichen Genauigkeit abweicht.

Nachhaltigkeit Informationen spiegeln ihre Fähigkeit wider, auf Änderungen in den Quelldaten zu reagieren, ohne die erforderliche Genauigkeit zu beeinträchtigen. Die Stabilität der Informationen sowie die Repräsentativität werden durch die gewählte Methodik für ihre Auswahl und Bildung bestimmt.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass Parameter der Informationsqualität wie Repräsentativität, Inhalt, Angemessenheit, Zugänglichkeit und Stabilität vollständig auf der methodischen Ebene der Entwicklung von Informationssystemen bestimmt werden. Auch die Parameter Relevanz, Aktualität, Genauigkeit und Zuverlässigkeit werden in größerem Maße auf methodischer Ebene bestimmt, ihr Wert wird jedoch maßgeblich von der Art der Funktionsweise des Systems, vor allem seiner Zuverlässigkeit, beeinflusst. Dabei sind die Parameter Relevanz und Genauigkeit eng mit den Parametern Aktualität und Zuverlässigkeit verknüpft.

1.2.5. Allgemeine Merkmale von Informationsprozessen

In der Natur und in der Gesellschaft gibt es eine ständige Interaktion zwischen Objekten, die mit Informationsänderungen verbunden sind. Informationsveränderungen entstehen durch verschiedene Einflüsse. Die Menge der Aktionen mit Informationen wird aufgerufen Informationsprozess. Informationsaktivität besteht aus einer Vielzahl von Aktionen, die mit Informationen ausgeführt werden. Dazu gehören Aktionen im Zusammenhang mit der Suche, dem Empfang, der Verarbeitung, der Übermittlung, der Speicherung und dem Schutz von Informationen.

Der Informationsaustausch zwischen Menschen, die Reaktion des menschlichen Körpers auf Naturphänomene, die Interaktion eines Menschen mit einem automatisierten System sind Beispiele für Informationsprozesse.

Verfahren Sammlung beinhaltet:

• Parametermessung;
• Registrierung von Parametern in Form von Daten zur späteren Verarbeitung;
• Transformation der Daten in die im System verwendete Form (Kodierung, Reduktion auf die gewünschte Form und Eingabe in das Verarbeitungssystem).

Damit Daten gemessen und aufgezeichnet werden können, muss Hardware vorhanden sein, die die Signale in eine für das Empfängersystem verständliche (kompatible) Form umwandelt. Um beispielsweise die Temperatur oder die Bodenfeuchtigkeit des Patienten für die spätere Behandlung zu erfassen, sind spezielle Sensoren erforderlich. Um diese Daten auf den Datenträgern aufzuzeichnen bzw. zu übertragen, ist zusätzlich Hardware erforderlich.

Die Speicherung von Informationen ist notwendig, damit dieselben Daten wiederholt verwendet werden können. Um die Informationsspeicherung sicherzustellen, ist Hardware zum Schreiben von Daten auf ein physisches Medium und zum Lesen von diesem Medium erforderlich.

Verfahren Austausch Informationen implizieren das Vorhandensein einer Quelle und eines Verbrauchers (Empfängers) von Informationen. Der Prozess der Freigabe von Informationen aus einer Quelle wird aufgerufen überweisen, und der Prozess der Beschaffung von Verbraucherinformationen wird aufgerufen Rezeption. Somit impliziert der Austauschprozess das Vorhandensein zweier miteinander verbundener Sende- und Empfangsprozesse.

Die Sende- und Empfangsprozesse können unidirektional, bidirektional oder alternativ bidirektional sein.

Die Pfade und Prozesse, die die Übertragung von Nachrichten von der Informationsquelle zu ihrem Verbraucher sicherstellen, werden aufgerufen Informationskommunikation.

Reis. 3. Informationsaustauschprozess

Informationsquellen und -konsumenten können Menschen, Tiere, Pflanzen, automatische Geräte. Von der Quelle bis zum Verbraucher werden Informationen in Form von Nachrichten übermittelt. Der Empfang und die Übertragung von Nachrichten erfolgt in Form von Signalen. Ein Signal ist eine Veränderung in der physischen Umgebung, die eine Nachricht anzeigt. Das Signal kann Ton, Licht, Geruch (Geruch), elektrisch, elektromagnetisch usw. sein.

Der Encoder wandelt die Nachricht aus einer für die Quelle verständlichen Form in Signale vom physischen Medium um, über das die Nachricht übertragen wird. Das Dekodiergerät führt den umgekehrten Vorgang durch und wandelt die Mediumsignale in eine für den Verbraucher verständliche Form um.

Die materiellen Träger übermittelter Nachrichten können natürliche chemische Verbindungen (gerochen und geschmeckt), mechanische Schwingungen von Luft- oder Telefonmembranen (bei der Tonübertragung), Schwankungen des elektrischen Stroms in Leitungen (Telegraf, Telefon), elektromagnetische Wellen des optischen Bereichs (wahrgenommen) sein durch das menschliche Auge), elektromagnetische Wellen des Radiobereichs (zur Übertragung von Ton und Fernsehbildern).

Im menschlichen und tierischen Körper werden Informationen über das Nervensystem in Form schwacher elektrischer Ströme oder durch spezielle chemische Verbindungen (Hormone) im Blut übertragen.

Kommunikationskanäle werden charakterisiert Durchsatz- die pro Zeiteinheit übertragene Datenmenge. Dies hängt von der Geschwindigkeit der Informationsumwandlung in Transceivergeräten und von den physikalischen Eigenschaften der Kanäle selbst ab. Der Durchsatz wird durch die Fähigkeiten der physikalischen Beschaffenheit des Kanals bestimmt.

In der Informatik werden Informationsprozesse automatisiert und Hardware- und Softwaremethoden eingesetzt, die Signale in eine kompatible Form bringen.

Alle Verarbeitungs- und Übertragungsstufen erfordern Sende- und Empfangsgeräte mit entsprechend kompatibler Hardware. Nach dem Empfang können Daten auf Speichermedien aufgezeichnet und bis zum nächsten Vorgang gespeichert werden.

Somit, Informationsprozess kann aus einer Reihe von Datentransformationen und deren Speicherung in einer neuen Form bestehen.
Informationsprozesse werden in der modernen Welt in der Regel auf einem Computer automatisiert. Alles erscheint große Menge Informationssysteme, die Informationsprozesse implementieren und die Bedürfnisse der Informationskonsumenten befriedigen.

Durch das Speichern von Daten in Computerverzeichnissen können Sie Informationen schnell kopieren, auf verschiedenen Medien ablegen und an Benutzer weitergeben verschiedene Formen. Auch die Prozesse der Informationsübertragung über weite Distanzen unterliegen einem Wandel. Die Menschheit bewegt sich allmählich zur Kommunikation über globale Netzwerke.

Behandlung ist der Prozess der Umwandlung von Informationen von einem Typ in einen anderen.

Zur Durchführung der Verarbeitung sind folgende Voraussetzungen erforderlich:

• Ausgangsdaten - Rohstoffe zur Verarbeitung;
• Verarbeitungsumgebung und Werkzeuge;
• Technologie, die die Regeln (Methoden) für die Datentransformation definiert

Der Verarbeitungsprozess endet mit dem Erhalt neuer Informationen (in Form, Inhalt, Bedeutung), die aufgerufen werden resultierend Information.

Der Prozess der Informationsverarbeitung ähnelt dem Prozess der Materialproduktion. Die Herstellung von Gütern erfordert Rohstoffe (Ausgangsstoffe), Umwelt und Produktionsmittel (Werkstatt und Maschinen), Technologie zur Herstellung der Güter.
Alle oben beschriebenen Einzelaspekte des Informationsprozesses sind eng miteinander verbunden.

Bei der Durchführung eines Informationsprozesses auf einem Computer gibt es vier Gruppen von Aktionen mit Daten – Eingabe, Speicherung, Verarbeitung und Ausgabe.

Bei der Verarbeitung werden Daten in einer Softwareumgebung transformiert. Jede Softwareumgebung verfügt über eine Reihe von Tools, mit denen Sie Daten bearbeiten können. Um die Verarbeitung durchführen zu können, müssen Sie die Technologie des Arbeitens in der Umgebung kennen, d.h. Technologie für die Arbeit mit Umgebungstools.

Um die Verarbeitung zu ermöglichen, ist die Eingabe von Daten erforderlich, d.h. vom Benutzer auf den Computer übertragen. Zu diesem Zweck sind verschiedene Eingabegeräte konzipiert.

Um sicherzustellen, dass Daten nicht verloren gehen und wiederverwendet werden können, werden die Daten auf verschiedenen Informationsspeichergeräten aufgezeichnet.

Um die Ergebnisse der Informationsverarbeitung zu sehen, müssen diese angezeigt werden, d.h. werden über verschiedene Ausgabegeräte vom Computer an den Benutzer übertragen.

1.2.6. Kodierung numerischer Informationen

Allgemeine Konzepte

Das Codierungssystem dient dazu, den Namen eines Objekts durch ein Symbol (Code) zu ersetzen, um eine bequeme und effizientere Verarbeitung von Informationen zu gewährleisten.

Codierungssystem- eine Reihe von Regeln zum Codieren von Objekten.

Der Code basiert auf einem Alphabet bestehend aus Buchstaben, Zahlen und anderen Symbolen. Der Code ist gekennzeichnet durch:

• Länge – die Anzahl der Positionen im Code;
• Struktur – die Reihenfolge der Anordnung im Code der Symbole, die zur Angabe eines Klassifizierungsattributs verwendet werden.

Das Verfahren zum Zuweisen einer Codebezeichnung zu einem Objekt wird aufgerufen Codierung.

Einführung in Zahlensysteme

Zahlen können in verschiedenen Zahlensystemen dargestellt werden.

Zum Schreiben von Zahlen können nicht nur Zahlen, sondern auch Buchstaben verwendet werden (zum Beispiel das Schreiben römischer Ziffern - XXI, MCMXCIX). Abhängig von der Art und Weise, wie Zahlen dargestellt werden, werden Zahlensysteme unterteilt in positionell Und nicht positionell.

In einem Positionszahlensystem hängt der quantitative Wert jeder Ziffer einer Zahl von der Stelle (Position oder Ziffer) ab, an der die eine oder andere Ziffer dieser Zahl geschrieben ist. Nummernpositionen werden von 0 von rechts nach links nummeriert. Wenn Sie beispielsweise die Position der Zahl 2 im Dezimalzahlensystem ändern, können Sie Dezimalzahlen unterschiedlicher Größe aufschreiben, zum Beispiel 2 (die Zahl 2 steht an der 0. Stelle und bedeutet zwei Einheiten); 20 (die Zahl 2 steht an erster Stelle und bedeutet zwei Zehner); 2000 (die Zahl 2 steht an dritter Stelle und bedeutet zweitausend); 0,02 usw. Wenn Sie die Position einer Ziffer auf eine benachbarte Ziffer verschieben, erhöht (verringert) ihr Wert um das Zehnfache.

In einem nicht-positionalen Zahlensystem ändern Zahlen ihren quantitativen Wert nicht, wenn sich ihre Position (Position) in einer Zahl ändert. Ein Beispiel für ein nichtpositionelles System ist das römische System, in dem unabhängig vom Standort dasselbe Symbol dieselbe Bedeutung hat (zum Beispiel bedeutet das Symbol X in der Zahl XVX zehn, unabhängig davon, wo es erscheint).

Die Anzahl (p) verschiedener Symbole, die zur Darstellung einer Zahl im Positionszahlensystem verwendet werden, wird aufgerufen Basis Zahlensysteme. Die Werte der Ziffern reichen von 0 bis p-1.

Im dezimalen Zahlensystem p=10 und 10 Ziffern werden verwendet, um eine beliebige Zahl zu schreiben: 0, 1, 2, ... 9.

Für einen Computer erwies sich das binäre Zahlensystem (p=2) als das geeignetste und zuverlässigste, bei dem Ziffernfolgen – 0 und 1 – zur Darstellung von Zahlen verwendet werden. Auch für den Computerbetrieb stellte sich heraus, dass es so war Praktisch ist die Darstellung von Informationen mit zwei weiteren Zahlensystemen:

• oktal (p=8, d. h. jede Zahl wird mit 8 Ziffern dargestellt – 0,1, 2,...7);
• Hexadezimal (p=16, verwendete Zeichen sind Zahlen – 0, 1, 2, ..., 9 und Buchstaben – A, B, C, D, E, F, ersetzt die Zahlen 10, 11, 12, 13, 14, 15 jeweils).

Die Entsprechung der Codes für dezimale, binäre und hexadezimale Zahlensysteme ist in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2. Entsprechung zwischen Codes dezimaler, binärer und hexadezimaler Zahlensysteme

Dezimal	Binär	Hexadezimal

Im Allgemeinen kann jede Zahl N im Positionszahlensystem wie folgt dargestellt werden:

wobei k die Anzahl der Ziffern in einem ganzzahligen Teil der Zahl N ist;

- (k–1)te Ziffer des ganzzahligen Teils der Zahl N, geschrieben im Zahlensystem mit Basis p;

N-te Ziffer des Bruchteils der Zahl N, geschrieben im Zahlensystem mit Basis p;

n – die Anzahl der Ziffern im Bruchteil der Zahl N;

Die maximale Zahl, die in k Ziffern dargestellt werden kann.

Die minimale Zahl, die in n Ziffern dargestellt werden kann.

Mit k Ziffern im ganzzahligen Teil und n Ziffern im Bruchteil können Sie insgesamt verschiedene Zahlen schreiben.

Unter Berücksichtigung dieser Notationen hat das Schreiben der Zahl N in jedem Positionszahlensystem mit Basis p die Form:

Beispiel 8

Wenn p = 10, lautet die Schreibweise der Zahl im Dezimalzahlensystem 2466,675 · 10, wobei k = 4, n = 3.

Wenn p = 2, ist die binär geschriebene Zahl 1011,112, wobei k = 4, n = 2.

Binäre und hexadezimale Zahlensysteme haben die gleichen Eigenschaften wie Dezimalzahlen, nur werden zur Darstellung von Zahlen nicht 10 Ziffern verwendet, sondern nur zwei im ersten Fall und 10 Ziffern und 6 Buchstaben im zweiten Fall. Dementsprechend heißt die Ziffer einer Zahl nicht dezimal, sondern binär oder hexadezimal. Die Grundgesetze der Durchführung arithmetischer Operationen in binären und hexadezimalen Zahlensystemen werden auf die gleiche Weise wie im Dezimalsystem beachtet.

Betrachten Sie zum Vergleich die Darstellung von Zahlen in verschiedenen Zahlensystemen als eine Summe von Termen, bei denen das Gewicht jeder Ziffer berücksichtigt wird.

Beispiel 9

Im dezimalen Zahlensystem

Im binären Zahlensystem

Im hexadezimalen Zahlensystem

Es gibt Regeln für die Umrechnung von Zahlen von einem Zahlensystem in ein anderes.

Formen der Darstellung von Zahlen in einem Computer

Computer verwenden zwei Formen der Darstellung von Binärzahlen:

• natürliche Form oder Festpunktform;
• Normalform oder Gleitkommaform (Punktform).

In natürlicher Form (mit einem festen Punkt) werden alle Zahlen als eine Folge von Ziffern mit einer konstanten Position des Kommas für alle Zahlen dargestellt, wodurch der ganzzahlige Teil vom gebrochenen Teil getrennt wird.

Beispiel 10

Im dezimalen Zahlensystem gibt es 5 Ziffern im ganzzahligen Teil einer Zahl und 5 Ziffern im Bruchteil einer Zahl. In einem solchen Bitraster geschriebene Zahlen haben beispielsweise die Form: +00564.24891; -10304.00674 usw. Die maximale Zahl, die in einem solchen Bitraster dargestellt werden kann, beträgt 99999,99999.

Die Festkommaform der Zahlendarstellung ist die einfachste, hat jedoch einen begrenzten Bereich der Zahlendarstellung. Wenn das Ergebnis der Operation eine Zahl außerhalb des zulässigen Bereichs ist, läuft das Bitgitter über und weitere Berechnungen werden bedeutungslos. Daher wird diese Darstellungsform in modernen Computern meist nur noch für verwendet ganze Zahlen.

Wenn ein Zahlensystem mit Basis p verwendet wird und es k Ziffern im ganzzahligen Teil und n Ziffern im Bruchteil der Zahl gibt, dann wird der Bereich der signifikanten Zahlen N, wenn sie in Festkommaform dargestellt werden, durch die Beziehung bestimmt :

Beispiel 11

Wenn p = 2, k = 10, n = 6, wird der Bereich der signifikanten Zahlen durch die folgende Beziehung bestimmt:

In Normalform (Gleitkomma) Jede Zahl wird als zwei Zahlengruppen dargestellt. Die erste Zahlengruppe wird aufgerufen Mantisse, zweite - in Ordnung, und der Absolutwert der Mantisse muss kleiner als 1 sein und die Reihenfolge muss eine ganze Zahl sein. Im Allgemeinen kann eine Zahl in Gleitkommaform wie folgt dargestellt werden:

wobei M die Mantisse der Zahl (| M | ist< 1);

r – Zahlenreihenfolge (r – ganze Zahl);

p – Basis des Zahlensystems.

Beispiel 12

Die in Beispiel 3 angegebenen Nummern lauten +00564.24891; -10304.00674 wird in Gleitkommaform durch die folgenden Ausdrücke dargestellt:

Die normale Darstellungsform verfügt über einen großen Bereich der Darstellung von Zahlen und ist die wichtigste in modernen Computern. Das Vorzeichen einer Zahl wird als Binärziffer kodiert. In diesem Fall bedeutet Code 0 das „+“-Zeichen, Code 1 bedeutet das „-“-Zeichen.

Verwendet man ein Zahlensystem zur Basis p mit m Stellen in der Mantisse und s Stellen in der Ordnung (ohne Berücksichtigung der Vorzeichenstellen von Ordnung und Mantisse), so wird der Bereich der signifikanten Zahlen N bei Darstellung in Normalform bestimmt durch die Beziehung:

Beispiel 13

Mit p =2, m =10, s =6 wird der Bereich der signifikanten Zahlen ungefähr von bis bestimmt

Formate zur Darstellung von Zahlen in einem Computer

Als Folge wird oft eine Folge mehrerer Bits oder Bytes bezeichnet Feld Daten. Bits in einer Zahl (in einem Wort, in einem Feld usw.) werden von rechts nach links nummeriert, beginnend mit dem 0. Bit.

Der Computer kann Felder konstanter und variabler Länge verarbeiten.

Felder mit konstanter Länge:

Wort – 2 Bytes

Halbwort – 1 Byte

Doppelwort – 4 Bytes

erweitertes Wort – 8 Bytes.

Felder mit variabler Länge kann eine Größe von 0 bis 256 Byte haben, muss aber einer ganzzahligen Anzahl von Bytes entsprechen.

Festkommazahlen liegen meist im Wort- und Halbwortformat vor. Gleitkommazahlen – Doppel- und erweitertes Wortformat.

Beispiel 14

Die Zahl –193 im Dezimalsystem entspricht der Zahl –11000001 im Binärsystem. Lassen Sie uns diese Zahl in zwei Formaten darstellen.

Die natürliche Darstellungsform dieser Zahl (Festkomma) erfordert ein Wort mit einer Kapazität von 2 Bytes. (Tisch 3).

Tisch 3

Nummernschild

Absoluter Wert einer Zahl

Kategorie Nr.

In der Normalform ist die Zahl -19310 in der Dezimalschreibweise -0,193x103 und in der Binärschreibweise ist die gleiche Zahl -0,11000001x21000. Die Mantisse, die die Zahl 193 in Binärform darstellt, hat 8 Positionen. Der Exponent der Zahl ist also 8, also ist die Potenz von 2 8 (10002). Die Zahl 8 wird auch in binärer Form geschrieben. Die normale Darstellungsform dieser Zahl (Gleitkomma) erfordert ein Doppelwort, d.h. 4 Bytes (Tabelle 4).

Tabelle 4

	Nummernschild	Befehl							Mantisse
Kategorie Nr.

Das Vorzeichen der Zahl wird im 31. Bit ganz links geschrieben. Für die Aufzeichnung der Reihenfolge einer Zahl (vom 24. bis zum 30.) werden 7 Bits zugewiesen. Diese Positionen enthalten die Zahl 8 in binärer Form. Zur Aufzeichnung der Mantisse werden 24 Bits zugewiesen (von 0 bis 23). Die Mantisse wird von links nach rechts geschrieben.

Übertragung von jedem Positionssystem auf Dezimalsystem Koppelnavigation

Konvertierung aus einem beliebigen Positionszahlensystem, wie es beispielsweise in einem Computer mit der Basis p = 2 verwendet wird; 8; 16, in das dezimale Zahlensystem erfolgt nach Formel (1).

Beispiel 15

Wandeln Sie eine Binärzahl in das dezimale Zahlensystem um. Wenn wir die entsprechenden Binärziffern der ursprünglichen Zahl in die Umrechnungsformel (1) einsetzen, finden wir:

Beispiel 16

Beispiel 17

Wandeln Sie die Zahl in das Dezimalzahlensystem um.

Bei der Übersetzung wurde berücksichtigt, dass im 16. Zahlensystem der Buchstabe A den Wert 10 ersetzt.

Konvertieren einer Ganzzahl von der Dezimalzahl in ein anderes Positionszahlensystem

Betrachten wir die umgekehrte Übersetzung – vom Dezimalsystem in ein anderes Zahlensystem. Der Einfachheit halber beschränken wir uns auf die Konvertierung nur ganzer Zahlen.

Allgemeine Regel Die Übersetzung lautet wie folgt: Sie müssen die Zahl N durch p teilen. Der resultierende Rest ergibt eine Ziffer in der 1. Ziffer der p-ären Notation der Zahl N. Teilen Sie dann den resultierenden Quotienten erneut durch p und merken Sie sich erneut den resultierenden Rest – dies ist die Ziffer der zweiten Ziffer usw. Diese sequentielle Division wird fortgesetzt, bis der Quotient kleiner als die Basis des Zahlensystems ist – p. Dieser letzte Quotient ist die höchste Ziffer.

Beispiel 18

Wandeln Sie die Dezimalzahl N = 20 (p = 10) in das binäre Zahlensystem (p = 2) um.

Wir handeln nach obiger Regel (Abb. 4). Die erste Division ergibt den Quotienten 10 und den Rest 0. Dies ist die niedrigstwertige Ziffer. Die zweite Division ergibt den Quotienten - 5 und den Rest - 1. Die dritte Division ergibt den Quotienten - 2 und den Rest - 0. Die Division wird fortgesetzt, bis der Quotient Null ist. Der fünfte Quotient ist 0. Der Rest ist 1. Dieser Rest ist die höchstwertige Ziffer der resultierenden Binärzahl. Hier endet die Teilung. Jetzt schreiben wir das Ergebnis auf, beginnend mit dem letzten Quotienten, und schreiben dann alle Reste neu. Als Ergebnis erhalten wir:

Reis. 4. Konvertieren einer Dezimalzahl in eine Binärzahl mithilfe der Divisionsmethode

1.2.7. Textdaten kodieren

Textdaten sind eine Sammlung alphabetischer, numerischer und Sonderzeichen, die auf einem physischen Medium (Papier, Magnetplatte, Bild auf einem Bildschirm) aufgezeichnet sind.

Durch Drücken einer Taste auf der Tastatur wird ein Signal als Binärzahl an den Computer gesendet, der in einer Codetabelle gespeichert wird. Eine Codetabelle ist eine interne Darstellung von Symbolen in einem Computer. Die ASCII-Tabelle (American Standard Code for Informational Interchange) wurde weltweit als Standard übernommen.

Um den Binärcode eines Zeichens zu speichern, werden 1 Byte = 8 Bits zugewiesen. Vorausgesetzt, dass jedes Bit den Wert 1 oder 0 hat, ist die Anzahl der möglichen Kombinationen von Einsen und Nullen gleich. Das bedeutet, dass Sie mit 1 Byte 256 verschiedene Binärcodekombinationen erhalten und diese zur Darstellung von 256 verschiedenen Zeichen verwenden können. Diese Codes bilden die ASCII-Tabelle. Um die Eingaben zu verkürzen und die Verwendung dieser Zeichencodes zu erleichtern, verwendet die Tabelle ein hexadezimales Zahlensystem bestehend aus 16 Zeichen – 10 Ziffern und 6 lateinischen Buchstaben: A, B, C, D, E, F. Bei der Kodierung von Zeichen wird die Zahl verwendet Die erste Spalte wird geschrieben und dann die Zeile, an deren Schnittpunkt sich dieses Symbol befindet.

Die Kodierung jedes Zeichens durch das 1. Byte ist mit der Berechnung der Entropie des Symbolsystems verbunden (siehe Beispiel 6). Bei der Entwicklung eines Zeichenkodierungssystems haben wir berücksichtigt, dass 26 Kleinbuchstaben des lateinischen (englischen) Alphabets und 26 Großbuchstaben, Zahlen von 0 bis 9, Satzzeichen, Sonderzeichen und Rechenzeichen kodiert werden mussten. Dies sind die sogenannten internationalen Symbole. Dies ergibt etwa 128 Zeichen. Weitere 128 Codes sind für die Kodierung der Zeichen des nationalen Alphabets und einiger zusätzlicher Zeichen vorgesehen. Im Russischen gibt es 33 Kleinbuchstaben und 33 Großbuchstaben. Die Gesamtzahl der zu kodierenden Zeichen ist größer oder kleiner. Unter der Annahme, dass alle Symbole mit gleicher Wahrscheinlichkeit auftreten, beträgt die Entropie des Systems 7< H < 8. Поскольку для кодирования используется целое число бит, то 7 бит будет мало. Поэтому для кодирования каждого символа используется по 8 бит. Как было сказано выше, 8 бит позволяют закодировать символов. Это число дало название единице измерения объема данный «байт».

Beispiel 19

Der lateinische Buchstabe S in der ASCII-Tabelle wird durch den Hexadezimalcode 53 dargestellt. Wenn Sie den Buchstaben S auf der Tastatur drücken, wird sein Äquivalent in den Computerspeicher geschrieben – der Binärcode 01010011, den Sie erhalten, indem Sie jede Hexadezimalziffer durch ersetzen sein binäres Äquivalent.

IN in diesem Fall die Zahl 5 wird durch den Code 0101 und die Zahl 3 durch den Code 0011 ersetzt. Wenn der Buchstabe S auf dem Computerbildschirm angezeigt wird, erfolgt die Dekodierung – sein Bild wird mit diesem Binärcode erstellt.

Beachten Sie! Jedes Zeichen in der ASCII-Tabelle wird mit 8 Binärziffern oder 2 Hexadezimalziffern codiert (1 Ziffer wird durch 4 Bits dargestellt).

Die Tabelle (Abb. 5) zeigt die Zeichenkodierung im hexadezimalen Zahlensystem. Die ersten 32 Zeichen sind Steuerzeichen und dienen in erster Linie der Übermittlung von Steuerbefehlen. Sie können je nach Software und Hardware variieren. Die zweite Hälfte der Codetabelle (von 128 bis 255) ist nicht durch den amerikanischen Standard definiert und ist für nationale Zeichen, Pseudografiken und einige andere gedacht mathematische Symbole. Verschiedene Länder verwenden möglicherweise unterschiedliche Versionen der zweiten Hälfte der Codetabelle, um die Buchstaben ihres Alphabets zu kodieren.

Beachten Sie! Zahlen werden in zwei Fällen mit dem ASCII-Standard kodiert – bei der Ein-/Ausgabe und wenn sie im Text erscheinen.

Betrachten Sie zum Vergleich die Zahl 45 für zwei Kodierungsoptionen.

Bei Verwendung im Text benötigt diese Zahl 2 Bytes für ihre Darstellung, weil Jede Ziffer wird durch einen eigenen Code gemäß der ASCII-Tabelle dargestellt (Abb. 4). Im Hexadezimalformat wäre der Code 34 35, im Binärformat wäre er 00110100 00110101, was 2 Bytes erfordern würde.

Reis. 5. ASCII-Codetabelle (Fragment)

1.2.8. Kodierung grafischer Informationen

Farbe am Computer verstehen

Bei grafischen Daten handelt es sich um verschiedene Arten von Grafiken, Diagrammen, Diagrammen, Zeichnungen usw. Jedes grafische Bild kann als eine bestimmte Komposition von Farbflächen dargestellt werden. Farbe bestimmt die Eigenschaft sichtbarer Objekte, die direkt vom Auge wahrgenommen wird.

In der Computerindustrie basiert die Darstellung beliebiger Farben auf drei sogenannten Primärfarben: Blau, Grün, Rot. Zur Bezeichnung wird die Abkürzung RGB (Rot – Grün – Blau) verwendet.

Alle in der Natur vorkommenden Farben können durch Mischen und Variieren der Intensität (Helligkeit) dieser drei Farben erzeugt werden. Eine Mischung aus 100 % jeder Farbe ergibt Weiß. Eine Mischung von 0 % jeder Farbe ergibt Schwarz.

Die Kunst, Farben in einem Computer durch Hinzufügen von drei primären RGB-Farben in unterschiedlichen Anteilen zu reproduzieren, wird als additives Mischen bezeichnet.

Das menschliche Auge kann eine Vielzahl von Farben wahrnehmen. Monitor und Drucker können nur einen begrenzten Teil dieses Bereichs wiedergeben.

Aufgrund der Notwendigkeit, die verschiedenen physikalischen Prozesse der Farbwiedergabe in einem Computer zu beschreiben, wurden verschiedene Farbmodelle entwickelt. Abhängig von den verwendeten Farbmodellen variieren die darstellbaren Farben und die Art und Weise, wie sie dargestellt werden, zwischen Monitoren und Druckern.

Farbmodelle werden mathematisch beschrieben und ermöglichen die Darstellung verschiedener Farbtöne durch Mischen mehrerer Primärfarben.

Farben können auf Ihrem Monitorbildschirm anders aussehen als beim Drucken. Dieser Unterschied ist darauf zurückzuführen, dass beim Drucken andere Farbmodelle als für den Monitor verwendet werden.

Unter den Farbmodellen sind RGB, CMYK, HSB, LAB die bekanntesten.

RGB-Modell

Das RGB-Modell wird als additiv bezeichnet, da mit zunehmender Helligkeit der Komponentenfarben auch die Helligkeit der resultierenden Farbe zunimmt.

Das RGB-Farbmodell wird üblicherweise zur Beschreibung der von Monitoren, Scannern und Farbfiltern angezeigten Farben verwendet. Es wird nicht zur Anzeige des Farbraums auf einem Druckgerät verwendet.

Farbe wird im RGB-Modell als Summe der drei Grundfarben Rot (Rot), Grün (Grün) und Blau (Blau) dargestellt (Abb. 6). RGB ist bei der Wiedergabe von Farben im Bereich von Blau bis Grün gut, bei der Wiedergabe von Gelb- und Orangetönen jedoch etwas schlechter.

Im RGB-Modell wird jede Grundfarbe durch Helligkeit (Intensität) charakterisiert, die 256 diskrete Werte von 0 bis 255 annehmen kann. Daher können Sie Farben in unterschiedlichen Anteilen mischen und dabei die Helligkeit jeder Komponente variieren. So können Sie bekommen

256x256x256 = 16.777.216 Farben.

Jeder Farbe kann ein Code zugeordnet werden, der die Helligkeitswerte der drei Komponenten enthält. Es werden dezimale und hexadezimale Codedarstellungen verwendet.

Reis. 6. Kombinationen der Grundfarben des RGB-Modells

Die Dezimalschreibweise besteht aus drei Dreiergruppen Dezimal Zahlen, durch Kommas getrennt, zum Beispiel 245.155.212. Die erste Zahl entspricht der Helligkeit des Rotanteils, die zweite dem Grünanteil und die dritte dem Blauanteil.

Der Farbcode im Hexadezimalformat ist 0xХХХХХХ. Das Präfix 0x zeigt an, dass es sich um eine Hexadezimalzahl handelt. Dem Präfix folgen sechs hexadezimale Ziffern (0, 1, 2,...,9, A, B, C, D, E, F). Die ersten beiden Ziffern sind eine Hexadezimalzahl, die die Helligkeit der roten Komponente darstellt, das zweite und dritte Paar entsprechen der Helligkeit der grünen und blauen Komponenten.

Beispiel 20

Die maximale Helligkeit der Grundfarben ermöglicht die Darstellung von Weiß. Dies entspricht dem Code 255.255.255 in dezimaler Darstellung und dem Code 0xFFFFFF in hexadezimaler Darstellung.

Die minimale Helligkeit (oder) entspricht Schwarz. Dies entspricht dem Code 0,0,0 in dezimaler Darstellung und dem Code 0x000000 in hexadezimaler Darstellung.

Das Mischen roter, grüner und blauer Farben mit unterschiedlicher, aber gleicher Helligkeit ergibt eine Skala von 256 Grautönen (Abstufungen) – von Schwarz bis Weiß. Graustufenbilder werden auch Graustufenbilder genannt.

Da die Helligkeit jeder Grundkomponente einer Farbe nur 256 ganzzahlige Werte annehmen kann, kann jeder Wert als 8-Bit-Binärzahl (eine Folge von 8 Nullen und Einsen, () also ein Byte) dargestellt werden. Somit ist in Im RGB-Modell erfordern Informationen zu jeder Farbe 3 Bytes (ein Byte für jede Grundfarbe) oder 24 Bit Speicher zum Speichern. Da alle Grautöne durch Mischen von drei Komponenten derselben Helligkeit entstehen, ist nur 1 Byte erforderlich, um sie darzustellen der 256 Grautöne.

CMYK-Modell

Das CMYK-Modell beschreibt das Mischen von Tinten auf einem Druckgerät. Dieses Modell verwendet drei Grundfarben: Cyan (Cyan), Magenta (Magenta) und Gelb (Yellow). Zusätzlich wird schwarze Farbe (black) verwendet (Abb. 7). In Wörtern hervorgehobene Großbuchstaben bilden die Palettenabkürzung.

Reis. 7. Kombinationen der Grundfarben des CMYK-Modells

Jede der drei CMYK-Grundfarben wird durch Subtraktion einer der RGB-Grundfarben von Weiß erhalten. Beispielsweise erhält man Cyan durch Subtraktion von Rot von Weiß und Gelb durch Subtraktion von Blau. Denken Sie daran, dass im RGB-Modell die weiße Farbe als eine Mischung aus Rot, Grün und Blau mit maximaler Helligkeit dargestellt wird. Dann können die Grundfarben des CMYK-Modells mithilfe der Formeln zum Subtrahieren der Grundfarben des RGB-Modells wie folgt dargestellt werden:

Cyan = RGB - R = GB = (0,255,255)

Gelb = RGB - B = RG = (255.255,0)

Magenta = RGB - G = RB = (255,0,255)

Aufgrund der Tatsache, dass CMYK-Grundfarben durch Subtraktion von RGB-Grundfarben von Weiß erhalten werden, werden sie als subtraktiv bezeichnet.

CMYK-Grundfarben sind helle Farben und eignen sich nicht sehr gut für die Reproduktion dunkler Farben. Beim Mischen entsteht in der Praxis also kein reines Schwarz, sondern ein schmutziges Braun. Daher umfasst das CMYK-Farbmodell auch reines Schwarz, das zur Erstellung verwendet wird dunkle Schatten, sowie zum Drucken schwarzer Bildelemente.

Subtraktive CMYK-Farben sind nicht so rein wie additive RGB-Farben.

Nicht alle Farben des CMYK-Modells können im RGB-Modell dargestellt werden und umgekehrt. Quantitativ ist der CMYK-Farbraum kleiner Farbspektrum RGB. Dieser Umstand ist von grundlegender Bedeutung und liegt nicht nur an den physikalischen Eigenschaften des Monitors oder Druckgeräts.

Modell HSB

Das HSB-Modell basiert auf drei Parametern: H – Farbton oder Ton (Hue), S – Sättigung (Saturation) und B – Helligkeit (Brightness). Es ist eine Variante des RGB-Modells und basiert ebenfalls auf der Verwendung von Grundfarben.

Von allen derzeit verwendeten Modellen entspricht dieses Modell am ehesten der Art und Weise, wie das menschliche Auge Farben wahrnimmt. Es ermöglicht Ihnen, Farben auf intuitiv klare Weise zu beschreiben. Wird oft von Künstlern verwendet.

Im HSB-Modell charakterisiert die Sättigung die Reinheit der Farbe. Eine Sättigung von Null entspricht der Farbe Grau und eine maximale Sättigung entspricht der hellsten Version dieser Farbe. Unter Helligkeit versteht man den Grad der Beleuchtung.

Grafisch lässt sich das HSB-Modell als Ring darstellen, entlang dessen sich Farbtöne befinden (Abb. 8).

Reis. 8. Grafische Darstellung des HSB-Modells

Modelllabor

Als Druckgerät kommt das Lab-Modell zum Einsatz. Es ist fortschrittlicher als das CMYK-Modell, dem viele Farbtöne fehlen. Eine grafische Darstellung des Lab-Modells ist in Abb. dargestellt. 9.

Reis. 9. Grafische Darstellung des Lab-Modells

Das Lab-Modell basiert auf drei Parametern: L – Helligkeit (Leuchtkraft) und zwei Farbparametern – a und b. Parameter a enthält Farben von Dunkelgrün über Grau bis hin zu leuchtendem Rosa. Der b-Parameter enthält Farben von Hellblau über Grau bis hin zu leuchtendem Gelb.

Kodierung grafischer Informationen

Grafikbilder werden in Grafikdateiformaten gespeichert.

Bilder sind eine Ansammlung grafischer Elemente (Bildelement) oder kurz Pixel (Pixel). Um ein Bild zu beschreiben, muss eine Möglichkeit zur Beschreibung eines Pixels ermittelt werden.

Eine Pixelfarbbeschreibung ist im Wesentlichen ein Farbcode entsprechend einer bestimmten Farbe Farbmodell. Die Farbe eines Pixels wird durch mehrere Zahlen beschrieben. Diese Nummern werden auch Kanäle genannt. Bei RGB-, CMYK- und Lab-Modellen werden diese Kanäle auch Farbkanäle genannt.

In einem Computer wird die Anzahl der Bits, die jedem Pixel zur Darstellung von Farbinformationen zugewiesen sind, als Farbtiefe oder Bittiefe bezeichnet. Die Farbtiefe bestimmt, wie viele Farben ein Pixel darstellen kann. Je größer die Farbtiefe, desto größer ist die Dateigröße, die die Bildbeschreibung enthält.

Beispiel 21

Wenn die Farbtiefe 1 Bit beträgt, kann ein Pixel nur eine von zwei möglichen Farben darstellen – Weiß oder Schwarz. Bei einer Farbtiefe von 8 Bit beträgt die Anzahl der möglichen Farben 2. Bei einer Farbtiefe von 24 Bit beträgt die Anzahl der Farben mehr als 16 Millionen.

RGB-, CMYK-, Lab- und Graustufenbilder enthalten normalerweise 8 Bit pro Farbkanal. Da RGB und Lab drei Farbkanäle haben, beträgt die Farbtiefe in diesen Modi 8?3 = 24. CMYK hat vier Kanäle und daher beträgt die Farbtiefe 8?4 = 32. In Halbtonbildern gibt es nur einen Kanal, also seine Farbe Die Tiefe beträgt 8 .

Grafikdateiformate

Das Grafikdateiformat hängt mit der Kodierungsmethode des Grafikbildes zusammen.

Derzeit gibt es mehr als zwei Dutzend Grafikdateiformate, zum Beispiel BMP, GIF, TIFF, JPEG, PCX, WMF usw. Es gibt Dateien, die neben statischen Bildern auch Animationsclips und/oder Ton enthalten können, z B. GIF, PNG, AVI, SWF, MPEG, MOV usw. Ein wichtiges Merkmal dieser Dateien ist die Fähigkeit, die darin enthaltenen Daten in komprimierter Form darzustellen.

VMR-Format(Bitmap-Bild - Windows-Gerät Unabhängige Bitmap) – Windows-Format Es wird von allen Grafikeditoren unterstützt, die unter seiner Kontrolle laufen. Wird zum Speichern von Bitmap-Bildern zur Verwendung in Windows verwendet. Kann sowohl indizierte (bis zu 256 Farben) als auch RGB-Farben (16 Millionen Farbtöne) speichern.

GIF-Format(Graphics Interchange Format) – das Grafikaustauschformat verwendet den LZW-Algorithmus zur verlustfreien Informationskomprimierung und ist darauf ausgelegt, Rasterbilder mit nicht mehr als 256 Farben zu speichern.

PNG-Format(Portable Network Graphics) – ein tragbares Grafikformat für das Netzwerk wurde entwickelt, um das GIF-Format zu ersetzen. Mit dem PNG-Format können Sie Bilder mit 24-Bit- oder sogar 48-Bit-Farbtiefe speichern und Maskenkanäle einschließen, um die Verlaufstransparenz zu steuern. Ebenen werden jedoch nicht unterstützt. PNG komprimiert Bilder nicht mit verlustbehafteter Qualität wie JPEG.

JPEG-Format(Joint Photographic Experts Group) – das Format einer gemeinsamen Gruppe von Fotoexperten ist für die kompakte Speicherung von mehrfarbigen Bildern in fotografischer Qualität konzipiert. Dateien in diesem Format haben die Erweiterung jpg, jpe oder jpeg.

Im Gegensatz zu GIF verwendet das JPEG-Format einen verlustbehafteten Komprimierungsalgorithmus, der eine sehr hohe Komprimierungsrate (von eins bis hundertfach) erreicht.

1.2.9. Kodierung von Audioinformationen

Konzept des Klangs

Seit Anfang der 90er Jahre können Personalcomputer mit Audioinformationen arbeiten. Jeder Computer, der über eine Soundkarte, ein Mikrofon und Lautsprecher verfügt, kann Audioinformationen aufzeichnen, speichern und wiedergeben.

Schall ist eine Schallwelle mit sich ständig ändernder Amplitude und Frequenz (Abb. 10).

Reis. 10. Schallwelle

Je größer die Amplitude des Signals, desto lauter ist es für einen Menschen; je größer die Frequenz (T) des Signals, desto höher der Ton. Die Frequenz einer Schallwelle wird in Hertz (Hz, Hz) oder der Anzahl der Schwingungen pro Sekunde ausgedrückt. Das menschliche Ohr nimmt Töne im Bereich (ungefähr) von 20 Hz bis 20 kHz wahr, der als Audiofrequenzbereich bezeichnet wird.

Spezifikationen zur Klangqualität

Tiefe der Audiokodierung- die Anzahl der Bits pro Tonsignal.

Moderne Soundkarten bieten eine Audiokodierungstiefe von 16, 32 oder 64 Bit. Die Anzahl der Stufen (Amplitudenabstufungen) lässt sich mit der Formel berechnen

Signalpegel (Amplitudenabstufungen)

Abtastfrequenz– Dies ist die Anzahl der Signalpegelmessungen pro Sekunde

Eine Messung pro Sekunde entspricht einer Frequenz von 1 Hz

1000 Messungen in 1 Sekunde – 1 kHz

Die Anzahl der Messungen kann im Bereich liegen von 8000 auf 48.000(8 kHz – 48 kHz)

8 kHz entspricht der Rundfunkfrequenz,

48 kHz – Audio-CD-Klangqualität.

Methoden zum Kodieren von Audioinformationen

Damit ein Computer ein kontinuierliches Audiosignal verarbeiten kann, muss es in eine Folge elektrischer Impulse (binäre Einsen und Nullen) umgewandelt werden. Im Gegensatz zu numerischen, textuellen und grafischen Daten hatten Tonaufzeichnungen jedoch nicht die gleiche lange und bewährte Codierungsgeschichte. Daher sind Methoden zur Kodierung von Audioinformationen mithilfe von Binärcode weit von einer Standardisierung entfernt. Viele einzelne Unternehmen haben ihre eigenen Unternehmensstandards entwickelt, aber grundsätzlich lassen sich zwei Hauptbereiche unterscheiden.

FM-Methode (Frequenzmodulation). basiert auf der Tatsache, dass theoretisch jeder komplexe Klang in eine Folge einfacher harmonischer Signale unterschiedlicher Frequenz zerlegt werden kann, von denen jedes eine regelmäßige Sinuskurve darstellt und daher durch numerische Parameter, also einen Code, beschrieben werden kann. In der Natur haben Schallsignale ein kontinuierliches Spektrum, das heißt, sie sind analog. Ihre Zerlegung in harmonische Reihen und Darstellung in Form diskreter digitaler Signale erfolgt durch spezielle Geräte – Analog-Digital-Wandler (ADC). Die umgekehrte Umwandlung zur Wiedergabe numerisch codierter Audiodaten wird von Digital-Analog-Wandlern (DACs) durchgeführt. Der Tonkonvertierungsprozess ist in Abbildung 11 dargestellt.

Reis. 11. Tonkonvertierungsprozess

Bei solchen Konvertierungen sind mit der Kodierungsmethode verbundene Informationsverluste unvermeidlich, so dass die Qualität der Tonaufnahme meist nicht ganz zufriedenstellend ist. Gleichzeitig liefert diese Codierungsmethode einen kompakten Code und fand daher auch in jenen Jahren Anwendung, in denen die Ressourcen knapp waren Computertechnologie waren eindeutig unzureichend.

Wave-Table-Methode Synthese entspricht besser dem aktuellen Stand der Technologieentwicklung. Vereinfacht ausgedrückt können wir sagen, dass irgendwo in vorbereiteten Tabellen Klangbeispiele für viele verschiedene Musikinstrumente gespeichert sind (wenn auch nicht nur für diese). In der Technik werden solche Proben als Samples bezeichnet. Numerische Codes drücken den Instrumententyp, seine Modellnummer, Tonhöhe, Dauer und Intensität des Klangs, die Dynamik seiner Veränderung, einige Parameter der Umgebung, in der der Klang auftritt, sowie andere Parameter aus, die die Eigenschaften des Klangs charakterisieren. Da als Samples „echte“ Klänge verwendet werden, ist die Qualität des durch die Synthese erhaltenen Klangs sehr hoch und nähert sich der Klangqualität echter Musikinstrumente.

Grundlegende Audiodateiformate

MIDI-Format (Musical Instrument Digital Interface).– digitale Schnittstelle von Musikinstrumenten. 1982 von führenden Herstellern elektronischer Musikinstrumente – Yamaha, Roland, Korg, E-mu usw. – gegründet. Ursprünglich sollte die damals akzeptierte Steuerung von Musikinstrumenten über analoge Signale durch eine Steuerung über Informationen ersetzt werden Nachrichten, die über eine digitale Schnittstelle übertragen werden. Anschließend wurde es zum De-facto-Standard im Bereich elektronischer Musikinstrumente und Computersynthesemodule.

WAV-Audiodateiformat, Darstellung eines beliebigen Klangs, wie er ist – in Form einer digitalen Darstellung der ursprünglichen Schallschwingung oder Schallwelle (Welle), weshalb die Technologie zur Erstellung solcher Dateien in manchen Fällen als Wellentechnologie bezeichnet wird. Ermöglicht die Arbeit mit Klängen jeglicher Art, Form und Dauer.

Die grafische Darstellung einer WAV-Datei ist sehr praktisch und wird häufig verwendet Tonredakteure und Sequenzerprogramme für die Arbeit mit ihnen und die anschließende Konvertierung (dies wird im nächsten Kapitel besprochen). Dieses Format wurde von Microsoft entwickelt und ist allesamt Standard Windows-Sounds habe eine WAV-Erweiterung.

MP3-Format. Es handelt sich um eines der digitalen Audiospeicherformate, die von Fraunhofer IIS und THOMPSON (1992) entwickelt und später als Teil der komprimierten Video- und Audiostandards MPEG1 und MPEG2 genehmigt wurden. Dieses Schema ist das komplexeste der MPEG Layer 1/2/3-Familie. Im Vergleich zu anderen erfordert es mehr Computerzeit für die Kodierung und bietet eine höhere Kodierungsqualität. Wird hauptsächlich für die Echtzeit-Audioübertragung über Netzwerkverbindungen und für die CD-Audio-Kodierung verwendet.

1.2.10. Kodierung von Videoinformationen

Prinzipien der Videokodierung

Aus dem Lateinischen übersetzt bedeutet Video „Ich schaue, ich sehe.“ Wenn man von Video spricht, meint man in erster Linie ein bewegtes Bild auf einem Fernsehbildschirm oder Computermonitor.

Die Videokamera wandelt das optische Bild der übertragenen Szene in eine Folge elektrischer Signale um. Diese Signale enthalten Informationen über die Helligkeit und Farbe einzelner Bildbereiche. Zur Aufbewahrung für spätere Wiedergabe können sie in analoger oder digitaler Form auf Magnetband aufgezeichnet werden.

Bei der analogen Aufnahme ähneln Änderungen der Magnetisierung eines Videobandes der Form einer Licht- oder Schallwelle. Analoge Signale sind im Gegensatz zu digitalen zeitlich kontinuierlich.

Digitalsignal ist eine Folge von Codekombinationen elektrischer Impulse.

Digital dargestellte Informationen werden in Bits gemessen. Der Vorgang der Umwandlung eines kontinuierlichen Signals in eine Reihe von Codewörtern wird als Analog-Digital-Umwandlung bezeichnet.

Die Analog-Digital-Signalwandlung erfolgt in drei Stufen. In der Abtastphase (Abb. 12) wird ein kontinuierliches Signal durch eine Folge von Abtastwerten seiner Momentanwerte dargestellt. Diese Messungen werden in regelmäßigen Abständen durchgeführt.

Reis. 12. Diskretisierung

Nächste Stufe– Quantisierung (Abb. 13). Der gesamte Bereich der Signalwerte ist in Stufen unterteilt. Der Wert jedes Samples wird durch den gerundeten Wert der nächsten Quantisierungsstufe, seiner Seriennummer, ersetzt

Reis. 13. Pegelquantisierung

Codierung schließt den Prozess der Digitalisierung des analogen Signals ab (Abb. 14), das nun eine endliche Anzahl von Werten hat. Jeder Wert entspricht der Seriennummer der Quantisierungsstufe. Diese Zahl wird in binären Einheiten ausgedrückt. Innerhalb eines Abtastintervalls wird ein Codewort übertragen.

Reis. 14. Digitale Codierung

Auf diese Weise können digital dargestellte Bildinformationen übertragen werden Festplatte Computer zur anschließenden Verarbeitung und Installation ohne zusätzliche Transformationen.

Computervideo zeichnet sich durch folgende Parameter aus:

Anzahl der Bilder pro Sekunde (15, 24, 25...);

Datenfluss (Kilobyte/s);

Dateiformat (avi, mov...);

Komprimierungsmethode (Microsoft Video für Windows, MPEG, MPEG-I, MPEG-2, Motion JPEG).

Videoinformationsformate

Das AVI-Format ist ein unkomprimiertes Videoformat, das bei der Digitalisierung eines Bildes erstellt wird. Dies ist das ressourcenintensivste Format, gleichzeitig ist der Datenverlust bei der Digitalisierung jedoch minimal. Daher bietet es mehr Möglichkeiten zum Bearbeiten, Anwenden von Effekten und für jede andere Dateiverarbeitung. Allerdings ist zu bedenken, dass eine Sekunde eines digitalen Bildes durchschnittlich 1,5–2 MB Festplattenspeicher belegt.

Das MPEG-Format ist eine Abkürzung für den Namen der ISO-Expertengruppe (Moving Picture Expert Group), die Standards für die Kodierung und Komprimierung von Video- und Audiodaten entwickelt. Heutzutage sind verschiedene Arten von MPEG-Formaten bekannt.

MPEG-1 – zum Aufzeichnen von synchronisiertem Video und Audio auf CD-ROM, unter Berücksichtigung einer maximalen Lesegeschwindigkeit von etwa 1,5 Mbit/s. Die Qualitätsparameter der von MPEG-1 verarbeiteten Videodaten ähneln in vielerlei Hinsicht denen herkömmlicher VHS-Videos. Daher wird dieses Format hauptsächlich dort verwendet, wo die Verwendung standardmäßiger analoger Videomedien unpraktisch oder unpraktisch ist.

MPEG-2 – zur Verarbeitung von Videobildern mit Fernsehqualität und einer Datenübertragungskapazität von 3 bis 15 Mbit/s. Viele Fernsehsender arbeiten mit Technologien, die auf MPEG-2 basieren. ein nach diesem Standard komprimiertes Signal wird über Fernsehsatelliten ausgestrahlt und dient der Archivierung großer Mengen an Videomaterial;

MPEG-3 – zur Verwendung in hochauflösenden Fernsehsystemen (HDTV) mit einer Datenflussrate von 20–40 Mbit/s; aber später wurde es Teil des MPEG-2-Standards und wird nicht mehr separat verwendet;

MPEG-4 – für die Arbeit mit digitaler Darstellung von Mediendaten für drei Bereiche: interaktive Multimedia (einschließlich Produkte, die auf optischen Datenträgern und über das Netzwerk vertrieben werden), grafische Anwendungen (synthetische Inhalte) und digitales Fernsehen

Referenzinformationen zur Darstellung von Zahlen in einem Computer finden Sie in der Tabelle (Tabelle 5).

1.2.11. Tabelle 5. Darstellung numerischer, textueller und grafischer Informationen auf einem Computer

Schlussfolgerungen

Dieses Thema untersucht das Konzept der Information und verschiedene Wege Codierung in einem Computer.

Die Unterschiede zwischen Informationen und Daten werden aufgezeigt. Das Konzept der Informationsadäquanz wird eingeführt und seine Hauptformen vorgestellt: syntaktische, semantische und pragmatische. Für diese Formen werden Maße der quantitativen und qualitativen Bewertung angegeben. Dabei werden die Haupteigenschaften von Informationen berücksichtigt: Repräsentativität, Inhalt, Hinlänglichkeit, Relevanz, Aktualität, Genauigkeit, Zuverlässigkeit, Stabilität. Der Informationsprozess wird als eine Reihe von Hauptphasen der Informationstransformation dargestellt.

Den Codierungsproblemen wird in diesem Thema große Aufmerksamkeit geschenkt. verschiedene Typen Informationen auf dem Computer. Es werden die wichtigsten Formate zur Darstellung von Zahlen-, Text-, Grafik-, Ton- und Videoinformationen auf einem Computer angegeben. Je nach Art der Informationen werden die Besonderheiten der betrachteten Formate angegeben.

Fragen zum Selbsttest

1. Was ist der Unterschied zwischen Informationen und Daten?
2. Was ist Angemessenheit und in welchen Formen äußert sie sich?
3. Welche Informationsmaßnahmen gibt es und wann sollten diese eingesetzt werden?
4. Erklären Sie das syntaktische Maß von Informationen.
5. Erklären Sie das semantische Maß von Informationen.
6. Sprechen Sie über ein pragmatisches Maß an Informationen.
7. Welche Indikatoren für die Informationsqualität gibt es?
8. Was ist ein Informationskodierungssystem?
9. Wie kann man sich den Informationsprozess vorstellen?
10. Was ist ein Kodierungssystem und wie zeichnet es sich aus?
11. Welche Zahlensysteme sind bekannt und was ist ihr Unterschied?
12. Welche Zahlensysteme werden in Computern verwendet?
13. Welches Verhältnis kann zur Darstellung einer Zahl im Positionszahlensystem verwendet werden?
14. Welche Formen der Zahlendarstellung werden in einem Computer verwendet und was ist der Unterschied?
15. Nennen Sie Beispiele für Zahlendarstellungsformate für Festkomma- und Gleitkommaformen.
16. Wie erfolgt die Umrechnung von einem beliebigen Positionszahlensystem in das Dezimalzahlensystem? Nenne Beispiele.
17. Wie wird eine ganze Zahl vom Dezimalsystem in ein anderes Positionszahlensystem umgewandelt? Nenne Beispiele.
18. Wie werden Textinformationen kodiert? Nenne Beispiele.
19. Was ist das Wesentliche beim Codieren? grafische Informationen?
20. Erzählen Sie uns etwas über das RGB-Modell zum Kodieren von Grafikinformationen.
21. Wann wird das CMYK-Grafikkodierungsmodell verwendet? Wie unterscheidet es sich vom RGB-Modell?
22. Welche Formate zur Darstellung grafischer Informationen am Computer und deren Funktionen kennen Sie?
Workshopname Anmerkung

Präsentationen

Präsentationstitel	Anmerkung
Präsentation

Syntaktisches Maß für Informationen

Als syntaktisches Maß Die Informationsmenge stellt die Datenmenge dar.

UM Datenvolumen V d in einer Nachricht wird „in“ anhand der Anzahl der Zeichen (Ziffern) in dieser Nachricht gemessen. Wie bereits erwähnt, ist die Maßeinheit im binären Zahlensystem das Bit. In der Praxis wird neben dieser „kleinsten“ Datenmesseinheit häufig eine größere Einheit verwendet – Byte gleich 8 Bits. Der Einfachheit halber werden Kilo- (10 3), Mega- (10 6), Giga- (10 9) und Tera- (10 12) Byte usw. als Zähler verwendet. Das Volumen von kurzen schriftlichen Nachrichten, dicken Büchern, Musik, Bildern und Softwareprodukten wird in bekannten Bytes gemessen. Es ist klar, dass dieses Maß in keiner Weise charakterisieren kann, was und warum diese Informationseinheiten enthalten. Messen Sie den Roman von L.N. in Kilobyte. „Krieg und Frieden“ von Tolstoi ist beispielsweise nützlich, um zu verstehen, ob es auf den freien Speicherplatz einer Festplatte passt. Dies ist genauso nützlich wie das Messen der Größe eines Buches – seine Höhe, Dicke und Breite – um zu beurteilen, ob es in ein Bücherregal passt, oder wie das Wiegen, um zu sehen, ob eine Aktentasche das Gesamtgewicht tragen kann

Also. Ein syntaktisches Informationsmaß reicht eindeutig nicht aus, um eine Nachricht zu charakterisieren: In unserem Wetterbeispiel enthielt die Nachricht des Freundes im letzten Fall eine Datenmenge ungleich Null, aber nicht die von uns benötigten Informationen. Die Schlussfolgerung über die Nützlichkeit der Informationen ergibt sich aus der Betrachtung des Inhalts der Nachricht. Um den semantischen Inhalt von Informationen zu messen, d.h. Um seine Quantität auf der semantischen Ebene zu ermitteln, führen wir das Konzept des „Thesaurus des Informationsempfängers“ ein.

Ein Thesaurus ist eine Sammlung von Informationen und Verbindungen zwischen diesen, über die der Empfänger der Informationen verfügt. Wir können sagen, dass ein Thesaurus das gesammelte Wissen des Empfängers ist.

In einem sehr einfachen Fall, wenn der Empfänger ist technisches Gerät - Persönlicher Computer Der Thesaurus wird durch die „Waffen“ eines Computers gebildet – die darin eingebetteten Programme und Geräte, die es ihm ermöglichen, zu empfangen, zu verarbeiten und zu präsentieren Textnachrichten in verschiedenen Sprachen, mit unterschiedlichen Alphabeten, Schriftarten sowie Audio- und Videoinformationen von lokalen oder weltweites Netzwerk. Wenn Ihr Computer nicht über eine Netzwerkkarte verfügt, können Sie nicht erwarten, dass er Nachrichten von anderen Netzwerkbenutzern in irgendeiner Form empfängt. Da es keine Treiber mit russischen Schriftarten gibt, können Sie nicht mit Nachrichten in russischer Sprache usw. arbeiten.

Wenn der Empfänger eine Person ist, ist sein Thesaurus auch eine Art intellektuelle Waffe einer Person, ein Arsenal seines Wissens. Es bildet auch eine Art Filter für eingehende Nachrichten. Die empfangene Nachricht wird unter Nutzung des vorhandenen Wissens verarbeitet, um Informationen zu erhalten. Wenn der Thesaurus sehr umfangreich ist, ist das Wissensarsenal tiefgreifend und vielfältig; er ermöglicht es Ihnen, Informationen aus fast jeder Nachricht zu extrahieren. Ein kleiner Thesaurus mit wenig Wissen kann ein Hindernis für das Verständnis von Botschaften sein, die einer besseren Vorbereitung bedürfen.

Beachten wir jedoch, dass das Verstehen der Botschaft allein nicht ausreicht, um die Entscheidungsfindung zu beeinflussen – sie muss die dafür notwendigen Informationen enthalten, die nicht in unserem Thesaurus enthalten sind und die wir in ihn aufnehmen möchten. Was das Wetter angeht, verfügte unser Thesaurus nicht über die neuesten, „aktuellen“ Wetterinformationen für das Universitätsgebiet. Wenn eine Nachricht, die wir erhalten, unseren Thesaurus ändert, kann sich auch unsere Wahl der Lösung ändern. Diese Änderung im Thesaurus dient als semantisches Maß für die Informationsmenge und als einzigartiges Maß für den Nutzen der empfangenen Nachricht.

Formal die Menge semantischer Informationen Ist, später in den Thesaurus aufgenommen wird, wird durch das Verhältnis des Thesaurus S des Empfängers bestimmt ich, und der Inhalt der in der Nachricht übermittelten Informationen „an“ S. Eine grafische Darstellung dieser Abhängigkeit ist in Abb. 1 dargestellt.

Betrachten wir Fälle, in denen die Menge an semantischen Informationen groß ist Ist gleich oder nahe Null:

Bei S ich= 0 der Empfänger nimmt die eingehenden Informationen nicht wahr;

Bei 0< Sich< S 0 получатель воспринимает, но не понимает поступившую в сообщении информацию;

Bei S ich-» ∞Der Empfänger verfügt über umfassende Kenntnisse und die eingehenden Informationen können seinen Thesaurus nicht auffüllen.

Reis. Abhängigkeit der Menge semantischer Informationen vom Thesaurus des Empfängers

Mit Thesaurus S ich> S 0 Menge semantischer Informationen Ist, erhalten aus einer angehängten Nachricht β Information Swächst zunächst schnell mit dem Wachstum des eigenen Thesaurus des Empfängers und dann - ab einem bestimmten Wert S i - sinkt . Der Rückgang der für den Empfänger nützlichen Informationsmenge ist darauf zurückzuführen, dass die Wissensbasis des Empfängers recht solide geworden ist und es immer schwieriger wird, ihn mit etwas Neuem zu überraschen.

Dies lässt sich am Beispiel von Studierenden der Wirtschaftsinformatik veranschaulichen, die Materialien von Websites zum Thema Unternehmens-IP lesen . Am Anfang, wenn man sich erste Kenntnisse über Informationssysteme aneignet, bringt das Lesen wenig – viele unverständliche Begriffe, Abkürzungen, selbst die Überschriften sind nicht ganz klar. Die Beharrlichkeit beim Lesen von Büchern, dem Besuch von Vorlesungen und Seminaren und der Kommunikation mit Fachleuten trägt dazu bei, den Thesaurus aufzufüllen. Mit der Zeit macht das Lesen von Site-Materialien Spaß und ist nützlich, und am Ende Ihrer beruflichen Laufbahn – nachdem Sie viele Artikel und Bücher geschrieben haben – wird es viel seltener vorkommen, neue nützliche Informationen von einer beliebten Site zu erhalten.

Wir können darüber sprechen, was für die gegebenen Informationen optimal ist. S der Thesaurus des Empfängers, in dem er die maximalen Informationen erhält, sowie die optimalen Informationen in der Nachricht „in“ für diesen Thesaurus Sj. Wenn in unserem Beispiel der Empfänger ein Computer ist, bedeutet ein optimaler Thesaurus, dass seine Hardware und installierte Software alle in der Nachricht „to“ enthaltenen Symbole, die die Bedeutung der Informationen vermitteln, wahrnimmt und für den Benutzer richtig interpretiert S. Wenn die Nachricht Zeichen enthält, die nicht dem Inhalt des Thesaurus entsprechen, gehen einige Informationen und der Wert verloren Ist wird abnehmen.

Wenn wir andererseits wissen, dass der Empfänger nicht in der Lage ist, Texte auf Russisch zu empfangen (sein Computer verfügt nicht über diese Möglichkeit). notwendige Treiber), und weder er noch wir haben die Fremdsprachen studiert, in denen unsere Nachricht gesendet werden kann, können wir zur Übermittlung der notwendigen Informationen auf Transliteration zurückgreifen – das Schreiben russischer Texte mit Buchstaben eines fremden Alphabets, das der Computer des Empfängers gut versteht . Auf diese Weise gleichen wir unsere Informationen mit dem Computer-Thesaurus ab, der dem Empfänger zur Verfügung steht. Die Nachricht wird hässlich aussehen, aber der Empfänger kann alle notwendigen Informationen lesen.

Somit ist die maximale Menge an semantischen Informationen aus einer Nachricht β der Empfänger erwirbt, indem er sich auf seinen semantischen Inhalt einigt Sc Thesaurus Si,(bei Si = Sj opt). Informationen aus derselben Nachricht können für einen kompetenten Benutzer einen sinnvollen Inhalt haben, für einen inkompetenten Benutzer jedoch bedeutungslos sein. Die Menge der semantischen Informationen in einer vom Benutzer empfangenen Nachricht ist eine individuelle, personalisierte Größe – im Gegensatz zu syntaktischen Informationen. Semantische Informationen werden jedoch auf die gleiche Weise wie syntaktische Informationen gemessen – in Bits und Bytes.

Ein relatives Maß für die Menge semantischer Informationen ist der Inhaltskoeffizient C, der als Verhältnis der Menge semantischer Informationen zu ihrem Datenvolumen definiert ist Vd, in der Nachricht enthalten β:

C = Is / Vd

Vorlesung 2 zum Fachgebiet „Informatik und IKT“

Methode zur quantitativen Bewertung von Informationen: statistisch, semantisch, pragmatisch und strukturell

Um die Informationsmenge gemäß den oben genannten Aspekten zu bewerten und zu messen, werden verschiedene Ansätze verwendet. Darunter sind statistische, semantische, pragmatische und strukturelle. Historisch gesehen hat der statistische Ansatz die größte Entwicklung erfahren.

Entsprechend statistischer Ansatz Das Konzept der „Informationsmenge“ wurde als Maß für die Unsicherheit des Systemzustands eingeführt und beim Empfang von Informationen entfernt. Die quantitativ ausgedrückte Unsicherheit eines Zustands wird als „Entropie“ bezeichnet. Bei der Informationsbeschaffung nimmt die Unsicherheit ab, d.h. Entropie, Systeme. Je mehr Informationen der Beobachter erhält, desto mehr Unsicherheit wird offensichtlich beseitigt und die Entropie des Systems nimmt ab, d. h. Die Entropie eines Systems kann als Maß für fehlende Informationen betrachtet werden. Wenn die Entropie Null ist, hat das System volle Information, und für den Betrachter erscheint es völlig geordnet. Somit ist die Informationsbeschaffung mit einer Veränderung des Grades der Unwissenheit des Empfängers über den Zustand dieses Systems verbunden.

Es ist zu beachten, dass die statistische Methode zur Bestimmung der Informationsmenge die semantischen und pragmatischen Aspekte von Informationen praktisch nicht berücksichtigt.

Semantischer Ansatz Die Bestimmung der Informationsmenge ist am schwierigsten zu formalisieren und noch nicht endgültig festgelegt.

Die größte Anerkennung für die Messung des semantischen Inhalts von Informationen hat das Thesaurusmaß erhalten. Um Informationen zu verstehen und zu nutzen, muss der Empfänger über ein gewisses Maß an Wissen verfügen.

Wenn der individuelle Thesaurus (S n) des Verbrauchers sein Wissen über ein bestimmtes Thema widerspiegelt, kann die Menge der in einer bestimmten Nachricht enthaltenen semantischen Informationen (I c) anhand des Ausmaßes der unter diesem Einfluss eingetretenen Veränderung dieses Thesaurus beurteilt werden Nachricht. Offensichtlich hängt die Informationsmenge (I s) nichtlinear vom Zustand des individuellen Thesaurus des Benutzers ab, und obwohl der semantische Inhalt der Nachricht konstant ist, erhalten Benutzer mit unterschiedlichen Thesauri eine ungleiche Informationsmenge. Liegt beispielsweise der individuelle Thesaurus des Informationsempfängers nahe bei Null (S n = 0), dann ist in diesem Fall die empfangene Informationsmenge Null (I c = 0). Wenn man beispielsweise eine Nachricht in einer unbekannten Fremdsprache anhört, ist es ohne Kenntnis der Sprache unmöglich, daraus Informationen zu extrahieren.

Die Menge an semantischen Informationen (I s) in einer Nachricht ist auch dann gleich Null, wenn der Benutzer der Informationen absolut alles über das Thema weiß, d. h. sein Thesaurus (S n) und seine Botschaft geben ihm nichts Neues.

Pragmatischer Ansatz bestimmt die Informationsmenge als Maß, das zur Zielerreichung beiträgt. Dieser Ansatz betrachtet die Informationsmenge als einen Zuwachs der Wahrscheinlichkeit, ein Ziel zu erreichen.

Bei der Beurteilung der Informationsmenge in semantischen und pragmatischen Aspekten ist die Zeitabhängigkeit von Informationen zu berücksichtigen (da Informationen, insbesondere in Managementsystemen von Wirtschaftsobjekten, dazu neigen, zu altern, d. h. ihr Wert nimmt mit der Zeit ab).

Struktureller Ansatz ist mit Problemen beim Speichern, Reorganisieren und Abrufen von Informationen verbunden und wird mit zunehmender Menge der angesammelten Informationen immer wichtiger.

Der strukturelle Ansatz abstrahiert von der Subjektivität und dem relativen Wert von Informationen und berücksichtigt die logischen und physischen Strukturen der Informationsorganisation.

Struktur von Sozial- und Arbeitsinformationen: Indikatoren, Details und Dokumente

160 des Übereinkommens „Über Arbeitsstatistiken“ der Internationalen Arbeitsorganisation (ILO) und 170 der ILO-Empfehlung „Über Arbeitsstatistiken“ /1985/ definieren die Hauptrichtungen für die Sammlung und Analyse von Sozial- und Arbeitsinformationen auf makroökonomischer Ebene:

Erwerbsbevölkerung, Beschäftigung, Arbeitslosigkeit und Unterbeschäftigung;

Löhne und Arbeitszeiten;

Preisindizes für Konsumgüter;

Arbeitskosten;

Haushaltsausgaben und -einkommen;

Arbeitsunfälle und Berufskrankheiten;

Arbeitskonflikte;

Arbeitsproduktivität

Index- ein verallgemeinerndes Merkmal eines heiligen Objekts oder Prozesses. Der Indikator fungiert als methodisches Werkzeug, das die Möglichkeit bietet, theoretische Aussagen anhand empirischer Daten zu testen.

1) Qualitäten Aufzeichnen des Vorhandenseins oder Fehlens einer Definition. Heilige
2) Menge. Festlegung des Ausdrucksgrades, der Entwicklung und bestimmter Eigenschaften

Arbeitsindikatoren die zur Berechnung des Arbeitsaufwands verwendet werden und pro Zeiteinheit ausgedrückt werden. Mit ihrer Hilfe werden berechnet: PT, Gehalt etc.

Sozial Indikatoren Qualität oder Mengenmerkmale einzelner Eigenschaften und Zustände sozialer Objekte und Prozesse, spiegelt Merkmale in Statistik und Dynamik wider

Ticket Nummer 2

Ticketnummer 3

Informationsmodelle: beschreibend und formal

Beschreibende Informationsmodelle- Dies sind Modelle, die in natürlicher Sprache (d. h. in jeder Kommunikationssprache zwischen Menschen: Englisch, Russisch, Chinesisch, Maltesisch usw.) in mündlicher oder schriftlicher Form erstellt wurden.

Formale Informationsmodelle- Hierbei handelt es sich um Modelle, die in einer formalen Sprache erstellt wurden (d. h. wissenschaftlich, professionell oder spezialisiert). Beispiele für formale Modelle: alle Arten von Formeln, Tabellen, Grafiken, Karten, Diagrammen usw.

Chromatische (Informations-)Modelle- Dies sind Modelle, die in der natürlichen Sprache der Semantik von Farbkonzepten und ihren ontologischen Prädikaten erstellt wurden (d. h. in der Sprache der Bedeutungen und Bedeutungen von Farbkanons, die in der Weltkultur repräsentativ reproduziert werden). Beispiele für chromatische Modelle: „atomares“ Modell der Intelligenz (AMI), interkonfessionelle Immanenz der Religionen (MIR), Modell der axiologisch-sozialen Semantik (MASS) usw., erstellt auf der Grundlage der Theorie und Methodik des Chromatismus.

Arten von Informationsmodellen

Tabellarisch– Objekte und ihre Eigenschaften werden in Form einer Liste dargestellt und ihre Werte werden in rechteckigen Zellen platziert. Die Liste der Objekte desselben Typs wird in der ersten Spalte (oder Zeile) platziert und die Werte ihrer Eigenschaften werden in den folgenden Spalten (oder Zeilen) platziert.

Hierarchisch– Objekte werden über Ebenen verteilt. Jedes Element auf hoher Ebene besteht aus Elementen auf niedrigerer Ebene, und ein Element auf niedrigerer Ebene kann nur Teil eines Elements auf höherer Ebene sein.

Netzwerk– wird verwendet, um Systeme darzustellen, in denen die Verbindungen zwischen Elementen eine komplexe Struktur aufweisen.

Ticketnummer 4. Aufgaben und Funktionen von Informationssystemen. Typologie von Informationssystemen nach Umfang, Umfang, Art der zu lösenden Aufgaben, Umfang der ausgeführten Funktionen, Grad ihrer Automatisierung, Art der Informationen usw.

Informationssystem ist ein miteinander verbundener Satz von Mitteln, Methoden und Personal, der zur Speicherung, Verarbeitung und Ausgabe von Informationen verwendet wird, um Managementziele zu erreichen.

ü Zweck des Betriebs– Erfüllung spezifischer Informationsbedürfnisse innerhalb eines bestimmten Themenbereichs

ü Das Ergebnis des Funktionierens– Informationsprodukte – Dokumente, Informationsfelder, Datenbanken und Informationsdienste

Ticketnummer 5

Technologische Unterstützung automatisierter Steuerungssysteme: (Bereitstellung informationstechnologischer Subsysteme) informativ, sprachlich, technisch, softwaretechnisch, mathematisch, organisatorisch und ergonomisch. Rechtsbeistand.

Technologische Unterstützung- EDV (Elektronische Datenverarbeitung) ist eine Reihe von Methoden und Mitteln zum Sammeln, Speichern, Übertragen, Verarbeiten und Schützen von Informationen auf der Grundlage von Computertechnologie und Kommunikation.

Ticketnummer 6

Zweck und Arten von Arbeitsplätzen

Der Einsatz eines automatisierten Arbeitsplatzes in einem modernen Büro macht die Arbeit eines Spezialisten so einfach wie möglich und spart Zeit und Mühe, die bisher für routinemäßige Datenerfassungsvorgänge und komplexe Berechnungen aufgewendet wurden, für kreative, wissenschaftlich fundierte Lösungsaktivitäten berufliche Aufgaben. Ziel der Umsetzung ist die Verbesserung folgender Indikatoren:

Arbeitsautomatisierung, Einsatz arbeitssparender Technologien (z. B. Einsatz von Computern); Erhöhung der Produktionssicherheit (bei Einsatz in der Industrie); schnellere Annahme von Managemententscheidungen; Arbeitnehmermobilität; Steigerung der Arbeitsproduktivität

Um den automatisierten Arbeitsplatz zu charakterisieren, können wir unterscheiden Hauptkomponenten der Informationstechnologie, es umsetzen. Dazu gehören:1. technischer und Hardware-Support (Computer, Drucker, Scanner, Registrierkassen und andere Zusatzgeräte);2. Anwendungssoftware und Betriebssysteme (OS);3. Informationsunterstützung(Standards für Dokumente und einheitliche Formulare, Standards für die Darstellung von Indikatoren, Klassifikatoren und Referenzinformationen);4. Netzwerk- und Kommunikationsgeräte (lokale und Unternehmensnetzwerke, E-Mail).

Die Eigenschaften dieser Komponenten bestimmen den Grad des automatisierten Arbeitsplatzes, seinen Zweck und seine Funktionen. Die Arbeitsplätze sind so gestaltet, dass sie die Voraussetzungen für komfortables, leistungsstarkes und qualitativ hochwertiges Arbeiten einer Fachkraft bieten und diese erfüllen müssen die folgenden Anforderungen:

Die Benutzeroberfläche sollte einfach, bequem und auch für einen ungeübten Benutzer zugänglich sein. Es sollte ein System von Hinweisen enthalten, vorzugsweise in Demonstrationsform (Video, Ton, Animation);

Es ist notwendig, die Sicherheit des Fachmanns und die Erfüllung aller ergonomischen Anforderungen (Komfort, Farb- und Klangumfang entsprechend der besten Wahrnehmung, bequeme Lage der Informationen und Zugänglichkeit aller für die Arbeit notwendigen Werkzeuge, ein einheitlicher Arbeitsstil, usw.);

Der Workstation-Benutzer muss alle Aktionen ausführen, ohne das System zu verlassen, daher ist es erforderlich, dass er mit allen erforderlichen Vorgängen ausgestattet ist;

Die Sicherstellung eines unterbrechungsfreien Betriebs des automatisierten Arbeitsplatzes soll dem Benutzer die rechtzeitige Erledigung der Aufgaben gemäß dem Arbeitsplan gewährleisten. Produktionsstörungen sind inakzeptabel;

Eine rationelle Organisation der Arbeit eines Spezialisten schafft komfortable Arbeitsbedingungen und erhöht die Produktivität des Spezialisten.

Arbeitsplatzsoftware muss mit anderen Systemen und Informationstechnologien kompatibel sein, daher sind Technologien, die mehrere Arbeitsplätze kombinieren, am wertvollsten.

Ticketnummer 7

Ticketnummer 8

Ticketnummer 9

CL3Entwicklung

Am 13. Januar 1988 fand in New York eine Pressekonferenz zur Bekanntgabe der Gewerkschaft statt. Ashton-Tate und Microsoft ein neues Produkt namens Ashton-Tate/Microsoft zu entwickeln SQL Server. Am selben Tag wurde eine gemeinsame Pressemitteilung herausgegeben, in der ein neues Produkt angekündigt wurde, das auf Sybase-Entwicklungen basiert. Was die Rolle der Unternehmen bei der Entwicklung und Förderung des Produkts betrifft, heißt es in der Pressemitteilung Ashton-Tate sollte für die Überwachung der Entwicklung im Bereich Datenbanken verantwortlich sein (und auch eigene Entwicklungen in diesem Bereich bereitstellen) und Microsoft Eine ähnliche Rolle wurde im Bereich der Technologie zugewiesen, in dem gearbeitet werden soll lokale Netzwerke. Sobald SQL Server veröffentlicht wurde, lizenzierte Ashton-Tate das Produkt von Microsoft und kümmerte sich um den weltweiten Einzelhandelsverkauf, wobei Microsoft das Produkt an Hardware-OEMs lieferte.

Ausfahrt

29. April 1989 Jahr begann der offizielle Verkauf von Ashton-Tate/ Microsoft SQL Server 1.0. Mitglieder des SQL Server-Teams trugen T-Shirts mit dem Slogan „Ashton-Tate SQL Server: pünktlich fertig und stolz darauf“(Englisch) Ashton-Tate SQL Server: Pünktlich und stolz darauf) .

Die Fachpresse äußerte sich durchaus positiv über das neue Produkt, allerdings waren die Verkaufszahlen sehr gering.

Bis 1990 hatte sich die Situation nicht verbessert. Pläne, das Produkt gemeinsam zu bewerben, wodurch SQL Server einen Platz in der großen Community der dBASE-Entwickler erlangen sollte, scheiterten. Dies hatte zur Folge, dass Ashton-Tate, das zwei Jahre zuvor noch eine führende Position im Heimdatenbankmarkt innehatte, nun um seine Existenz kämpfen musste, was wiederum dazu zwang, wieder auf sein Hauptprodukt dBASE umzusteigen. Microsoft hat inzwischen den OS/2 LAN Manager unter seiner eigenen Marke auf den Markt gebracht. All dies führte zu der Entscheidung, die gemeinsame Förderung von SQL Server einzustellen dieses Produkt wurde leicht verändert und als Microsoft SQL Server vorgestellt.

SQL Server 1.11 (1991)

Im Jahr 1991 veröffentlichte Microsoft eine Zwischenversion – SQL Server 1.11. Diese Veröffentlichung war darauf zurückzuführen, dass sich die Liste der Benutzer zu diesem Zeitpunkt bereits erheblich erweitert hatte. Obwohl die Client-Server-Architektur noch nicht weit verbreitet war, wechselten die Kunden nach und nach dazu. Doch trotz positiver Kritik aus der Fachpresse ließen die Verkäufe von SQL Server noch zu wünschen übrig. (Diagramm auf der Folie)

DC5 Veröffentlichungsverlauf auf Folie.

Ticketnummer 10

Funktionalität

Microsoft SQL Server verwendet als Abfragesprache eine Version von SQL namens Transact-SQL (kurz T-SQL), bei der es sich um eine Implementierung von SQL-92 (dem ISO-Standard für SQL) mit mehreren Erweiterungen handelt. T-SQL ermöglicht zusätzliche Syntax für gespeicherte Prozeduren und bietet Unterstützung für Transaktionen (Interaktion zwischen der Datenbank und der Hostanwendung). Microsoft SQL Server und Sybase ASE verwenden für die Kommunikation mit dem Netzwerk ein Anwendungsschichtprotokoll namens Tabular Data Stream (TDS). Das TDS-Protokoll wurde auch im FreeTDS-Projekt implementiert, um es bereitzustellen verschiedene Anwendungen Fähigkeit, mit Datenbanken zu interagieren Microsoft-Daten SQL Server und Sybase.

Microsoft SQL Server unterstützt außerdem Open Database Connectivity (ODBC), eine Schnittstelle für Anwendungen zur Interaktion mit dem DBMS. SQL Server 2005 bietet die Möglichkeit, Benutzer über Webdienste zu verbinden, die das SOAP-Protokoll verwenden. Dadurch können Nicht-Windows-Clientprogramme plattformübergreifend eine Verbindung zu SQL Server herstellen. Microsoft hat außerdem einen zertifizierten JDBC-Treiber veröffentlicht, der Java-basierten Anwendungen (wie BEA und IBM WebSphere) die Verbindung mit Microsoft SQL Server 2000 und 2005 ermöglicht.

SQL Server unterstützt Datenbankspiegelung und Clustering. Ein SQL Server-Cluster ist eine Sammlung identisch konfigurierter Server. Dieses Schema trägt dazu bei, die Arbeitslast auf mehrere Server zu verteilen. Alle Server haben einen virtuellen Namen und die Daten werden während des Arbeitszyklus auf die IP-Adressen der Cluster-Maschinen verteilt. Auch im Falle eines Ausfalls oder Ausfalls auf einem der Server im Cluster ist eine automatische Lastübertragung auf einen anderen Server möglich.

SQL Server unterstützt Datenredundanz in drei Szenarien:

Snapshot: Ein Snapshot der Datenbank wird erstellt und vom Server an die Empfänger gesendet.

Änderungshistorie: Alle Datenbankänderungen werden kontinuierlich an die Benutzer übermittelt.

Synchronisierung mit anderen Servern: Datenbanken mehrerer Server werden miteinander synchronisiert. Änderungen an allen Datenbanken erfolgen unabhängig voneinander auf jedem Server und bei der Synchronisierung werden die Daten abgeglichen. Dieser Typ Die Duplizierung bietet die Möglichkeit, Widersprüche zwischen Datenbanken aufzulösen.

Editionen von MS SQL Server 2000

Es gab zwei Arten von SQLServer, die in verschiedenen Editionen verfügbar waren:

· 2000 – SQL Server 2000 32-Bit, Codename Shiloh (Version 8.0);

· 2003 – SQL Server 2000 64-Bit, Codename Liberty.

SQLServer 2000 ist je nach Bedarf in verschiedenen Editionen erhältlich. unterschiedliche Anforderungen Kunden (Organisationen und Einzelpersonen) in Bezug auf Leistung, Ausführungsumgebung und Kosten.

Enterprise Edition. Diese Edition ist die Vollversion von SQLServer, die Organisationen am häufigsten angeboten wird. EnterpriseEdition verfügt über erweiterte Skalierbarkeits- und Zuverlässigkeitsfunktionen, die zur Lösung geschäftskritischer Online-Geschäfts- und Internetanwendungen erforderlich sind, einschließlich verteilter partitionierter Ansichten, Protokollportierung und erweiterter Clustering-Funktionen. Diese Edition nutzt außerdem die fortschrittlichste Hardware voll aus und unterstützt bis zu 32 Prozessoren und 64 GB RAM. Darüber hinaus enthält SQLServer 2000 EnterpriseEdition zusätzliche Analysefunktionen.

Standard Edition. Diese Option ist für mittlere und kleine Unternehmen erschwinglich, die nicht die komplexen Skalierbarkeits- und Verfügbarkeitsfunktionen und den vollständigen Satz an Analysefunktionen benötigen, die in SQLServer 2000 EnterpriseEdition zu finden sind. StandardEdition wird in symmetrischen Multiprozessorsystemen mit bis zu 4 Prozessoren und bis zu 2 GB RAM eingesetzt.

Persönliche Ausgabe. Diese Edition umfasst alle Verwaltungstools und die meisten Funktionen der StandardEdition, ist jedoch für den persönlichen Gebrauch optimiert. PersonalEdition läuft nicht nur unter den Server-Betriebssystemen von Microsoft, sondern auch unter deren persönlichen Editionen, zu denen Windows 2000 Professional, WindowsNTWorkstation 4.0 und Windows 98 gehören. Dual-Prozessor-Systeme werden unterstützt. Während diese Edition Datenbanken jeder Größe unterstützt, ist ihre Leistung für Einzelbenutzer und kleine Arbeitsgruppen optimiert, wodurch die Arbeitsbelastung reduziert wird, die mit mehr als fünf gleichzeitigen Benutzern einhergeht.

Entwickler-Ausgabe. Mit dieser Variante von SQLServer können Entwickler jede Art von Anwendung erstellen, die in Verbindung mit SQLServer ausgeführt wird. Diese Edition umfasst alle Funktionen der EnterpriseEdition, verfügt jedoch über eine spezielle Endbenutzer-Lizenzvereinbarung (EULA), die Entwicklung und Tests ermöglicht, die Bereitstellung für Produktionszwecke jedoch verbietet.

DesktopEngine (MSDE). Diese Edition umfasst die Kernfunktionalität der SQLServer 2000-Datenbank-Engine, jedoch nicht die Benutzeroberfläche, Verwaltungstools, Analysefunktionen, Rollup-Replikationsunterstützung, Clientzugriffslizenzen, Entwicklerbibliotheken oder Online-Dokumentation. Auch hier sind die Größe der Datenbank und der Arbeitsaufwand bei der Arbeit mit Benutzern begrenzt. Die DesktopEngine-Edition benötigt im Vergleich zu anderen Editionen von SQLServer 2000 die geringste Menge an Ressourcen und eignet sich daher ideal für die Implementierung eines eigenständigen Data Warehouse.

WindowsCEEdition. Diese Edition ist die Version von SQLServer 2000 für Geräte, auf denen WindowsCE ausgeführt wird. Es ist softwarekompatibel mit anderen Editionen von SQLServer 2000 und ermöglicht es Entwicklern, ihre vorhandenen Fähigkeiten und Anwendungen zu nutzen, um die Funktionalität des relationalen Data Warehouse mit Lösungen zu erweitern, die auf neuen Geräteklassen laufen.

SQL Server 2000-Funktionen

MicrosoftSQL Server 2000 umfasst eine Reihe von Funktionen, die die Installation, Bereitstellung und den Betrieb vereinfachen und Skalierbarkeit, Data Warehousing und Systemintegration mit anderer Serversoftware unterstützen.

Es enthält viele Tools und Funktionen, die die Installation, Bereitstellung, Verwaltung und Nutzung von Datenbanken vereinfachen. SQL Server 2000 bietet Datenbankadministratoren einen vollständigen Satz an Tools, die zur Feinabstimmung von SQL Server 2000 in industriellen Online-Systemen erforderlich sind. SQL Server 2000 läuft auch auf kleinen Einzelbenutzersystemen effizient und mit minimalem Verwaltungsaufwand.

Die Installation oder Aktualisierung erfolgt unter der Kontrolle der Anwendung mit grafische Oberfläche(GUI-Anwendung), die den Benutzer durch die Eingabe der für den Installer erforderlichen Informationen führt. Das Setup erkennt automatisch, ob Sie über eine frühere Version von SQL Server verfügen. Nachdem die Installation von SQL Server 2000 abgeschlossen ist, wird der Benutzer gefragt, ob er oder sie den Upgrade-Assistenten für SQL Server 2000 ausführen möchte, der Sie schnell durch den Upgrade-Prozess führt. Somit ist der gesamte Installations- bzw. Updatevorgang schnell abgeschlossen, wobei der Benutzer nur ein Minimum an Informationen eingeben muss.

SQL Server 2000 ändert seine Konfiguration während der Ausführung automatisch und dynamisch. Wenn die Anzahl der mit SQL Server 2000 verbundenen Benutzer wächst, können benötigte Ressourcen, z. B. Speicher, dynamisch zugewiesen werden. Wenn die Last abnimmt, gibt SQL Server 2000 Ressourcen frei und gibt sie an das System zurück. Wenn andere Anwendungen gleichzeitig auf dem Server ausgeführt werden, erkennt SQL Server 2000, dass ihnen zusätzlicher virtueller Speicher zugewiesen wird, und reduziert die Menge des verwendeten virtuellen Speichers, um den Paging-Overhead zu reduzieren. SQL Server 2000 kann die Datenbankgröße auch automatisch vergrößern oder verkleinern, wenn Informationen hinzugefügt oder entfernt werden.

SQL Server 2000 arbeitet mit anderen Softwareprodukten zusammen, um einen stabilen und sicheren Informationsspeicher für das Internet und Intranets bereitzustellen:

· SQL Server 2000 arbeitet mit Sicherheitsmechanismen und Windows-Verschlüsselung 2000 Server und Windows NT Server, die eine sichere Informationsspeicherung implementieren;

· SQL Server 2000 ist ein leistungsstarker Speicherdienst für Webanwendungen, auf denen Microsoft Internet Information Services ausgeführt wird.

· SQL Server 2000 kann in Verbindung mit Site Server verwendet werden, um große und komplexe E-Commerce-Websites zu bedienen;

· Durch die Unterstützung von TCP/IP-Sockets können Sie SQL Server 2000 mit Microsoft integrieren Proxy Server zur Implementierung sicherer Kommunikation über das Internet und Intranets.

SQL Server 2000 kann so erstellt werden, dass es die für die Ausführung großer Internet-Sites erforderliche Leistung erbringt. Darüber hinaus verfügt die SQL Server 2000-Datenbank-Engine über integrierte XML-Unterstützung und der Web Assistant-Assistent unterstützt Sie bei der Generierung HTML-Seiten(Hypertext Markup Language) basierend auf SQL Server 2000-Daten und veröffentlichen diese Daten für den Zugriff über HTTP (Hypertext Transport Protocol) und FTP (File Transfer Protocol).

SQL Server unterstützt die Windows-Authentifizierung, wodurch Sie Benutzer- und Domänenkonten als SQL Server 2000-Konten verwenden können Windows-Einträge NT und Windows 2000.

Windows 2000 authentifiziert Benutzer, wenn sie eine Verbindung zum Netzwerk herstellen. Bei der Verbindung mit SQL Server fordert die Clientsoftware eine vertrauenswürdige Verbindung an, die nur gewährt werden kann, wenn die Benutzer von Windows NT oder Windows 2000 authentifiziert werden. Daher führt SQL Server selbst keine Authentifizierung durch Benutzer, aber Benutzer benötigen keine separaten Anmeldungen und Kennwörter, um eine Verbindung zu jedem SQL Server-System herzustellen. SQL Server 2000 kann E-Mail- und Paging-Nachrichten von Microsoft Exchange oder anderen MAPI-kompatiblen Mailservern (Message Application Programming Interface) senden und empfangen. Mit dieser Funktion können E-Mails mithilfe von SQL Server 2000-Batches, gespeicherten Prozeduren und Triggern gesendet werden. SQL Server 2000-Ereignisse und -Benachrichtigungen können so konfiguriert werden, dass beim Eintreten eines Ereignisses ernsthafte Probleme oder selbst wenn die Gefahr ihres Auftretens bestand, erhielt der Serveradministrator automatisch Benachrichtigungen per Email oder an einen Pager.

SQL Server 2000-Tools

Unternehmensmanager

SQL Server Enterprise Manager ist das Hauptverwaltungstool für SQL Server 2000, unterstützt eine mit MMC (Microsoft Management Console) kompatible Benutzeroberfläche und ermöglicht Ihnen die Lösung einer Reihe von Verwaltungsaufgaben:

· Definieren Sie Gruppen von Servern, auf denen SQL Server ausgeführt wird.

· einzelne Server in einer Gruppe registrieren;

· Konfigurieren Sie alle SQL Server-Einstellungen für alle registrierten Server.

· beliebige Datenbanken, Objekte, Benutzer-IDs erstellen und verwalten, Kontonamen und Zugriffsrechte auf SQL Server auf jedem der registrierten Server;

· Definieren und führen Sie alle SQL Server-Verwaltungsaufgaben auf jedem registrierten Server aus;

· Interaktiv SQL-Anweisungen, Pakete und Skripts erstellen und testen, indem Sie SQL Query Analyzer aufrufen;

· Rufen Sie verschiedene SQL Server-Assistenten auf.

MMC unterstützt eine gemeinsame Schnittstelle zur Verwaltung verschiedener Serveranwendungen in einem Netzwerk Microsoft Windows. Serveranwendungen umfassen eine Komponente namens Snap-In, die MMC-Benutzern eine Schnittstelle zum Verwalten der Serveranwendung bietet. SQL Server Enterprise Manager ist ein MMC-Snap-In für Microsoft SQL Server 2000.

SQL Server-Agent

Der SQL Server-Agent wird auf einem Server ausgeführt, auf dem eine Instanz von SQL Server 2000 oder früheren Versionen von SQL Server ausgeführt wird. Der SQL Server-Agent ist für die Lösung der folgenden Aufgaben verantwortlich:

· Ausführen von SQL Server-Jobs, deren Ausführung geplant ist bestimmte Zeit oder nach einem bestimmten Zeitraum;

· Definieren spezieller Bedingungen, die die Ausführung einer vom Administrator festgelegten Aktion erfordern, z. B. das Benachrichtigen einer Person durch Senden eines Pagers oder einer E-Mail oder das Ausführen einer Aufgabe, die diese Bedingungen erfüllt;

· Starten von Aufgaben, die von Administratoren definiert wurden, die die Replikation durchführen.

SQL-Profiler

SQL Profiler ist ein Tool zum Aufzeichnen von SQL Server 2000-Ereignissen. Die Ereignisse werden in einer Ablaufverfolgungsdatei gespeichert, die später analysiert oder zum Wiederholen einer Abfolge von Aktionen zur Diagnose des Problems verwendet werden kann. SQL Profiler wird verwendet für:

· Schrittweise Ausführung problematischer Anfragen und Ermittlung der Problemquelle;

· Suche und Diagnose langsamer Abfragen;

· Aufzeichnen von SQL-Anweisungsfolgen, die zu Problemen führen;

Überwachung SQL-Leistung Server und Regulierung seiner Auslastung.

SQL Profiler unterstützt auch die Überwachung von Aktionen, die auf SQL Server-Instanzen ausgeführt werden. Informationen über sicherheitsrelevante Aktivitäten werden zur späteren Überprüfung durch den Sicherheitsadministrator gespeichert.

Service Manager

SQLServerServiceManager dient zum Starten, Stoppen und Anhalten der SQLServer 2000-Serverkomponenten. Diese Komponenten werden als Dienste in Microsoft Windows NT oder Windows 2000 und als separate ausführbare Programme in Windows 95 und Windows 98 ausgeführt.

SQL Server. Implementiert die SQL Server-Datenbank-Engine. Für jede auf einem Computer ausgeführte Instanz von SQL Server gibt es einen SQL Server-Dienst.

SQL Server-Agent. Implementiert einen Agenten, der geplante SQL Server-Verwaltungsaufgaben ausführt. Für jede Instanz von SQL Server, die auf einem Computer ausgeführt wird, gibt es einen SQL Server-Agent-Dienst.

Microsoft Search (nur Windows NT und Windows 2000). Implementiert einen Volltextsuchmechanismus. Es gibt eine einzige Kopie, unabhängig von der Anzahl der SQL Server-Instanzen auf dem Computer.

MSDTC (nur Windows NT und Windows 2000). Verwaltet verteilte Transaktionen. Es gibt eine einzige Kopie, unabhängig von der Anzahl der SQL Server-Instanzen auf dem Computer.

MSSQLServerOLAPService (nur Windows NT und Windows 2000). Implementiert Analysedienste. Es gibt eine einzige Kopie, unabhängig von der Anzahl der SQL Server-Instanzen auf dem Computer.

Das Service Manager-Fenster kann ausgeblendet und durch ein Symbol in der Taskleiste dargestellt werden. Um ein Menü mit den von Service Manager unterstützten Aufgaben anzuzeigen, klicken Sie auf Rechtsklick Symbol in der Taskleiste.

SQL-Abfrageanalysator

SQL Query Analyzer ist ein GUI-Tool, das zur Lösung vieler verschiedener Probleme entwickelt wurde:

· Erstellen von SQL-Abfragen und Skripts sowie deren Ausführung mit SQL Server-Datenbanken;

· Erstellen häufig verwendeter Datenbankobjekte in Standardskripten;

· Kopieren vorhandener Datenbankobjekte;

· Ausführung gespeicherter Prozeduren ohne Angabe ihrer Parameter;

· Gespeicherte Prozeduren debuggen;

· Debuggen von Abfragen mit Leistungsproblemen;

· Suchen nach Objekten in Datenbanken sowie Anzeigen und Arbeiten mit Objekten;

· Hinzufügen, Aktualisieren und Löschen von Zeilen in der Tabelle;

· Definieren von Tastaturkürzeln zum Ausführen häufig verwendeter Abfragen; Hinzufügen häufig verwendeter Befehle zum Menü „Extras“.

SQL Query Analyzer wird direkt über das Startmenü oder den SQL Server Enterprise Manager gestartet. Es kann auch durch Eingabe gestartet werden Befehlszeile isqlw-Befehl.

Ticketnummer 11

Große Objekte

DB2/2 und DB2/6000 Stellen Sie dem Benutzer neue Datentypen wie Binary Large Objects (BLOBS) und Large Text Objects (CLOBS) zur Verfügung.

BLOBS ermöglichen die Speicherung jeglicher Art von Daten mit einer Größe von bis zu zwei Gigabyte.

Variante 1: Die Funktion hat direkten Zugriff auf die Datenbank, was maximale Leistung ermöglicht, jedoch eine potenzielle Bedrohung für die Serverleistung und Datenintegrität darstellt

Option 2: Die Funktion wird als separater Prozess vom Datenbankserver ausgeführt, was Daten und das DBMS schützt, aber die Leistung verringert

Profis

Es gibt eine gute kostenlose Version

Guter kostenloser technischer Support

Es besteht die Möglichkeit, vom Hersteller kostenpflichtigen Support zu erhalten, der Ihnen den Einsatz im Unternehmensbereich Entrprise ermöglicht

Mit Konfigurationen

Gute Leistung

Bewältigt Situationen wie „Nicht genügend Speicher für 1C-Server“ besser

Es gibt keine Begrenzung auf 256 Tabellen, was die Möglichkeiten bei der Arbeit mit RLS erweitert

Minuspunkte

Wenig Spezialisten

Geringe Prävalenz

Die Datenbankgröße ist größer als in anderen Unterdatenbanken

Es gibt eine automatische Anpassung des Systems, diese ist jedoch unvollständig

Einige Nachrichten werden von der Plattform möglicherweise nicht korrekt verarbeitet.

Ticketnummer 12

Ticketnummer 14

Ticketnummer 15.

Windows Open Services Architecture (WOSA) – eine Reihe offener Interoperabilitätsstandards Anwendungssysteme

Windows unterstützt eine Familie von Standards, die das Schreiben und vertikale Öffnen von Anwendungen erleichtern. Der allgemeine Name dieser Standards ist WOSA (Windows Open Services Architecture).

(WOSA) stellt eine Reihe offener Standards für die Interaktion von Anwendungssystemkomponenten auf Server- und Clientseite bereit.

Die Familie ist in drei Kategorien unterteilt:

Standards allgemeiner Zweck;

Kommunikationsstandards;

Standards für Finanzanwendungen und Dienstleistungen.

Zur Gruppe der Allzwecknormen gehören:

— Open Database Connectivity (ODBC) – Zugriff auf Datenbanken

— Messaging Application Programming Interface (MAPI) – Nachrichtenweiterleitung

— Telephony Application Programming Interface (TAPI) – Zugriff über Telefonleitung

Zur Kommunikationsgruppe
Standards umfassen die folgenden Elemente:

Windows SNA Host-Kommunikations-API

Windows Sockets-Kommunikationsschnittstelle basierend auf dem TCP/IP-Protokoll

Microsoft Remote Procedure Call (RPC) – Schnittstelle für Remoteprozeduraufrufe

Die Gruppe der Standards für Finanzanwendungen und -dienstleistungen umfasst zwei Elemente

WOSA-Erweiterung für Live-Marktdaten (WOSA/XRT)

WOSA-Erweiterung für Finanzdienstleistungen (WOSA/XFS)

Jeder Standard der WOSA-Familie beschreibt eine Architektur, die die folgenden Hauptkomponenten umfasst:

An(API)

Serverschnittstelle (SPI)

Anwendungs-/Dienstgruppenmanager

Datenbank zur Registrierung von Anwendungen/Diensten.

Ticketnummer 16

Reis. 1. Übertragung von Informationen von der Datenbank zur Anwendung

Die Abbildung zeigt, dass der Programmierer bei der Entwicklung einer DBMS-Anwendung mit Komponentensätzen arbeitet, die darauf ausgelegt sind, Informationen mit Datenbanken auszutauschen und anzuzeigen. Abhängig vom gewählten Datenbankzugriffsmechanismus werden einige Komponentensätze möglicherweise nicht verwendet, aber alle haben, unabhängig von den Eigenschaften der verwendeten Datenbank und dem Zugriffsmechanismus, ähnliche Eigenschaften und Methoden.

ODBC (Open Database Connectivity – offener Zugriff auf Datenbanken) – entwickelt von Microsoft, ein universelles Programmierschnittstelle um auf Datenbanken zuzugreifen.

Das Hauptziel der Entwicklung des ODBC-Protokolls besteht darin, die Interaktionsmechanismen mit verschiedenen DBMS zu standardisieren. Das Hauptproblem bei der Entwicklung von Anwendungen, die mit Datenbanken interagieren, die auf speziellen SQL-APIs basieren, bestand darin, dass jedes DBMS seine eigene Programmierschnittstelle hatte, jedes seine eigenen Eigenschaften hatte und nicht genau wie die anderen funktionierte. Dabei hing die Entwicklung der Anwendung maßgeblich vom verwendeten DBMS ab. Microsoft hat einen wichtigen Schritt unternommen, um dieses Problem zu lösen. Die Hauptidee bestand darin, eine universelle Schnittstelle auf der Ebene der Windows-Betriebssystemfamilie zu entwickeln, die in verschiedenen DBMS unterstützt werden könnte.

Schauen wir uns kurz die Struktur an Software ODBC:

· ODBC-Funktionsaufrufschnittstelle: Dies ist die sogenannte oberste Schicht von ODBC, die die API enthält, die direkt von Anwendungen verwendet wird. Diese API ist als Dynamic Link Library DLL implementiert und Teil des Windows-Betriebssystems;

· ODBC-Treiber: Dies ist die sogenannte untere Ebene von ODBC, die eine Reihe von Treibern für das DBMS enthält, die das ODBC-Protokoll unterstützen. Im Rahmen der Technologie kann für jedes DBMS ein entsprechender ODBC-Treiber entwickelt werden, der als Zwischenverbindung zwischen dem Anwendungsprogramm und dem DBMS fungiert und Aufrufe an DBMS-Funktionen in Aufrufe an interne spezialisierte DBMS-Funktionen übersetzt. Damit ist das Problem der Standardisierung gelöst. Für viele moderne DBMS gibt es spezielle ODBC-Treiber, die separat im Betriebssystem installiert werden;

· ODBC-Treibermanager: Dieser Softwaremechanismus stellt dar Durchschnittsniveau ODBC verwaltet den Ladevorgang der erforderlichen Treiber.

Das Programmausführungsdiagramm unter Verwendung des ODBC-Protokolls für den Datenzugriff ist in Abb. 2 dargestellt.

Reis. 2. Programmausführungsdiagramm unter Verwendung des ODBC-Protokolls für den Zugriff auf Daten

Operationssystem Windows verfügt über mehrere Mechanismen für den Zugriff auf Datenbanken: ODBC,OLE DB Und ADO.

ODBC-Technologie(aus dem Englischen Offene Datenbankkonnektivität– offener Mechanismus für den Zugriff auf Datenbanken 1 ) ist eine Komponente des Betriebssystems Windows, entwickelt, um den Zugriff auf die darin gespeicherten Informationen zu vereinheitlichen Datenbanken verschiedene Arten. ODBC besteht aus einer Reihe von Treibern, die Austauschvorgänge mit bestimmten durchführen Datenbanken, und ein Treibermanager, der Anfragen von der Anwendung an den Treiber weiterleitet und Informationen vom Treiber an die Anwendung überträgt (Abb. 3).

Reis. 3. Informationsaustausch zwischen der Anwendung und der Datenbank mithilfe von ODBC

Die Abfragesprache wird zum Abrufen und Ändern von Daten verwendet SQL, unabhängig davon, ob es von der Datenbank unterstützt wird, auf die die Anwendung zugreift. Wenn die Datenbank die Sprache nicht unterstützt SQL, dann unterscheidet sich der Zugriff darauf nicht vom Zugriff auf DB, unterstützend SQL. Dies ist die Vereinheitlichung des Zugriffs auf Datenbanken durch das System ODBC– Die Anwendung gibt den Namen des Treibers an, der für die Verbindung zur Datenbank verwendet werden soll, und sendet eine Anfrage, die die Zusammensetzung der erforderlichen Informationen beschreibt. Weiterer Mechanismus ODBC führt alle notwendigen Vorgänge aus, um Informationen zu erhalten, und verbirgt dabei die Besonderheiten der Arbeit mit einer bestimmten Datenbank vor der Anwendung. Anwendungszugriff auf ODBC durchgeführt API-Funktionen, die in dynamischen Bibliotheken implementiert sind.

In der Datenbank werden Informationen mit speziell erstellten lexikalischen Mitteln und auf der Grundlage akzeptierter syntaktischer Regeln und Einschränkungen erfasst und reproduziert.

Die syntaktische Analyse ermittelt die wichtigsten Parameter des Informationsflusses, einschließlich der notwendigen quantitativen Merkmale, um eine Reihe technischer Mittel zum Sammeln, Aufzeichnen, Übertragen, Verarbeiten, Sammeln, Speichern und Schützen von Informationen auszuwählen.

Die syntaktische Analyse der bereitgestellten Informationsflüsse geht notwendigerweise allen Phasen des Entwurfs von Informationssystemen voraus.

Die semantische Analyse ermöglicht es Ihnen, Informationen unter dem Gesichtspunkt des semantischen Inhalts einzelner Elemente zu untersuchen, um Wege der sprachlichen Entsprechung (menschliche Sprache, Computersprache) mit eindeutiger Erkennung der in das System eingegebenen Nachrichten zu finden.

Eine pragmatische Analyse wird durchgeführt, um den Nutzen der für das Management verwendeten Informationen zu ermitteln und die praktische Bedeutung von Nachrichten zu ermitteln, die zur Entwicklung von Kontrollmaßnahmen verwendet werden.

Permanente Informationen bleiben über einen mehr oder weniger langen Zeitraum unverändert oder unterliegen geringfügigen Anpassungen. Dies sind verschiedene Referenzinformationen, Standards, Preise usw.

Variable Informationen spiegeln die Ergebnisse von Produktions- und Wirtschaftsvorgängen wider, entsprechen deren Dynamik und nehmen in der Regel an einem technologischen Zyklus der maschinellen Verarbeitung teil.

Bei der Eingabe und Verarbeitung von Informationen werden Batch- und interaktive Modi verwendet.

Der Batch-Modus war am weitesten verbreitet in der Praxis der zentralen Lösung wirtschaftlicher Probleme, als ein großer Teil mit der Berichterstattung über die Produktion und die Wirtschaftstätigkeit von Wirtschaftseinheiten auf verschiedenen Managementebenen beschäftigt war. Die Organisation des Rechenprozesses im Batch-Modus wurde ohne Benutzerzugriff auf den Computer aufgebaut.

Seine Funktionen beschränkten sich auf die Vorbereitung von Quelldaten für eine Reihe von informationsbezogenen Aufgaben und deren Übertragung an das Verarbeitungszentrum, wo ein Paket gebildet wurde, das eine Computeraufgabe für die Verarbeitung, Programme, Quellen, Standardpreise und Referenzdaten umfasste. Das Paket wurde in den Computer eingegeben und automatisch ohne Beteiligung des Benutzers oder Bedieners ausgeführt, was es ermöglichte, den Zeitaufwand für die Erledigung einer bestimmten Aufgabenreihe zu minimieren. Derzeit ist der Batch-Modus in E-Mails oder umfangreichen Datenbankaktualisierungen implementiert.

Der interaktive Modus ermöglicht eine direkte Interaktion des Benutzers mit dem Informations- und Computersystem; er kann in Form einer Anfrage oder eines Dialogs mit dem System erfolgen.

Der Anforderungsmodus ist erforderlich, damit Benutzer über eine erhebliche Anzahl von Teilnehmerendgeräten, einschließlich solcher, die sich in beträchtlicher Entfernung vom Verarbeitungszentrum befinden, mit dem System interagieren können.

Beispiel: Die Aufgabe, Fahrkarten für den Transport zu reservieren.

Das Informationssystem implementiert Massenservice und arbeitet im Time-Sharing-Modus, in dem mehrere unabhängige Benutzer, die Terminals verwenden, direkt und praktisch Zugriff haben

gleichzeitiger Zugriff auf das Informationssystem. Dieser Modus ermöglicht es Ihnen, jedem Benutzer in einer streng festgelegten Reihenfolge differenziert Zeit für die Kommunikation mit dem System zu geben und es nach dem Ende der Sitzung zu verlassen.

Der Dialogmodus ermöglicht es dem Benutzer, in einem für ihn akzeptablen Arbeitstempo direkt mit dem Informations- und Computersystem zu interagieren und einen sich wiederholenden Zyklus aus der Ausgabe einer Aufgabe, dem Empfang und der Analyse einer Antwort zu implementieren.

Mehr zum Thema: Syntaktische, semantische, pragmatische Aspekte des Informationsprozesses:

1. Struktur von Masseninformationsaktivitäten: Sammlung, Verarbeitung, Anordnung, Übertragung, Wahrnehmung, Transformation, Speicherung und Nutzung von Masseninformationen. Mögliche, akzeptierte und tatsächliche Informationen. Semantische, syntaktische und pragmatische Aspekte von Masseninformationstexten.
2. Einheiten und Methoden der Konzeptualisierung in semantischen, syntaktischen und pragmatischen Aspekten
3. 7.JOURNALISCHER TEXT ANGEMESSENHEITSKRITERIEN EINES JOURNALISTEN TEXTES Semantische, syntaktische, pragmatische Aspekte eines journalistischen Textes Spezifität der Wirksamkeit eines journalistischen Textes