Maße und Einheiten der Menge und des Umfangs von Informationen. Informationsmaße auf syntaktischer Ebene

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

Literatur

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Informationsmaße (syntaktisch, semantisch, pragmatisch)

Zur Messung von Informationen können verschiedene Ansätze verwendet werden, am weitesten verbreitet sind jedoch statistisch(wahrscheinlichkeitstheoretisch), semantisch und nein ragmatisch Methoden.

Statistisch Die (probabilistische) Methode der Informationsmessung wurde 1948 von K. Shannon entwickelt, der vorschlug, die Informationsmenge als Maß für die Unsicherheit des Zustands des Systems zu betrachten, die als Ergebnis der Informationsgewinnung genommen wird. Die quantitativ ausgedrückte Unsicherheit wird als Entropie bezeichnet. Wenn der Beobachter nach Erhalt einer bestimmten Nachricht zusätzliche Informationen über das System erlangt hat NS, dann hat sich die Ungewissheit verringert. Die zusätzlich erhaltene Informationsmenge ist definiert als:

wo ist eine zusätzliche Menge an Informationen über das System NS in Form einer Nachricht erhalten;

Anfangsunsicherheit (Entropie) des Systems x;

Endunsicherheit (Entropie) des Systems X, nach Erhalt der Nachricht.

Wenn das System x kann sich in einem der diskreten Zustände befinden, 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 nach der Shannon-Formel berechnet:

wo ist die Entropie des Systems X;

aber- die Basis des Logarithmus, die die Maßeinheit der Information bestimmt;

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

Die Entropie ist ein positiver Wert, und da die Wahrscheinlichkeiten immer kleiner als eins sind und ihr Logarithmus negativ ist, macht das Minuszeichen in der Shannon-Formel die Entropie positiv. Als Maß für die Informationsmenge wird also die gleiche Entropie, jedoch mit umgekehrtem Vorzeichen, herangezogen.

Der Zusammenhang zwischen Information und Entropie kann wie folgt verstanden werden: Informationsbeschaffung (Erhöhung) bedeutet gleichzeitig Verringerung von Unwissenheit oder Informationsunsicherheit (Entropie)

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

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

ich = log2n ,

wo n- die Anzahl gleich wahrscheinlicher Ereignisse;

ich- ein Informationsmaß in einer Nachricht über das Auftreten eines der of n Veranstaltungen

Die Messung von Informationen wird in ihrem Volumen ausgedrückt. Dies gilt meistens für die Menge des Computerspeichers und die Menge der über Kommunikationskanäle übertragenen Daten. Eine Einheit ist eine solche Informationsmenge, bei der sich die Unsicherheit halbiert, eine solche Informationseinheit heißt bisschen .

Wenn der natürliche Logarithmus () als Basis des Logarithmus in der Hartley-Formel verwendet wird, dann ist die Maßeinheit der Information na ( 1 Bit = ln2 ≈ 0,693 nat). Wenn die Zahl 3 als Basis des Logarithmus verwendet wird, dann - trit, wenn 10, dann - dit (hartley).

In der Praxis wird oft eine größere Einheit verwendet - Byte(Byte) gleich acht Bit. Diese Einheit wurde gewählt, weil sie verwendet werden kann, um jedes der 256 Zeichen des Computertastaturalphabets (256 = 28) zu codieren.

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

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

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

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

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

1 Petabyte (PB - Petabyte) = 1024 TB = 250 Byte.

1980 schlug der russische Mathematiker Yu Manin die Idee vor, einen Quantencomputer zu bauen, in dem eine solche Informationseinheit wie Qubit ( Quantenbit, Qubit ) - "Quantenbit" - ein Maß für die Messung der Speichermenge in einer theoretisch möglichen Form eines Computers unter Verwendung von Quantenträgern, beispielsweise Elektronenspins. Ein Qubit kann nicht zwei verschiedene Werte annehmen ("0" und "1"), sondern mehrere, entsprechend normierte Kombinationen zweier Grundspinzustände, was eine größere Anzahl möglicher Kombinationen ergibt. 32 Qubits können also etwa 4 Milliarden Zustände kodieren.

Semantischer Ansatz. Ein syntaktisches Maß reicht nicht aus, wenn Sie nicht die Datenmenge, sondern die in der Nachricht erforderliche Informationsmenge ermitteln möchten. Dabei wird der semantische Aspekt berücksichtigt, der es ermöglicht, die inhaltliche Seite 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 Hauswissenschaftler A.Yu. Schrader.

Thesaurus namens Informationskörper dem Informationsempfänger zur Verfügung stehen. Durch die Korrelation des Thesaurus mit dem Inhalt der empfangenen Nachricht können wir herausfinden, um wie viel die Unsicherheit reduziert wird.

Abhängigkeit des Umfangs an semantischen Informationen der Nachricht vom Thesaurus des Empfängers

Gemäß der in der Grafik gezeigten Abhängigkeit hat der Benutzer keinen Thesaurus (Wissen über das Wesen der empfangenen Nachricht, dh = 0) oder das Vorhandensein eines solchen Thesaurus, der sich aufgrund der message(), dann ist die Menge der darin enthaltenen semantischen Informationen null. Der optimale Thesaurus ist (), in dem die Menge an semantischen Informationen maximal ist (). Zum Beispiel semantische Informationen in einer eingehenden Nachricht an eine unbekannte Fremdsprache ist null, aber die gleiche Situation wird in dem Fall sein wenn die Nachricht keine Neuigkeit mehr ist, da der Benutzer schon alles weiß.

Pragmatische Maßnahme Information bestimmt seine Nützlichkeit bei der Erreichung der Verbraucherziele. 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 der Formel berechnet:

wo ist die Wahrscheinlichkeit, das Ziel zu erreichen, bevor die Nachricht empfangen wird;

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

pro Bundesland im Durchschnitt heißt Entropie einer diskreten Informationsquelle

mation.

Hp ich logp ich

ich 1 N

Wenn wir uns wieder darauf konzentrieren, die Unsicherheit in binären Einheiten zu messen, dann sollte die Basis des Logarithmus gleich zwei sein.

H p ilog 2 p i

ich 1 N

Bei einer ebenso wahrscheinlichen Wahl werden alle


	p log

und Formel (5) wird in R. Hartleys Formel (2) umgewandelt:

					1 log2	N log2

Das vorgeschlagene Maß wurde nicht ohne Grund Entropie genannt. Der Punkt ist, dass die formale Struktur des Ausdrucks (4) mit der Entropie des physikalischen Systems übereinstimmt, die zuvor von Boltzmann bestimmt wurde. Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik wird die Entropie eines abgeschlossenen Raums durch den Ausdruck




		P ich 1

Wachstum, dann

kann geschrieben werden als

p iln

ich 1 N

Diese Formel stimmt vollständig mit (4) überein

In beiden Fällen charakterisiert der Wert den Grad der Diversität des Systems.
	Mit den Formeln (3) und (5) ist es möglich, die Redundanz des Alphabets der Nachrichtenquelle zu bestimmen.
		Was zeigt, wie rational die Symbole dieses Alphabets verwendet werden:



		) - die maximal mögliche Entropie, bestimmt durch die Formel (3);	() - Entropie
Quelle, bestimmt durch die Formel (5).

Der Kern dieser Maßnahme liegt darin, dass bei einer gleichwahrscheinlichen Wahl die gleiche Informationsbelastung eines Zeichens mit einem kleineren Alphabet bereitgestellt werden kann wie bei einer ungleichen Wahl.

Informationsmaßnahmen auf semantischer Ebene

Um den semantischen Inhalt von Informationen zu messen, d.h. seine Menge auf semantischer Ebene, am weitesten verbreitet ist das Thesaurus-Maß, das die semantischen Eigenschaften von Informationen mit der Fähigkeit des Benutzers, die Nachricht zu empfangen, verbindet. Um die erhaltenen Informationen zu verstehen und zu verwenden, muss der Empfänger tatsächlich über ein gewisses Maß an Wissen verfügen. Die völlige Unkenntnis des Themas erlaubt es uns nicht, aus der empfangenen Nachricht zu diesem Thema nützliche Informationen zu extrahieren. Mit zunehmendem Wissen über das Thema wächst auch die Menge an nützlichen Informationen, die aus der Nachricht extrahiert werden.

Wenn das Wissen des Empfängers über ein bestimmtes Thema als "Thesaurus" bezeichnet wird (d Grad der Veränderung eines einzelnen Thesaurus unter dem Einfluss dieser Nachricht ...

Ein Thesaurus ist eine Sammlung von Informationen, die von einem Benutzer oder einem System gespeichert werden.

Mit anderen Worten, die Menge an semantischen Informationen, die der Empfänger aus eingehenden Nachrichten erhält, hängt vom Vorbereitungsgrad seines Thesaurus für die Wahrnehmung solcher Informationen ab.

Abhängig von der Beziehung zwischen dem semantischen Informationsgehalt und dem Thesaurus des Benutzers ändert sich die Menge der semantischen Informationen, die der Benutzer wahrnimmt und die er anschließend in seinen Thesaurus aufnimmt. Die Art dieser Abhängigkeit ist in Abbildung 3 dargestellt. Betrachten Sie zwei Grenzfälle, in denen die Menge an semantischer Information gleich . ist

Abbildung 3 - Abhängigkeit der Menge semantischer Informationen, die der Verbraucher von seinem Thesaurus wahrnimmt ()

Der Verbraucher erwirbt die maximale Menge an semantischen Informationen nach Vereinbarung

Kombinieren seines semantischen Inhalts mit seinem Thesaurus (), wenn die eingehenden Informationen für den Benutzer verständlich sind und ihm zuvor unbekannte (in seinem Thesaurus abwesende) Informationen bringen.

Folglich ist die Menge an semantischer Information in der Nachricht, die Menge an neuem Wissen, die der Benutzer erhält, ein relativer Wert. Dieselbe Nachricht kann für einen kompetenten Benutzer einen sinnvollen Inhalt haben und für einen inkompetenten Benutzer bedeutungslos sein.

Bei der Bewertung des semantischen (sinnvollen) Aspekts von Informationen muss die Übereinstimmung der Werte und der Werte angestrebt werden.

Ein relatives Maß für die Menge an semantischer Information kann der Inhaltskoeffizient sein, der als Verhältnis der Menge an semantischer Information zu ihrem Volumen definiert wird:

Ein weiterer Ansatz zur semantischen Bewertung von Informationen, der im Rahmen der Wissenschaftswissenschaft entwickelt wurde, besteht darin, dass die Anzahl der Verweise auf sie in anderen Dokumenten als Hauptindikator für den semantischen Wert von Informationen verwendet wird, die im analysierten Dokument (Nachricht, Veröffentlichung) enthalten sind. . Spezifische Indikatoren werden auf der Grundlage einer statistischen Verarbeitung der Anzahl von Links in verschiedenen Stichproben gebildet.

Informationsmaßnahmen auf pragmatischer Ebene

Dieses Maß bestimmt die Nützlichkeit der Information (Wert) für die Erreichung des Ziels des Nutzers. Aufgrund der Besonderheiten bei der Verwendung dieser Informationen in einem bestimmten System handelt es sich auch um einen relativen Wert.

Einer der ersten einheimischen Wissenschaftler, der sich mit diesem Problem befasste, war A. A. Kharkevich, der vorschlug, als Maß für den Wert von Informationen die Menge an Informationen zu nehmen, die erforderlich ist, um das gesetzte Ziel zu erreichen, d. Berechnen Sie die Erhöhung der Wahrscheinlichkeit, das Ziel zu erreichen. Also wenn

Somit wird der Informationswert in Informationseinheiten gemessen, in diesem Fall in Bits.

Ausdruck (7) kann als Ergebnis der Normalisierung der Anzahl von Ergebnissen betrachtet werden. Die Erläuterung in Abbildung 4 zeigt drei Schemata, bei denen die gleichen Werte der Anzahl der Ergebnisse 2 und 6 für die Punkte 0 bzw. 1 verwendet werden. Die Startposition ist Punkt 0. Aufgrund der erhaltenen Informationen wird zu Punkt 1 übergegangen. Das Ziel wird durch ein Kreuz gekennzeichnet. Günstige Ergebnisse werden durch Linien dargestellt, die zu einem Ziel führen. Bestimmen wir den Wert der erhaltenen Informationen in allen drei Fällen:

a) Die Anzahl der positiven Ergebnisse beträgt drei:

und deshalb

b) es gibt ein günstiges Ergebnis:

c) die Anzahl der positiven Ergebnisse beträgt vier:

In Beispiel b) wird ein negativer Informationswert (negative Information) erhalten. Solche Informationen, die die anfängliche Unsicherheit erhöhen und die Wahrscheinlichkeit des Erreichens des Ziels verringern, werden als Desinformation bezeichnet. In Beispiel b) haben wir also eine Desinformation von 1,58 binären Einheiten.

Ebenen und Struktur von Wirtschaftsinformationen. Syntaktische, semantische und pragmatische Ebenen wirtschaftlicher Informationen. Strukturelemente von Wirtschaftsinformationen - Details, Indikatoren, zusammengesetzte Informationseinheiten (SEI), Dokumente, Arrays und Datenbanken

Das Thema dieses Kurses ist Marketing Informationen als integraler Bestandteil der Wirtschaftsinformationen.

Wirtschaftsinformationen- Dies ist eine Reihe von Informationen, die die Produktionsbeziehungen in der Gesellschaft charakterisieren. Diese Informationen können bei der Planung, Abrechnung, Steuerung und Analyse eines wirtschaftlichen Systems oder Prozesses erfasst, gespeichert, übermittelt, verarbeitet und genutzt werden.

Wirtschaftsinformationen umfassen verschiedene Informationen über die Zusammensetzung und Werte von Arbeitskraft, materiellen und finanziellen Ressourcen und den Zustand des Kontrollobjekts zu einem bestimmten Zeitpunkt. Mit Wirtschaftsinformationen können Sie anhand verschiedener Wirtschaftsindikatoren Informationen über die Aktivitäten von Unternehmen und Organisationen erhalten. Informationen aus jedem Fachgebiet haben eine Reihe von charakteristischen Eigenschaften.

Notiz Merkmale von Wirtschaftsinformationen:

1. Mehrdimensionalität - große Menge und die Datenmenge, ohne die keine qualitativ hochwertigen Wirtschaftsprozesse zu bewältigen sind.

2. Numerische Darstellung - Wirtschaftsinformationen spiegeln in der Regel Produktion und Wirtschaftstätigkeiten unter Verwendung eines Systems von Natur- und Kostenindikatoren wider. Sie werden mit numerischen Daten ausgedrückt, daher werden numerische Datentypen und Methoden zum Arbeiten mit diesen Typen bei der Arbeit mit Wirtschaftsinformationen sehr häufig verwendet.

3. Häufigkeit - Die meisten Produktions- und Wirtschaftsprozesse sind durch eine zyklische Wiederkehr ihrer einzelnen Phasen (Monat, Quartal, Jahr) gekennzeichnet, und dementsprechend ist die Wiederkehr von Informationen, die Prozesse in diesen Phasen widerspiegeln, charakteristisch.

4. Grafische und tabellarische Darstellung von Wirtschaftsinformationen. Wirtschaftsdokumente liegen meistens in Form von Tabellen und Grafiken vor, daher werden Tabellenkalkulationsprogramme häufig verwendet, um Wirtschaftsinformationen zu verarbeiten.

5. Vielfalt der Quellen und Verbraucher.

Diese Merkmale von Wirtschaftsinformationen geben die wissenschaftliche und technische Notwendigkeit und wirtschaftliche Machbarkeit des Einsatzes von Werkzeugen der Informationstechnologie bei ihrer Sammlung, Sammlung, Übermittlung und Verarbeitung vor, was wiederum erfordert, dass Spezialisten in der Lage sind, die Struktur und das Volumen der verarbeiteten Informationen zu bestimmen.

Bei ihrer Verwendung in Wirtschafts- und Managementsystemen durchlaufen Informationen mehrere Existenzphasen:

Assimilierte Informationen - die Präsentation von Nachrichten im Kopf einer Person, die dem System ihrer Konzepte und Bewertungen überlagert sind;

Dokumentierte Informationen - Informationen, die in symbolischer Form auf einem beliebigen physischen Medium aufgezeichnet sind;

Gesendete Informationen - Informationen, die zum Zeitpunkt ihrer Übertragung von der Quelle zum empfangenden Empfänger berücksichtigt werden. Bei der Übertragung durchlaufen Informationen eine Reihe von Konvertern: Codierungs- und Decodierungsgeräte, Computer, die Informationen verarbeiten, Kommunikationssysteme, Computernetzwerke usw.

Informationen sind Daten, die zwischen den einzelnen Strukturelementen eines Wirtschaftssystems oder zwischen den Systemen selbst zirkulieren. Es gibt verschiedene Ebenen der Informationsbetrachtung: syntaktisch, semantisch und pragmatisch.

Syntaktische Ebene untersucht die Struktur von Zeichen und die Beziehung zwischen ihnen in Informationsbotschaften. Auf dieser Ebene wird die Struktur von Symbolen und Zeichen in Dokumenten, Formate von Attributen, die Struktur von Informationsarrays usw. analysiert Auf syntaktischer Ebene wird der Begriff "Daten" verwendet und die Datenmenge wird mit der Anzahl der Kopien von Dokumenten, Anzahl der Datensätze in der Datenbank usw. Empfangene Eingabedaten sind die Grundlage für die Verarbeitung von Informationen, die Gewinnung von Ausgabedaten, die als Grundlage für die Entscheidungsfindung dienen.

Semantische Ebene definiert den allgemeinen semantischen Inhalt von Informationen und ermöglicht es, Beziehungen zwischen einzelnen Informationselementen herzustellen. Die Semantik untersucht die Beziehung zwischen Zeichen und den von ihnen repräsentierten Objekten, ohne den Empfänger der Zeichen zu berühren. Sie untersucht die allgemeinen Konstruktionsmuster aller syntaktisch betrachteten Zeichensysteme. Unterscheiden Sie zwischen logischer und struktureller Semantik. Logische Semantik betrachtet Zeichensysteme als Mittel zum Ausdruck von Bedeutungen und stellt eine Beziehung zwischen der Struktur von Symbolkombinationen und ihren Ausdrucksmöglichkeiten her. Strukturelle Semantik- ein Abschnitt der strukturellen Linguistik, der der Beschreibung der Bedeutung sprachlicher Ausdrücke und ihrer Operationen gewidmet ist. Semantische Analyse- eine Reihe von Operationen, die dazu dienen, die Bedeutung eines Textes in einer natürlichen Sprache in Form eines Datensatzes in einer formalisierten semantischen (semantischen) Sprache darzustellen. Die semantische Analyse modelliert den Prozess des menschlichen Verstehens eines Textes. Der Informationsgehalt der Nachricht ist umso höher, je sicherer der Zustand des Systems für den Empfänger der Informationen ist. Auf semantischer Ebene orientiert sich der Inhalt der Informationen am Thesaurus des Systems.

Thesaurus(Vokabular) umfasst eine Reihe von Grundbegriffen, Begriffen, Definitionen, konsistenten Datenstrukturen der logischen Repräsentationsebene in Datenbanken usw. Der Informationsgehalt von Nachrichten hängt dabei maßgeblich von der Fähigkeit des Empfängers ab, seinen Thesaurus zu erweitern.

Pragmatische Ebene bestimmt den Wert von Informationen für das Treffen von Managemententscheidungen für das Managementsystem als Ganzes. Pragmatik untersucht die Wahrnehmung bedeutungsvoller Ausdrücke des Zeichensystems in Übereinstimmung mit den Auflösungsfähigkeiten des Wahrnehmenden. Die theoretische Pragmatik betrachtet einige Hypothesen über die Eigenschaften und Struktur der Intelligenz, die auf der Grundlage von Daten aus der Neurophysiologie, der experimentellen Psychologie, der Bionik, der Perzeptronentheorie usw. formuliert werden. Angewandte Pragmatik umfasst Studien zur empirischen Analyse des Verständnisses verschiedener sprachlicher Ausdrucksformen, zum Studium von Rhythmus und Versifikation sowie zur Entwicklung von Information-Retrieval-Systemen.

Somit gibt es drei Betrachtungsebenen jeder Informationsnachricht, drei Abstraktionsebenen von den Merkmalen bestimmter Akte des Informationsaustauschs. Auf der pragmatisch Ebene, um den Nutzen von Informationen zu ermitteln, alle Elemente des Informationsaustauschs berücksichtigen. Auf der semantisch Ebene, die vom Informationsempfänger ablenkt, ist das ultimative Ziel der Studie die semantische Bedeutung der Nachricht, ihre Angemessenheit für die beschriebenen Objekte. Die schmalste ist syntaktisch Ebene - die Ebene, auf der nur die Zeichen selbst und die Beziehungen zwischen ihnen studiert werden.

Die Aufgabe von Wirtschaftsinformationen besteht darin, einen bestimmten Zustand des betrachteten Wirtschaftssystems oder -gegenstandes angemessen zu beschreiben. Daher werden an Wirtschaftsinformationen eine Reihe von Anforderungen gestellt.

Vollständigkeit der Informationen zur Entscheidungsfindung und Umsetzung von Managementfunktionen . Vollständigkeit wird in Bezug auf Managementfunktionen definiert. Die Informationen können hinsichtlich Umfang und Zusammensetzung der Informationen unvollständig sein. Mangelnde Information erlaubt nicht die richtige Managemententscheidung zu erarbeiten, Vollständigkeit der Information bedeutet, dass sie zum Verstehen und Entscheiden ausreicht.

Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Informationen. Diese Eigenschaften bestimmen den Grad der Annäherung des Informationswertes an den wahren Wert. Glaubwürdigkeit spiegelt die probabilistische Bewertung von Informationen wider. Bei der Verwendung der erhaltenen Daten gibt es eine gewisse Genauigkeit.

Wert Informationen hängen davon ab, welche Aufgaben mit seiner Hilfe gelöst werden.

Relevanz und Effizienz. Die Relevanz gibt den Grad der Übereinstimmung zwischen dem realen Zustand eines Wirtschaftsgegenstandes und dem Zustand des Informationssystems an. Das Fehlen rechtzeitiger Änderungen der im Informationssystem widergespiegelten Informationen führt zu einer Verletzung von Managementprozessen. Die Effizienz bestimmt die Geschwindigkeit, mit der Informationen über den Stand des Fachgebiets in das Informationssystem einfließen.

Wahrnehmbarkeit- Informationen werden klar und verständlich, wenn es in einer Sprache ausgedrückt wird, die für die Gegenstände, für die es bestimmt ist, verständlich ist.

Der Begriff " Information"kommt aus dem Lateinischen" Informationen", was Klärung, Information, Präsentation bedeutet. Aus Sicht der materialistischen Philosophie ist Information eine Spiegelung der realen Welt mit Hilfe von Informationen (Botschaften). Nachricht ist eine Form der Informationspräsentation in Form von Sprache, Text, Bildern, digitalen Daten, Grafiken, Tabellen usw. In einem weiten Sinne Information ist ein allgemeines wissenschaftliches Konzept, das den Austausch von Informationen zwischen Menschen, den Austausch von Signalen zwischen belebter und unbelebter Natur, Menschen und Geräten umfasst.

Informatik betrachtet Informationen als konzeptionell zusammenhängende Informationen, Daten, Konzepte, die unsere Vorstellungen über ein Phänomen oder einen Gegenstand der umgebenden Welt verändern. Neben Informationen in der Informatik ist das Konzept „ Daten“. Lassen Sie uns zeigen, was ihr Unterschied ist.

Daten können als Zeichen oder aufgezeichnete Beobachtungen angesehen werden, die aus irgendeinem Grund nicht verwendet, sondern nur gespeichert werden. Für den Fall, dass sie verwendet werden, um die Unsicherheit über ein Objekt zu reduzieren (Informationen zu erhalten), werden die Daten zu Informationen. Daten liegen objektiv vor und hängen nicht von der Person und dem Umfang ihres Wissens ab. Aus den gleichen Daten einer Person können Informationen werden, denn sie haben dazu beigetragen, die Unsicherheit des Wissens einer Person zu verringern, und für eine andere Person werden sie Daten bleiben.

Beispiel 1

Schreiben Sie 10 Telefonnummern in Form einer Zehnerfolge auf ein Blatt Papier und zeigen Sie sie Ihrem Kommilitonen. Er wird diese Zahlen als Daten nehmen, weil sie geben ihm keine Informationen.

Geben Sie dann vor jeder Nummer den Namen des Unternehmens und die Art der Tätigkeit an. Bisher unverständliche Zahlen für Ihren Kommilitonen gewinnen an Sicherheit und werden aus Daten zu Informationen, die er in Zukunft nutzen kann.

Daten können in Fakten, Regeln und aktuelle Informationen kategorisiert werden. Die Fakten beantworten die Frage "Das weiß ich ...". Beispiele für Fakten:

Moskau ist die Hauptstadt Russlands;
Zweimal zwei gleich vier;
Das Quadrat der Hypotenuse ist gleich der Summe der Quadrate der Beine.

Die Regeln beantworten die Frage "Ich weiß wie ...". Beispiele für Regeln:

Regeln zum Berechnen der Wurzeln einer quadratischen Gleichung;
Anweisungen zur Verwendung eines Geldautomaten;
Straßenverkehrsordnung.

Fakten und Regeln liefern ausreichende Belege für eine langfristige Nutzung. Sie sind ziemlich statisch, d.h. im Laufe der Zeit nicht veränderbar.

Aktuelle Informationen stellen Daten dar, die in relativ kurzer Zeit verwendet wurden - der Dollarkurs, der Preis von Waren, Nachrichten.

Eine der wichtigsten Arten von Informationen sind Wirtschaftsinformationen. Seine Besonderheit ist seine Verbindung mit den Prozessen der Führung von Kollektiven von Menschen, einer Organisation. Wirtschaftsinformationen begleiten die Prozesse der Produktion, Verteilung, des Austauschs und des Konsums von materiellen Gütern und Dienstleistungen. Ein erheblicher Teil davon ist mit der sozialen Produktion verbunden und kann als Produktionsinformation bezeichnet werden.

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

1.2.2. Formen der Informationsangemessenheit

Für den Informationskonsumenten ist ein sehr wichtiges Merkmal seine Angemessenheit.

Im wirklichen Leben ist eine Situation kaum möglich, in der Sie sich auf die vollständige Angemessenheit der Informationen konzentrieren können. Es gibt immer ein gewisses Maß an Unsicherheit. Die Richtigkeit der Entscheidungsfindung des Verbrauchers hängt davon ab, inwieweit die Informationen dem tatsächlichen Zustand eines Objekts oder Prozesses angemessen sind.

Beispiel 2

Sie haben Ihr Abitur erfolgreich abgeschlossen und möchten sich in wirtschaftlicher Richtung weiterbilden. Nach Gesprächen mit Freunden werden Sie feststellen, dass diese Art der Ausbildung an verschiedenen Universitäten absolviert werden kann. Als Ergebnis solcher Gespräche erhalten Sie sehr widersprüchliche Informationen, die eine Entscheidung für die eine oder andere Option, d.h. die erhaltenen Informationen entsprechen nicht dem tatsächlichen Stand der Dinge.

Um verlässlichere Informationen zu erhalten, kaufen Sie ein Nachschlagewerk für Studienbewerber an Hochschulen, in dem Sie sich umfassend informieren. In diesem Fall können wir sagen, dass die Informationen, die Sie aus dem Nachschlagewerk erhalten haben, die Studienrichtungen an den Hochschulen angemessen widerspiegeln und Ihnen bei der endgültigen Wahl helfen.

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

Syntaktische Angemessenheit

Syntaktische Angemessenheit zeigt die formalen und strukturellen Eigenschaften von Informationen an und beeinflusst nicht den semantischen Inhalt. Auf syntaktischer Ebene werden die Art des Mediums und die Art der Informationspräsentation, die Übertragungs- und Verarbeitungsgeschwindigkeit, die Größe der Informationspräsentationscodes, die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Umsetzung dieser Codes usw. berücksichtigt. Informationen, die nur aus syntaktischer Sicht betrachtet werden, werden normalerweise als Daten bezeichnet, da in diesem Fall spielt die semantische Seite keine Rolle. Diese Form trägt zur Wahrnehmung äußerer Strukturmerkmale bei, d.h. syntaktische Seite der Information.

Semantische (semantische) Angemessenheit

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

Pragmatische (Verbraucher-)Angemessenheit

Pragmatische Angemessenheit spiegelt das Verhältnis von Information und ihrem Konsumenten wider, die Übereinstimmung der Information mit dem Managementziel, das auf ihrer Basis umgesetzt wird. Die pragmatischen Eigenschaften von Informationen manifestieren sich nur in der Einheit von Information (Objekt), Nutzer und Managementziel. Der pragmatische Aspekt der Überlegung ist mit dem Wert verbunden, dem Nutzen der Nutzung von Informationen für den Verbraucher, um eine Lösung zu entwickeln, um sein Ziel zu erreichen. Unter diesem Gesichtspunkt werden die Verbrauchereigenschaften von Informationen analysiert. Diese Form der Angemessenheit steht in direktem Zusammenhang mit praktischer Nutzen Informationen, mit der Übereinstimmung ihrer Zielfunktion mit der Aktivität des Systems.

1.2.3. Messinformationen

Zwei Parameter werden eingeführt, um Informationen zu messen:

Diese Parameter haben je nach betrachteter Angemessenheit unterschiedliche Ausdrücke und Interpretationen. Jede Form der Angemessenheit hat ihr eigenes Maß für die Informations- und Datenmenge (Abb. 1).

Reis. 1. Informationsmaßstäbe

Syntaktische Informationsmaße

Syntaktische Maße der Informationsmenge befassen sich mit unpersönlichen Informationen, die keine semantische Beziehung zu einem Objekt ausdrücken.

Die Datenmenge in einer Nachricht wird durch die 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:

In Binärsystem Recheneinheit - Bit ( Binärzahl - Binärzahl). Neben dieser Maßeinheit wird häufig die vergrößerte Maßeinheit „Byte“ verwendet, die 8 Bit entspricht.
im Dezimalsystem ist die Maßeinheit dit (Dezimalstelle).

Beispiel 3

Binäre Nachricht als 8-Bit-Binärcode 10111011 hat eine Datengröße Eine Nachricht im Dezimalsystem als 6-Bit-Zahl 275903 hat eine Datengröße

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

Lassen Sie den Verbraucher vor dem Erhalt von Informationen einige vorläufige (a priori) Informationen über das System haben ein ... Das Maß seiner Unkenntnis des Systems ist die Funktion H(a), die zugleich als Maß für die Unsicherheit des Systemzustandes dient. Diese Maßnahme wurde benannt Entropie... Wenn der Verbraucher vollständige Informationen über das System hat, ist die Entropie 0. Wenn der Verbraucher vollständige Unsicherheit über ein System hat, ist die Entropie eine positive Zahl. Wenn neue Informationen empfangen werden, nimmt die Entropie ab.

Nach Erhalt einer Nachricht B Der Empfänger erwarb einige zusätzliche Informationen, die seine a priori Ignoranz reduzierten, so dass die a posteriori (nach Erhalt der Nachricht B ) ist die Unsicherheit des Zustands des Systems geworden.

Dann die Menge an Informationen über das System, die in der Nachricht enthalten sind B , wird definiert als , das heißt, die Informationsmenge wird durch eine Änderung (Abnahme) der Unsicherheit des Zustands des Systems gemessen.

Wenn die ultimative Unsicherheit verschwindet, dann wird das anfängliche unvollständige Wissen durch das vollständige Wissen und die Menge an Informationen ersetzt. Mit anderen Worten, die Entropie des Systems H(a) kann als Maß für fehlende Informationen angesehen werden.

Entropie des Systems H(a) haben n mögliche Zustände nach der Shannon-Formel ist

(1)

wo ist die Wahrscheinlichkeit, dass das System in . ist ich -m-Zustand.

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

(2)

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

Beispiel 4

Das System, das den Vorgang des Werfens einer Münze beschreibt, hat zwei gleich wahrscheinliche Zustände. Wenn Sie erraten müssen, welche Seite oben lag, dann haben Sie zunächst völlige Unsicherheit über den Zustand des Systems. Um Informationen über den Zustand des Systems zu erhalten, stellen Sie die Frage: "Ist es ein Adler?" Mit dieser Frage versuchen Sie, die Hälfte der unbekannten Zustände zu verwerfen, d.h. Verringern Sie die Unsicherheit um das 2-fache. Welche Antwort auch immer "Ja" oder "Nein" ist, Sie erhalten 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), da log2 2 = 1.

Beispiel 5.

Spiel "Errate die Zahl". Sie müssen die gedachte Zahl von 1 bis 100 erraten. Zu Beginn des Ratens haben Sie völlige Unsicherheit über den Zustand des Systems. Beim Raten müssen Sie die Fragen nicht chaotisch stellen, sondern so, dass die Antwort die Wissensunsicherheit um das 2-fache reduziert und so nach jeder Frage etwa 1 Bit Information erhält. Zum Beispiel müssen Sie zuerst die Frage stellen: "Ist die Zahl größer als 50?" Der "richtige" Ansatz beim Raten ermöglicht es, die Zahl in 6-7 Fragen zu erraten. Wenden wir Formel (2) an, dann stellt sich heraus, dass die Entropie des Systems gleich log2 100 = 6,64 ist.

Beispiel 6.

Das Tumbo-Jumbo-Alphabet enthält 32 verschiedene Symbole. Wie groß ist die Entropie des Systems? Mit anderen Worten, es ist notwendig zu bestimmen, wie viele Informationen jedes Symbol trägt.
Wenn wir annehmen, dass jedes Zeichen mit gleicher Wahrscheinlichkeit in Wörtern vorkommt, dann ist die Entropie log2 32 = 5.

Die am häufigsten verwendeten Logarithmen sind binär und dezimal. Die Maßeinheiten sind in diesen Fällen bit bzw. dit.

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

Je größer der Koeffizient des Informationsgehalts Y ist, desto weniger Arbeit ist mit der Umwandlung von Informationen (Daten) im System verbunden. Daher streben sie eine Erhöhung des Informationsgehalts an, für die spezielle Verfahren zur optimalen Codierung von Informationen entwickelt werden.

Semantisches Maß der Information

Um den semantischen Inhalt von Informationen zu messen, d.h. seine Quantität auf semantischer Ebene wurde am meisten durch das von Yu. I. Schneider vorgeschlagene Thesaurus-Maß erkannt. Er verbindet die semantischen Eigenschaften von Informationen vor allem mit der Fähigkeit des Nutzers, eine eingehende Nachricht zu empfangen. Dafür wird das Konzept verwendet " Benutzerthesaurus".

Abhängig von der Beziehung zwischen dem semantischen Inhalt von Informationen S und Benutzerthesaurus Sp die Menge an semantischen Informationen, die vom Benutzer wahrgenommen und anschließend von ihm in seinen Thesaurus aufgenommen werden, ändert sich. Die Art dieser Abhängigkeit ist in Abb. 2. Betrachten Sie zwei Grenzfälle, in denen die Menge an semantischen Informationen gleich 0:

Der Verbraucher erhält die maximale Menge an semantischen Informationen, wenn er sich auf seinen semantischen Inhalt einigen kann S mit seinem Thesaurus , wenn die eingehenden Informationen für den Benutzer verständlich sind und ihm bisher unbekannte (in seinem Thesaurus abwesende) Informationen enthalten.

Folglich ist die Menge an semantischer Information in der Nachricht, die Menge an neuem Wissen, die der Benutzer erhält, ein relativer Wert. Ein und dieselbe Nachricht kann für einen kompetenten Benutzer einen semantischen Inhalt haben und für einen inkompetenten Benutzer bedeutungslos (semantisches Rauschen) sein.

Ö.

Reis. 2. Abhängigkeit der Menge semantischer Informationen, die der Verbraucher von seinem Thesaurus wahrnimmt

Bei der Bewertung des semantischen (sinnvollen) Aspekts von Informationen sollte man sich auf die Werte einigen S und sp.

Der Inhaltsfaktor kann als relatives Maß für die Menge an semantischen Informationen dienen MIT , die als das Verhältnis der Menge an semantischer Information zu ihrem Volumen definiert ist

Pragmatisches Maß an Information

Das pragmatische Maß an Information dient dazu, seine Nützlichkeit(Werte) für den Benutzer, um das gesetzte Ziel zu erreichen. Dieses Maß ist aufgrund der Besonderheiten der Verwendung dieser Informationen in einem bestimmten System auch ein relativer Wert. Es ist ratsam, den Informationswert in den gleichen Einheiten (oder nahe daran) zu messen, in denen die Zielfunktion gemessen wird.

Beispiel 7

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

wo ist der Wert der Informationsnachricht für das Steuerungssystem ;

- a priori erwarteter wirtschaftlicher Effekt des Funktionierens des Kontrollsystems;

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

Zum Vergleich sind die eingeführten Informationsmaße tabellarisch dargestellt. eins.

Tabelle 1. Informationseinheiten und Beispiele

Informationsmaßstäbe	Einheiten	Beispiele von (für den Computerbereich)
Syntaktisch: a) Shannons Ansatz b) Computeransatz	a) der Grad der Verringerung der Unsicherheit b) Einheiten der Informationspräsentation	a) die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses b) Bit, Byte, KB usw.
Semantik	a) Thesaurus b) Wirtschaftsindikatoren	a) Anwendungspaket, Personalcomputer, Computernetzwerke usw. b) Rentabilität, Produktivität, Abschreibungsrate usw.
Pragmatisch	Nutzwert	Speicherkapazität, Computerleistung, Baudrate usw. Geldausdruck Zeit für die Verarbeitung von Informationen und das Treffen von Entscheidungen

1.2.4. Informationseigenschaften

Die Möglichkeit und Effizienz der Nutzung von Informationen wird durch grundlegende Eigenschaften wie Repräsentativität, Aussagekraft, Suffizienz, Verfügbarkeit, Relevanz, Aktualität, Genauigkeit, Zuverlässigkeit, Nachhaltigkeit bestimmt.
Die Repräsentativität von Informationen ist mit der Richtigkeit ihrer Auswahl und Bildung verbunden, um die Eigenschaften des Objekts angemessen widerzuspiegeln.

Die wichtigsten sind hier:

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

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

Prägnanz information spiegelt die semantische Kapazität wider, gleich dem Verhältnis der Menge der semantischen Informationen in der Nachricht zur Menge der verarbeiteten Daten, d.h. . Mit steigendem Informationsgehalt steigt die semantische Bandbreite des Informationssystems, da zum Erhalt der gleichen Informationen eine geringere Datenmenge umgesetzt werden muss.

Zusammen mit dem Inhaltsfaktor C unter Berücksichtigung des semantischen Aspekts können Sie auch den Koeffizienten des Informationsgehalts verwenden, der durch das Verhältnis der Menge der syntaktischen Informationen (nach Shannon) zur Datenmenge gekennzeichnet ist .

Angemessenheit(Vollständigkeit) von Informationen bedeutet, dass sie eine Mindestzusammensetzung (Indikatorensatz) enthalten, die jedoch ausreichend ist, um eine korrekte Entscheidung zu treffen. Der Begriff der Vollständigkeit von Informationen ist mit seinem semantischen Inhalt (Semantik) und Pragmatik verbunden. Als unvollständig, d.h. reichen nicht aus, um die richtige Entscheidung zu treffen, und redundante Informationen verringern die Effektivität der vom Benutzer getroffenen Entscheidungen.

Verfügbarkeit Informationen für die Wahrnehmung des Benutzers werden durch die Implementierung geeigneter Verfahren für deren Empfang und Umwandlung bereitgestellt In einem Informationssystem werden beispielsweise Informationen in eine zugängliche und benutzerfreundliche Form umgewandelt. Dies wird insbesondere durch den Abgleich seiner semantischen Form mit dem Thesaurus des Benutzers erreicht.

Relevanz Informationen werden durch den Erhaltungsgrad des Wertes von Informationen für das Management zum Zeitpunkt ihrer Verwendung bestimmt und hängen von der Dynamik der Veränderungen ihrer Eigenschaften und von der Zeit ab, die seit dem Auftreten dieser Informationen vergangen ist.

Aktualität Information bedeutet, dass sie spätestens zu einem bestimmten Zeitpunkt eintrifft, der auf den Zeitpunkt der Problemlösung abgestimmt ist.

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

formale Genauigkeit, gemessen am Wert der Einheit der niedrigstwertigen Ziffer der 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, die durch den funktionalen Zweck des Indikators bestimmt wird.

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

Nachhaltigkeit Informationen spiegeln ihre Fähigkeit wider, auf Änderungen der Originaldaten zu reagieren, ohne die erforderliche Genauigkeit zu verletzen. Die Stabilität der Information wird ebenso wie ihre Repräsentativität durch die gewählte Methode ihrer Auswahl und Bildung bestimmt.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass Parameter der Informationsqualität wie Repräsentativität, Aussagekraft, Suffizienz, Verfügbarkeit, Nachhaltigkeit ausschließlich auf der methodischen Ebene der Informationssystementwicklung bestimmt werden. Die Parameter Relevanz, Aktualität, Genauigkeit und Verlässlichkeit werden in größerem Maße auch auf methodischer Ebene bestimmt, ihr Wert wird jedoch maßgeblich von der Art der Funktionsweise des Systems, vor allem seiner Verlässlichkeit, beeinflusst. Gleichzeitig sind die Parameter Relevanz und Genauigkeit mit den Parametern Aktualität bzw. Zuverlässigkeit fest verbunden.

1.2.5. Allgemeine Eigenschaften von Informationsprozessen

In der Natur und in der Gesellschaft gibt es eine ständige Interaktion von Objekten, die mit Informationsänderungen verbunden sind. Informationswandel entsteht durch verschiedene Einflüsse. Die Menge der Aktionen mit Informationen heißt Informationsprozess... Informationsaktivität besteht aus einer Vielzahl von Aktionen, die mit Informationen ausgeführt werden. Darunter sind Aktionen im Zusammenhang mit der Suche, dem Empfang, der Verarbeitung, Übertragung, Speicherung und dem Schutz von Informationen hervorzuheben.

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

Verfahren sammeln beinhaltet:

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

Damit die Daten gemessen und aufgezeichnet werden können, muss eine Hardware vorhanden sein, die die Signale in eine für das Empfängersystem akzeptable (kompatible) Form umwandelt. Um beispielsweise die Temperatur eines Patienten oder die Bodenfeuchte für die weitere Verarbeitung zu erfassen, werden spezielle Sensoren benötigt. Außerdem wird Hardware benötigt, um diese Daten auf Medien zu schreiben oder zu übertragen.

Die Informationsspeicherung ist notwendig, um dieselben Daten mehrfach verwenden zu können. Um die Speicherung von Informationen sicherzustellen, sind Hardware-Mittel zum Schreiben von Daten auf einen materiellen Datenträger und zum Lesen von einem Datenträger erforderlich.

Verfahren Austausch Informationen implizieren das Vorhandensein einer Quelle und eines Verbrauchers (Empfängers) von Informationen. Der Prozess der Informationsfreigabe aus einer Quelle heißt source Übertragung, und der Prozess der Beschaffung von Verbraucherinformationen wird als . bezeichnet Rezeption... Somit impliziert der Austauschprozess das Vorhandensein von zwei miteinander verbundenen Sende-Empfangs-Prozessen.

Die Sende- und Empfangsprozesse können unidirektional, bidirektional und auch abwechselnd bidirektional sein.

Die Pfade und Prozesse, die die Übertragung von Nachrichten von der Informationsquelle zu ihrem Verbraucher gewährleisten, werden als . bezeichnet Informationskommunikation.

Reis. 3. Informationsprozess des Informationsaustausches

Informationsquellen und -konsumenten können Menschen, Tiere, Pflanzen, Automaten sein. 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 Änderung in der physischen Umgebung, die eine Nachricht anzeigt. Das Signal kann Ton, Licht, Geruch (Geruch), elektrisch, elektromagnetisch usw. sein.

Der Codierer wandelt die Nachricht aus einer Form, die von der Quelle verstanden wird, in Signale des physischen Mediums um, über das die Nachricht übertragen wird. Der Decoder führt den umgekehrten Vorgang durch und wandelt die Signale des Mediums in eine für den Verbraucher verständliche Form um.

Die materiellen Träger der übermittelten Botschaften können natürliche chemische Verbindungen (wahrnehmbar für Geruch und Geschmack), mechanische Schwingungen der Luft oder die Membran eines Telefons (bei der Tonübertragung), Schwingungen . sein elektrischer Strom in Leitungen (Telegraf, Telefon), elektromagnetische Wellen im optischen Bereich (vom menschlichen Auge wahrgenommen), elektromagnetische Wellen im Funkbereich (zur Übertragung von Ton und Fernsehbildern).

Bei Mensch und Tier werden Informationen über das Nervensystem in Form von schwachen elektrischen Strömen oder mit Hilfe spezieller chemischer Verbindungen (Hormone) im Blut übertragen.

Kommunikationskanäle zeichnen sich aus durch Durchsatz- die pro Zeiteinheit übertragene Datenmenge. Sie hängt von der Geschwindigkeit der Informationsumwandlung in Transceiver-Geräten und von den physikalischen Eigenschaften der Kanäle selbst ab. Die Bandbreite wird durch die Fähigkeiten der physikalischen Natur des Kanals bestimmt.

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

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

Folglich kann der Informationsprozess aus einer Reihe von Datentransformationen und deren Speicherung in einer neuen Form bestehen.
Informationsprozesse in der modernen Welt werden in der Regel auf einem Computer automatisiert. Es entstehen immer mehr Informationssysteme, die Informationsprozesse implementieren und die Bedürfnisse der Informationskonsumenten befriedigen.

Das Speichern von Daten in Computerkatalogen ermöglicht es Ihnen, Informationen schnell zu kopieren, auf verschiedene Medien zu legen und sie in verschiedenen Formen an Benutzer auszugeben. Auch die Prozesse der Informationsübertragung über weite Distanzen unterliegen Veränderungen. Die Menschheit stellt sich allmählich auf die Kommunikation über globale Netzwerke um.

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

Für die Verarbeitung sind folgende Voraussetzungen erforderlich:

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

Der Verarbeitungsprozess endet mit dem Erhalt neuer Informationen (in Form, Inhalt, Bedeutung), die als das resultierende Information.

Der Prozess der Informationsverarbeitung ähnelt dem Prozess der Materialherstellung. Bei der Herstellung von Gütern werden Rohstoffe (Ausgangsstoffe), Produktionsumgebung und Werkzeuge (Werkstatt und Werkzeugmaschinen) sowie Technologien zur Herstellung von Gütern benötigt.
Alle oben beschriebenen Einzelaspekte des Informationsprozesses sind eng miteinander verknüpft.

Bei der Durchführung eines Informationsprozesses auf einem Computer werden vier Gruppen von Aktionen mit Daten unterschieden - Eingabe, Speicherung, Verarbeitung und Ausgabe.

Die Verarbeitung umfasst die Umwandlung von Daten in einer Softwareumgebung. Jede Softwareumgebung verfügt über eine Reihe von Tools, mit denen Sie die Daten ermitteln können. Um die Verarbeitung durchzuführen, müssen Sie die Arbeitstechnologie in der Umgebung kennen, d.h. Technologie für die Arbeit mit Umweltwerkzeugen.

Um die Verarbeitung zu ermöglichen, müssen Sie Daten eingeben, d.h. Übertragung vom Benutzer zum Computer. Dafür sind verschiedene Eingabegeräte vorgesehen.

Damit die Daten nicht verloren gehen und wiederverwendet werden können, werden die Daten auf verschiedenen Speichergeräten aufgezeichnet.

Um die Ergebnisse der Informationsverarbeitung zu sehen, müssen diese angezeigt werden, d.h. Übertragung vom Computer zum Benutzer mit einer Vielzahl von Ausgabegeräten.

1.2.6. Numerische Informationscodierung

Allgemeine Konzepte

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

Codierungssystem- ein Regelwerk für die Code-Bezeichnung 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 Anordnungsreihenfolge im Code der Symbole, die verwendet werden, um ein Klassifikationsmerkmal zu bezeichnen.

Die Prozedur zum Zuweisen eines Codes zu einem Objekt heißt Codierung.

Das Konzept der Zahlensysteme

Zahlen können in verschiedenen Zahlensystemen dargestellt werden.

Zum Schreiben von Zahlen können nicht nur Zahlen verwendet werden, sondern auch Buchstaben (z. B. Schreiben von römischen Ziffern - XXI, MCMXCIX). Je nach Darstellungsweise der Zahlen werden die Zahlensysteme geteilt durch positionell und nicht-positionsbezogen.

Im Positionszahlensystem hängt der quantitative Wert jeder Ziffer einer Zahl davon ab, wo (Position oder Ziffer) die eine oder andere Ziffer dieser Zahl geschrieben ist. Nummernpositionen werden von rechts nach links von 0 durchnummeriert. Wenn Sie beispielsweise die Position der Ziffer 2 im Dezimalzahlensystem ändern, können Sie Dezimalzahlen unterschiedlicher Größe schreiben, zum Beispiel 2 (die Ziffer 2 steht an der 0-ten Stelle und bedeutet zwei Einheiten); 20 (Zahl 2 steht an erster Stelle und bedeutet zwei Zehner); 2000 (Nummer 2 steht an dritter Stelle und bedeutet zweitausend); 0,02 usw. Das Verschieben der Position einer Ziffer zu einer benachbarten Ziffer erhöht (verringert) ihren Wert um das Zehnfache.

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

Die Anzahl (p) verschiedener Symbole, die verwendet werden, um eine Zahl in einem Positionszahlensystem darzustellen, heißt Basis Zahlensystem. Ziffernwerte reichen von 0 bis p-1.

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

Für einen Computer war das binäre Zahlensystem (p = 2) am geeignetsten und zuverlässigsten, bei dem Zahlen durch die Zahlenfolgen - 0 und 1 dargestellt werden bequem, die Darstellung von Informationen mit zwei weiteren Zahlensystemen zu verwenden:

oktal (p = 8, d. h. jede Zahl wird mit 8 Ziffern dargestellt - 0,1, 2, ... 7);
hexadezimal (p = 16, verwendete Symbole sind Zahlen - 0, 1, 2, ..., 9 und Buchstaben - A, B, C, D, E, F, ersetzen die Zahlen 10, 11, 12, 13, 14, 15 beziehungsweise).

Die Entsprechung der Codes der dezimalen, binären und hexadezimalen Zahlensysteme ist in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2. Übereinstimmung von 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 der ganzen Zahl der Zahl N ist;

- (k –1) -te Ziffer des ganzzahligen Teils der Zahl N geschrieben in der Basis p;

N-te Ziffer des Bruchteils der Zahl N geschrieben in Basis p;

n die Anzahl der Stellen im Nachkommateil der Zahl N ist;

Die maximale Anzahl, die in k-Bits dargestellt werden kann.

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

Wenn Sie im ganzzahligen Teil die Zahlen k-Bits und im Bruchteil n-Bits haben, können Sie nur unterschiedliche Zahlen schreiben.

Unter Berücksichtigung dieser Bezeichnungen sieht die Aufzeichnung der Zahl N in jedem Positionszahlensystem mit der Basis p wie folgt aus:

Beispiel 8

Mit p = 10 ist die Zahl im Dezimalsystem 2466.675 10, wobei k = 4, n = 3 ist.

Für p = 2 ist die Darstellung der Zahl im Binärsystem 1011.112, wobei k = 4, n = 2.

Binäre und hexadezimale Zahlensysteme haben die gleichen Eigenschaften wie dezimale, nur um Zahlen darzustellen, werden nicht 10 Ziffern verwendet, sondern nur zwei im ersten Fall und 10 Ziffern und 6 Buchstaben im zweiten Fall. Dementsprechend heißt die Ziffer der Zahl nicht dezimal, sondern binär oder hexadezimal. Die Grundgesetze bei der Ausführung arithmetischer Operationen in binären und hexadezimalen Zahlensystemen werden genauso beachtet wie bei dezimalen.

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

Beispiel 9

Dezimalschreibweise

In binärer Notation

Hexadezimale Schreibweise

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

Darstellungsformen von Zahlen im Computer

Computer verwenden zwei Darstellungsformen für Binärzahlen:

natürliche oder Festkomma-(Punkt-)Form;
Normalform oder Gleitkomma-(Punkt-)Form.

In natürlicher Form (mit einem Fixpunkt) werden alle Zahlen als Ziffernfolge mit einer für alle Zahlen konstanten Position des Kommas dargestellt, das den ganzzahligen Teil vom Bruchteil trennt.

Beispiel 10

Im Dezimalsystem gibt es 5 Stellen im ganzzahligen Teil einer Zahl und 5 Stellen im Bruchteil einer Zahl. Die in ein solches Bitraster geschriebenen Zahlen haben beispielsweise die Form: +00564.24891; -10304,0674 usw. Die maximale Anzahl, die in einem solchen Bitraster dargestellt werden kann, wäre 99999,99999.

Die Festkommaform der Zahlen ist die einfachste, hat aber einen begrenzten Zahlenbereich. Wenn die Operation zu einer Zahl führt, die außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, läuft das Bitraster über und weitere Berechnungen werden bedeutungslos. Daher wird diese Darstellungsform in modernen Computern meist nur für ganze Zahlen.

Wenn ein Zahlensystem zur Basis p mit k Stellen im ganzzahligen Teil und n Stellen im Nachkommateil der Zahl verwendet wird, dann wird der Bereich der signifikanten Zahlen N, wenn er in der Form mit einem Festpunkt dargestellt wird, durch das Verhältnis bestimmt:

Beispiel 11

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

Normalform (Gleitkomma) jede Zahl wird als zwei Zahlengruppen dargestellt. Die erste Zahlengruppe heißt Mantisse, das zweite ist ordentlich, und der Absolutwert der Mantisse muss kleiner als 1 sein und die Reihenfolge muss eine ganze Zahl sein. Im Allgemeinen kann eine Gleitkommazahl wie folgt dargestellt werden:

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

r die Ordnung der Zahl ist (r ist eine ganze Zahl);

p ist die Basis des Zahlensystems.

Beispiel 12

Gegeben im Beispiel 3 Zahlen +00564.24891; -10304,0674 wird in Gleitkommaform durch die folgenden Ausdrücke dargestellt:

Die normale Darstellungsform hat einen großen Zahlenbereich und ist die wichtigste in modernen Computern. Das Vorzeichen der Zahl ist in einer Binärziffer codiert. In diesem Fall bedeutet Code 0 das Zeichen "+", Code 1 bedeutet das Zeichen "-".

Wenn ein Zahlensystem mit der Basis p verwendet wird, wenn m Stellen für die Mantisse und s Stellen für die Ordnung vorhanden sind (ohne die vorzeichenbehafteten Stellen der Ordnung und Mantisse), dann ist der Bereich der signifikanten Zahlen N, wenn er in Normalform dargestellt wird, wird bestimmt durch das Verhältnis:

Beispiel 13

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

Formate zur Darstellung von Zahlen in einem Computer

Eine Folge von mehreren Bits oder Bytes wird oft als Feld Daten. Bits in einer Zahl (in einem Wort, in einem Feld usw.) werden von rechts nach links nummeriert, beginnend mit dem 0-ten Bit.

Der Computer kann Felder konstanter und variabler Länge verarbeiten.

Felder mit konstanter Länge:

Wort - 2 Byte

Halbwort - 1 Byte

Doppelwort - 4 Byte

erweitertes Wort - 8 Byte.

Felder mit variabler Länge kann 0 bis 256 Byte umfassen, muss jedoch eine ganze Zahl von Bytes sein.

Festkommazahlen liegen meistens im Wort- und Halbwortformat vor. Gleitkommazahlen - Doppel- und Breitwortformat.

Beispiel 14

Die Dezimalzahl –193 entspricht binär –11000001. Wir stellen diese Zahl in zwei Formaten dar.

Die natürliche (Festkomma-)Form dieser Zahl erfordert ein 2-Byte-Wort. (Tisch 3).

Tisch 3

Nummernschild

Der absolute Wert der Zahl

Nr. der Kategorie

In Normalform hat die Zahl -19310 in dezimaler Schreibweise die Form -0.193x103 und in binärer Schreibweise hat dieselbe Zahl die Form -0.11000001x21000. Die Mantisse, die in binärer Form die Zahl 193 bezeichnet, hat 8 Stellen. Die Reihenfolge der Zahl ist also 8, also ist die Zweierpotenz 8 (10002). Die Zahl 8 wird ebenfalls binär geschrieben. Die normale Form dieser Zahl (Gleitkomma) erfordert ein Doppelwort, d.h. 4 Byte (Tabelle 4).

Tabelle 4

	Nummernschild	Befehl	Mantisse
Nr. der Kategorie

Das Vorzeichen der Zahl wird im 31. Bit ganz links geschrieben. 7 Bits werden zugewiesen, um die Reihenfolge der Nummer (vom 24. bis zum 30.) aufzuzeichnen. Diese Positionen enthalten die Zahl 8 in binärer Form. Zum Schreiben der Mantisse werden 24 Bits zugewiesen (von 0 bis 23). Die Mantisse wird von links nach rechts geschrieben.

Umrechnung von einem beliebigen Positionssystem in das Dezimalzahlensystem

Übersetzung aus einem beliebigen Positionszahlensystem, das beispielsweise in einem Computer mit der Basis p = 2 verwendet wird; acht; 16, in dezimaler Schreibweise erfolgt nach der Formel (1).

Beispiel 15

Konvertieren Sie eine Binärzahl in eine Dezimalschreibweise. Durch Einsetzen der entsprechenden Binärziffern der ursprünglichen Zahl in die Übersetzungsformel (1) finden wir:

Beispiel 16

Beispiel 17

Konvertieren Sie die Zahl in die Dezimalschreibweise.

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

Konvertieren einer ganzen Zahl von einem Dezimal- in ein anderes Positionszahlensystem

Betrachten Sie die umgekehrte Übersetzung - vom Dezimalsystem in ein anderes Zahlensystem. Der Einfachheit halber beschränken wir uns darauf, nur ganze Zahlen zu übersetzen.

Die allgemeine Übersetzungsregel lautet wie folgt: Die Zahl N muss durch p geteilt werden. Der resultierende Rest ergibt die Ziffer im 1. Bit der p-ären Notation der Zahl N. Dann dividiere den resultierenden Quotienten wieder durch p und erinnere dich wieder an 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 höchstwertige Ziffer.

Beispiel 18

Konvertieren Sie die Dezimalzahl N = 20 (p = 10) in eine binäre Zahl (p = 2).

Wir handeln nach obiger Regel (Abb. 4). Die erste Division ergibt den Quotienten 10 und den Rest gleich 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 Stelle der resultierenden Binärzahl. Hier endet die Teilung. Jetzt schreiben wir das Ergebnis, beginnend mit dem letzten Quotienten, und schreiben dann alle Reste um. Als Ergebnis erhalten wir:

Reis. 4. Konvertieren einer Dezimalzahl in eine Binärzahl durch Division

1.2.7. Codierung von Textdaten

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

Durch Drücken einer Taste auf der Tastatur wird das Signal als Binärzahl an den Computer gesendet, die in der Codetabelle gespeichert wird. Eine Codetabelle ist die interne Darstellung von Zeichen in einem Computer. Weltweit wird die ASCII-Tabelle (American Standard Code for Informational Interchange) als Standard akzeptiert.

Um den Binärcode eines Zeichens zu speichern, wird 1 Byte = 8 Bit zugewiesen. Da jedes Bit entweder 1 oder 0 ist, ist die Anzahl der möglichen Kombinationen von Einsen und Nullen gleich. Dies bedeutet, dass Sie mit Hilfe von 1 Byte 256 verschiedene Binärcode-Kombinationen erhalten und mit deren Hilfe 256 verschiedene Symbole anzeigen können. Diese Codes bilden die ASCII-Tabelle. Um die Einträge zu verkürzen und die Verwendung dieser Zeichencodes in der Tabelle zu erleichtern, wird ein hexadezimales Zahlensystem verwendet, bestehend aus 16 Zeichen - 10 Ziffern und 6 lateinischen Buchstaben: A, B, C, D, E, F. Bei der Zeichencodierung , wird eine Zahl in die erste Spalte geschrieben und dann die Zeilen, an deren Schnittpunkt sich dieses Zeichen befindet.

Die Kodierung jedes Zeichens mit 1 Byte ist mit der Berechnung der Entropie des Zeichensystems verbunden (siehe Beispiel 6). Bei der Entwicklung eines Zeichencodiersystems haben wir berücksichtigt, dass 26 Kleinbuchstaben des lateinischen (englischen) Alphabets und 26 Großbuchstaben, Zahlen von 0 bis 9, Satzzeichen, Sonderzeichen und arithmetische Zeichen codiert werden müssen. Dies sind die sogenannten internationalen Symbole. Es stellt sich heraus, ungefähr 128 Zeichen. Weitere 128 Codes sind für die Codierung der Symbole des nationalen Alphabets und einiger zusätzlicher Zeichen reserviert. Im Russischen sind dies 33 Klein- und 33 Großbuchstaben. Die Gesamtzahl der zu kodierenden Zeichen wird immer 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 einen Hexadezimalcode - 53 dargestellt. Wenn Sie den Buchstaben S auf der Tastatur drücken, wird sein Äquivalent in den Computerspeicher geschrieben - der Binärcode 01010011, der durch Ersetzen jeder Hexadezimalziffer durch . erhalten wird sein binäres Äquivalent.

In diesem Fall wird die Zahl 5 durch den Code 0101 und die Zahl 3 durch den Code 0011 ersetzt. Wenn der Buchstabe S auf dem Bildschirm angezeigt wird, erfolgt die Dekodierung im Computer - sein Bild wird mit diesem Binärcode erstellt.

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

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

Beachten Sie! Ziffern werden in zwei Fällen nach dem ASCII-Standard kodiert - bei der Eingabe-Ausgabe und wenn sie im Text vorkommen.

Betrachten Sie zum Vergleich die Zahl 45 für zwei Codierungsoptionen.

Bei Verwendung in Text benötigt diese Zahl 2 Byte für ihre Darstellung. jede Ziffer wird durch einen eigenen Code gemäß der ASCII-Tabelle dargestellt (Abb. 4). Im Hexadezimalsystem ist der Code 34 35, im Binärsystem - 00110100 00110101, was 2 Byte erfordert.

Reis. 5. Tabelle der ASCII-Codes (Fragment)

1.2.8. Codierung von grafischen Informationen

Farbe in einem Computer verstehen

Grafikdaten sind verschiedene Arten von Grafiken, Diagrammen, Diagrammen, Zeichnungen usw. Jedes grafische Bild kann als eine bestimmte Zusammensetzung von Farbbereichen dargestellt werden. Farbe bestimmt die Eigenschaft von sichtbaren Objekten, die vom Auge direkt wahrgenommen werden.

In der Computerindustrie basiert die Darstellung jeder Farbe auf drei sogenannten Primärfarben: Blau, Grün, Rot. Sie werden als RGB (Rot - Grün - Blau) abgekürzt.

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 eine weiße Farbe. Eine Mischung von 0% jeder Farbe ergibt eine schwarze Farbe.

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

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

Aufgrund der Notwendigkeit, die verschiedenen physikalischen Prozesse der Farbwiedergabe in einem Computer zu beschreiben, wurden verschiedene Farbmodelle entwickelt. Die Palette der reproduzierbaren Farben und deren Darstellung für Monitor und Drucker sind unterschiedlich und hängen von den verwendeten Farbmodellen ab.

Farbmodelle werden mit einem mathematischen Apparat beschrieben und ermöglichen die Darstellung verschiedener Farbnuancen durch Mischen mehrerer Grundfarben.

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

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

RGB-Modell

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

Das RGB-Farbmodell wird häufig verwendet, um die von Monitoren angezeigten Farben zu beschreiben, die von Scannern und Farbfiltern gescannt werden. Es wird nicht verwendet, um den Farbraum auf dem Druckgerät anzuzeigen.

Farbe im RGB-Modell wird als Summe von drei Grundfarben dargestellt – Rot (Rot), Grün (Grün) und Blau (Blau) (Abb. 6). RGB reproduziert Farben gut im Bereich von Blau bis Grün und etwas schlechter - Gelb- und Orangetöne.

Im RGB-Modell ist jede Grundfarbe durch Helligkeit (Intensität) gekennzeichnet, die 256 diskrete Werte von 0 bis 255 annehmen kann. Daher können Sie Farben in verschiedenen Anteilen mischen und die Helligkeit jeder Komponente variieren. So erhalten Sie

256x256x256 = 16.777.216 Farben.

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

Reis. 6. Kombinationen von Grundfarben des RGB-Modells

Die Dezimalschreibweise besteht aus drei Gruppen von drei Dezimalzahlen, die durch Kommas getrennt sind, z. B. 245,155,212. Die erste Zahl entspricht der Helligkeit des Rotanteils, die zweite dem Grünanteil und die dritte dem Blauanteil.

Der hexadezimale Farbcode ist 0xXXXXXX. 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 hexadezimale Zahl, die die Helligkeit des Rotanteils repräsentiert, das zweite und dritte Paar entsprechen der Helligkeit des Grün- und Blauanteils.

Beispiel 20

Die maximale Leuchtdichte der Grundfarben ermöglicht die Darstellung von Weiß. Dies entspricht 255.255.255 dezimal und 0xFFFFFF hexadezimal.

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

Das Mischen von roten, grünen und blauen Farben mit unterschiedlicher, aber gleicher Helligkeit ergibt eine Skala von 256 Graustufen (Abstufungen) - von Schwarz bis Weiß. Graustufenbilder werden auch Graustufenbilder genannt.

Da die Helligkeit jeder der Grundfarbkomponenten nur 256 ganzzahlige Werte annehmen kann, kann jeder Wert durch eine 8-Bit-Binärzahl (eine Folge von 8 Nullen und Einsen, () dh ein Byte dargestellt werden , Informationen über jede Farbe benötigen 3 Byte (ein Byte für jede Grundfarbe) oder 24 Bit Speicher zum Speichern Da alle Grautöne durch Mischen von drei Komponenten der gleichen Helligkeit gebildet werden, ist nur 1 Byte erforderlich, um eines der 256 Grautöne darzustellen.

CMYK-Modell

Das CMYK-Modell beschreibt das Mischen von Farben auf einem Druckgerät. Dieses Modell verwendet drei Grundfarben: Cyan, Magenta und Yellow. Zusätzlich wird schwarz (schwarz) verwendet (Abb. 7). In Wörtern hervorgehobene Großbuchstaben bilden eine Palettenabkürzung.

Reis. 7. Kombinationen von Grundfarben des CMYK-Modells

Jede der drei CMYK-Grundfarben erhält man durch Subtraktion einer der RGB-Grundfarben von Weiß. Zum Beispiel wird Cyan durch Subtrahieren von Rot von Weiß und Gelb durch Subtrahieren von Blau erhalten. Denken Sie daran, dass Weiß im RGB-Modell bei maximaler Helligkeit als eine Mischung aus Rot, Grün und Blau dargestellt wird. Dann lassen sich die Grundfarben des CMYK-Modells mit den Subtraktionsformeln für die Grundfarben des RGB-Modells wie folgt darstellen:

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

Gelb = RGB - B = RG = (255,255,0)

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

Da CMYK-Grundfarben durch Subtrahieren von RGB-Grundfarben von Weiß erhalten werden, werden sie als subtraktiv bezeichnet.

Die Grundfarben des CMYK-Modells sind lebendige Farben und eignen sich nicht gut für die Wiedergabe dunkler Farben. Wenn sie in der Praxis gemischt werden, ergibt sich also kein reines Schwarz, sondern eine schmutzige braune Farbe. Daher umfasst das CMYK-Farbmodell auch reines Schwarz, das verwendet wird, um dunkle Töne zu erzeugen, sowie um schwarze Bildelemente zu drucken.

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

Nicht alle CMYK-Farben können in RGB 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.

HSB-Modell

Das HSB-Modell basiert auf drei Parametern: H – Farbton oder Ton (Hue), S – Sättigung (Sättigung) und B – Helligkeit (Helligkeit). 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 Farbwahrnehmung des menschlichen Auges. Es ermöglicht Ihnen, Farben auf intuitive Weise zu beschreiben. Wird oft von Künstlern verwendet.

Im HSB-Modell bezieht sich die Sättigung auf die Reinheit einer Farbe. Eine Sättigung von Null steht für Grau und die maximale Sättigung für die hellste Variation dieser Farbe. Unter Helligkeit wird der Beleuchtungsgrad verstanden.

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

Reis. 8. Grafische Darstellung des HSB-Modells

Labormodell

Das Lab-Modell wird für ein Druckgerät verwendet. Es ist perfekter als das CMYK-Modell, dem so viele Schattierungen fehlen. Eine grafische Darstellung des Lab-Modells ist in Abb. neun.

Reis. 9. Grafische Darstellung des Lab-Modells

Das Lab-Modell basiert auf drei Parametern: L – Helligkeit (Luminosity) und zwei Farbparametern – a und b. Parameter a enthält Farben von Dunkelgrün über Grau bis hin zu Pink. Der Parameter b enthält Farben von hellblau über grau bis hellgelb.

Codierung von grafischen Informationen

Grafikbilder werden in Grafikformatdateien gespeichert.

Bilder sind eine Ansammlung von grafischen Elementen (Bildelement) oder kurz Pixel (Pixel). Um ein Bild zu beschreiben, ist es notwendig, einen Weg zur Beschreibung eines Pixels zu definieren.

Eine Pixelfarbbeschreibung ist im Wesentlichen ein Farbcode gemäß einem bestimmten Farbmodell. Die Pixelfarbe wird durch mehrere Zahlen beschrieben. Diese Nummern werden auch Kanäle genannt. Bei RGB-, CMYK- und Lab-Modellen werden diese Kanäle auch als Farbkanäle bezeichnet.

In einem Computer wird die Anzahl der Bits pro Pixel zur Darstellung von Farbinformationen als Farbtiefe oder Bittiefe bezeichnet. Die Farbtiefe bestimmt, wie viele Farben ein Pixel darstellen kann. Je höher die Farbtiefe, desto größer ist die Datei mit der Beschreibung des Bildes.

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 übersteigt die Anzahl der Farben 16 Millionen.

RGB-, CMYK-, Lab- und Graustufenbilder enthalten typischerweise 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 Graustufenbildern gibt es nur einen Kanal, also dessen Farbe Tiefe ist 8 ...

Grafikdateiformate

Das Grafikdateiformat hängt mit der Methode zum Codieren des Grafikbilds zusammen.

Derzeit gibt es mehr als zwei Dutzend Formate Grafikdateien B. 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 Möglichkeit, die enthaltenen Daten in komprimierter Form darzustellen.

BMP-Format(Bitmap-Bild - Windows Device Independent Bitmap) - Windows-Format, es wird von allen Grafikeditoren unterstützt, die unter seiner Kontrolle laufen. Zur Lagerung beantragt Bitmaps für die Verwendung unter Windows vorgesehen. Es kann sowohl indizierte (bis zu 256 Farben) als auch RGB-Farben (16 Millionen Schattierungen) speichern.

GIF-Format(Graphics Interchange Format) - Das Grafikaustauschformat verwendet den verlustfreien LZW-Komprimierungsalgorithmus und wurde entwickelt, um Bitmap-Bilder mit maximal 256 Farben zu speichern.

PNG-Format(Portable Network Graphics) - Das portable Netzwerkgrafikformat wurde entwickelt, um das GIF-Format zu ersetzen. Das PNG-Format ermöglicht das Speichern von Bildern mit einer Farbtiefe von 24 und sogar 48 Bit, es ermöglicht auch das Einschließen von Maskenkanälen zur Steuerung der Verlaufstransparenz, unterstützt jedoch keine Ebenen. PNG komprimiert keine verlustbehafteten Bilder wie JPEG.

JPEG-Format(Joint Photographic Experts Group) - Das Format der gemeinsamen Fotoexpertengruppe ist für die kompakte Speicherung von mehrfarbigen Bildern in fotografischer Qualität ausgelegt. Dateien dieses Formats haben die Endung jpg, jpe oder jpeg.

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

1.2.9. Audiocodierung

Soundkonzept

Seit Anfang der 90er Jahre können Personal Computer mit Toninformationen arbeiten. Jeder Computer mit Soundkarte, Mikrofon und Lautsprechern kann Audioinformationen aufzeichnen, speichern und wiedergeben.

Schall ist eine Schallwelle mit kontinuierlich variierender Amplitude und Frequenz (Abb. 10).

Reis. 10. Schallwelle

Je größer die Amplitude des Signals, desto lauter ist es für eine Person, je höher 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 Schallfrequenzbereich bezeichnet wird.

Klangqualitätsmerkmale

"Tiefe" der Audiocodierung- die Anzahl der Bits pro Tonsignal.

Moderne Soundkarten bieten eine 16-, 32- oder 64-Bit-Audiocodierungstiefe. Die Anzahl der Stufen (Amplitudenabstufungen) kann nach der Formel berechnet werden

Signalpegel (Amplitudenabstufungen)

Abtastfrequenz Ist die Anzahl der Messungen von Signalpegeln in 1 Sekunde

Eine Messung in 1 Sekunde entspricht einer Frequenz von 1 Hz

1000 Messungen pro Sekunde - 1 kHz

Die Anzahl der Messungen kann im Bereich liegen von 8000 bis 48000(8kHz - 48kHz)

8 kHz entspricht der Frequenz der Radiosendung,

48 kHz - Audio-CD-Klangqualität.

Audiocodierungsmethoden

Damit der Computer ein kontinuierliches Tonsignal verarbeiten kann, muss es in eine Folge von elektrischen Impulsen (binäre Nullen und Einsen) umgewandelt werden. Im Gegensatz zu numerischen, textuellen und grafischen Daten haben Tonaufnahmen jedoch keine ebenso lange und bewährte Codierungsgeschichte. Als Ergebnis sind die Verfahren zum Codieren von Audioinformationen mit Binärcode weit von einer Standardisierung entfernt. Viele einzelne Unternehmen haben eigene Unternehmensstandards entwickelt, aber im Allgemeinen gibt es zwei Hauptbereiche.

FM-Methode (Frequenzmodulation) basiert auf der Tatsache, dass theoretisch jeder komplexe Klang in eine Folge einfachster harmonischer Signale unterschiedlicher Frequenz zerlegt werden kann, von denen jedes eine regelmäßige Sinuskurve ist und daher durch numerische Parameter, dh durch einen Code beschrieben werden kann . Audiosignale haben von Natur aus ein kontinuierliches Spektrum, dh sie sind analog. Ihre Zerlegung in harmonische Reihen und die Darstellung in Form von diskreten digitalen Signalen erfolgt durch spezielle Geräte - Analog-Digital-Wandler (ADC). Digital-Analog-Wandler (DACs) führen die inverse Wandlung durch, um numerisch codiertes Audio wiederzugeben. Der Audiokonvertierungsprozess ist in Abbildung 11 dargestellt.

Reis. 11. Tonumwandlungsprozess

Bei solchen Konvertierungen sind Informationsverluste im Zusammenhang mit dem Kodierverfahren unvermeidlich, sodass die Tonqualität normalerweise nicht ganz zufriedenstellend ist. Gleichzeitig liefert dieses Codierverfahren einen kompakten Code und fand deshalb seine Anwendung auch in jenen Jahren, als die Ressourcen der Computertechnologie offensichtlich nicht ausreichten.

Wave-Table-Methode Synthese entspricht besser dem Stand der Technik. Vereinfacht gesagt können wir sagen, dass irgendwo in den im Voraus vorbereiteten Tabellen Klangproben für viele verschiedene Musikinstrumente (wenn auch nicht nur für sie) gespeichert sind. Technisch werden solche Proben als Proben bezeichnet. Numerische Codes drücken die Art des Instruments, seine Modellnummer, Tonhöhe, Dauer und Intensität des Klangs, die Dynamik seiner Änderung, 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 durch die Synthese erzielte Klangqualität sehr hoch und kommt der Klangqualität echter Musikinstrumente nahe.

Grundlegende Audiodateiformate

MIDI-Format (Musical Instrument Digital Interface)- digitale Schnittstelle von Musikinstrumenten. Es wurde 1982 von den führenden Herstellern elektronischer Musikinstrumente - Yamaha, Roland, Korg, E-mu usw. - entwickelt. Ursprünglich sollte es die damals akzeptierte Steuerung von Musikinstrumenten mit analogen Steuersignalen ersetzen über eine digitale Schnittstelle übertragene Informationsnachrichten. Später wurde es zum De-facto-Standard im Bereich elektronischer Musikinstrumente und Computersynthesemodule.

WAV-Audiodateiformat, beliebigen Klang so darstellen, wie er ist - in Form einer digitalen Darstellung der ursprünglichen Schallwelle oder Schallwelle (Welle), weshalb die Technologie zum Erstellen solcher Dateien in einigen Fällen als Wave-Technologie bezeichnet wird. Ermöglicht das Arbeiten mit Klängen jeglicher Art, Form und Dauer.

Die grafische Darstellung der WAV-Datei ist sehr komfortabel und wird in Sound-Editoren und Sequenzer-Programmen häufig für die Arbeit mit ihnen und die anschließende Konvertierung verwendet (dies wird im nächsten Kapitel behandelt). Dieses Format wurde von Microsoft entwickelt und alle Standard-Windows-Sounds haben die WAV-Erweiterung.

MP3-Format. Es ist eines der von Fraunhofer IIS und THOMPSON (1992) entwickelten digitalen Audiospeicherformate, das später als Teil der komprimierten Video- und Audiostandards MPEG1 und MPEG2 freigegeben wurde. Dieses Schema ist das komplexeste der MPEG Layer 1/2/3 Familie. Die Codierung erfordert im Vergleich zu den anderen viel Maschinenzeit und bietet eine höhere Qualität der Codierung. Wird hauptsächlich für Echtzeit-Audio über Netzwerkkanäle und für die CD-Audio-Codierung verwendet.

1.2.10. Videokodierung

Prinzipien der Videokodierung

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

Die Videokamera wandelt das optische Bild der übertragenen Szene in eine Folge von elektrischen Signalen um. Diese Signale enthalten Informationen über die Helligkeit und Farbigkeit einzelner Bildbereiche. Sie können in analoger oder digitaler Form auf Magnetband aufgezeichnet werden, um sie für die spätere Wiedergabe aufzubewahren.

Bei der analogen Aufnahme ähneln die Veränderungen der Magnetisierung des Videobandes der Form einer Licht- oder Schallwelle. Analoge Signale sind im Gegensatz zu digitalen Signalen zeitlich kontinuierlich.

Ein digitales Signal ist eine Folge von Codekombinationen elektrischer Impulse.

Digitalisierte Informationen werden in Bits gemessen. Das Umwandeln eines kontinuierlichen Signals in einen Satz von Codewörtern wird als Analog-Digital-Umwandlung bezeichnet.

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

Reis. 12. Diskretisierung

Nächste Stufe- Quantisierung (Abb. 13). Der gesamte Bereich der Signalwerte ist in Pegel unterteilt. Der Wert jedes Samples wird durch den gerundeten Wert der nächstgelegenen Quantisierungsstufe ersetzt, ihre Ordnungszahl

Reis. 13. Pegelquantisierung

Codierung schließt den Digitalisierungsprozess ab Analogsignal(Abb. 14), die nun endlich viele Werte hat. Jeder Wert entspricht einer fortlaufenden Nummer des Quantisierungspegels. Diese Zahl wird in binären Einheiten ausgedrückt. Innerhalb eines Abtastintervalls wird ein Codewort übertragen.

Reis. vierzehn. Digitale Codierung

Auf diese Weise können digital dargestellte Bildinformationen an Festplatte Computer zur Weiterverarbeitung und Bearbeitung ohne zusätzliche Transformationen.

Computervideo zeichnet sich durch folgende Parameter aus:

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

• Datenstrom (Kilobyte / s);

• Dateiformat (avi, mov ...);

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

Videoinformationsformate

• AVI-Format – ein unkomprimiertes Videoformat, das durch die Digitalisierung eines Bildes erstellt wird. Dies ist das ressourcenintensivste Format, aber gleichzeitig ist der Datenverlust beim Digitalisieren minimal. Daher bietet es mehr Optionen zum Bearbeiten, Anwenden von Effekten und jeder anderen Dateiverarbeitung. Allerdings ist zu bedenken, dass eine Sekunde des digitalisierten Bildes durchschnittlich 1,5–2 MB auf der Festplatte benötigt.

• MPEG-Format ist eine Abkürzung für die ISO Moving Picture Expert Group, die Standards für die Codierung und Komprimierung von Video- und Audiodaten entwickelt. Heute sind mehrere Varianten von MPEG-Formaten bekannt.

• MPEG-1 – zum Aufzeichnen von synchronisiertem Video und Audio auf CD-ROM mit einer maximalen Lesegeschwindigkeit von ca. 1,5 Mbit/s. Die Qualitätsparameter der von MPEG-1 verarbeiteten Videodaten sind in vielerlei Hinsicht denen von gewöhnlichem VHS-Video ähnlich, daher wird dieses Format hauptsächlich dort verwendet, wo es unbequem oder unpraktisch ist, standardmäßige analoge Videomedien zu verwenden;

• MPEG-2 – für die Verarbeitung von Videobildern in vergleichbarer Qualität wie beim Fernsehen, mit einer Datenübertragungssystemkapazität von 3 bis 15 Mbit/s. Viele Fernsehkanäle arbeiten mit Technologien, die auf MPEG-2 basieren; ein nach diesem Standard komprimiertes Signal wird über Fernsehsatelliten ausgestrahlt und zur Archivierung großer Videomaterialmengen verwendet;

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

• MPEG-4 – für die Darstellung digitaler Medien für drei Bereiche: interaktive Multimedia (einschließlich Produkte, die auf optischen Discs und über das Internet vertrieben werden), Grafikanwendungen (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, textlicher, grafischer Informationen im Computer

Schlussfolgerungen

In diesem Thema werden das Konzept von Informationen und die verschiedenen Möglichkeiten zu deren Codierung in einem Computer erläutert.

Unterschiede zwischen Informationen und Daten werden aufgezeigt. Das Konzept der Informationsadäquanz wird eingeführt und seine Hauptformen werden vorgestellt: syntaktisch, semantisch und pragmatisch. Für diese Formulare werden quantitative und qualitative Bewertungsmaßstäbe angegeben. Berücksichtigt werden die Haupteigenschaften von Informationen: Repräsentativität, Aussagekraft, Suffizienz, Relevanz, Aktualität, Genauigkeit, Zuverlässigkeit, Stabilität. Der Informationsprozess wird als eine Reihe grundlegender Phasen der Informationstransformation dargestellt.

Dem Thema der Codierung verschiedener Arten von Informationen in einem Computer wird viel Aufmerksamkeit geschenkt. Die grundlegenden Darstellungsformate in einem Computer von numerischen, Text-, Grafik-, Ton- und Videoinformationen werden angegeben. Die Merkmale der betrachteten Formate werden je nach Art der Informationen angegeben.

Fragen zum Selbsttest

Was ist der Unterschied zwischen Informationen und Daten?
Was ist Angemessenheit und in welchen Formen äußert sie sich?
Welche Informationsmaßstäbe gibt es und wann sollten sie eingesetzt werden?
Erzählen über syntaktisches Maß Information.
Erzählen Sie uns über das semantische Maß von Information.
Erzählen Sie uns von dem pragmatischen Maß an Information.
Was sind die Indikatoren für die Informationsqualität?
Was ist ein Informationscodierungssystem?
Wie können Sie den Informationsprozess darstellen?
Was ist ein Kodiersystem und wie wird es charakterisiert?
Welche Zahlensysteme sind bekannt und worin unterscheiden sie sich?
Welche Zahlensysteme werden im Computer verwendet?
Welches Verhältnis kann eine Zahl im Positionszahlensystem darstellen?
Welche Darstellungsformen von Zahlen werden in einem Computer verwendet und worin unterscheiden sie sich?
Geben Sie Beispiele für die Formate zur Darstellung von Zahlen für Fest- und Gleitkommaformen.
Wie erfolgt die Übersetzung von einem beliebigen Positionszahlensystem in das Dezimalzahlensystem? Nenne Beispiele.
Wie wird eine ganze Zahl von dezimal in ein anderes Positionszahlensystem umgewandelt? Nenne Beispiele.
Wie werden Textinformationen kodiert? Nenne Beispiele.
Was ist die Essenz der Codierung von Grafikinformationen?
Erzählen Sie uns etwas über das RGB-Modell der Codierung von Grafikinformationen.
Wann wird das CMYK-Codierungsmodell von Grafikinformationen angewendet? Wie unterscheidet es sich vom RGB-Modell?
Welche Darstellungsformate im Computer von grafischen Informationen und deren Eigenschaften kennen Sie?

Anmerkung

Präsentationen

Präsentationstitel	Anmerkung
Präsentation

Methode zur Quantifizierung von Informationen: statistisch, semantisch, pragmatisch und strukturell

Um die Informationsmenge nach den genannten Aspekten zu bewerten und zu messen, werden verschiedene Ansätze verwendet. Darunter sind statistische, semantische, pragmatische und strukturelle. Historisch am weitesten entwickelt war der statistische Ansatz.

Entsprechend statistischer Ansatz das Konzept der "Informationsmenge" wurde als Maß für die Unsicherheit des Systemzustands eingeführt, die beim Empfang von Informationen beseitigt wird. Die quantitativ ausgedrückte Unsicherheit des Zustands wird als "Entropie" bezeichnet. Beim Empfang von Informationen wird die Unsicherheit reduziert, d.h. Entropie, Systeme. Je mehr Informationen der Beobachter erhält, desto mehr Unsicherheit wird natürlich beseitigt und die Entropie des Systems nimmt ab, d. die Entropie des Systems kann als Maß für die fehlende Information angesehen werden. Bei einer Entropie gleich Null gibt es vollständige Informationen über das System, und der Beobachter sieht es als vollständig geordnet an. Somit ist die Informationsbeschaffung mit einer Änderung des Unwissenheitsgrades des Empfängers über den Zustand dieses Systems verbunden.

Es ist zu beachten, dass die statistische Methode zur Ermittlung 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 hat das Thesaurus-Maß für die Messung des semantischen Inhalts von Informationen gefunden. Um die 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, dann kann die Menge der in einer Nachricht enthaltenen semantischen Informationen (I c) durch den Grad der Veränderung in diesem Thesaurus, die unter diesem Einfluss eingetreten ist, geschätzt werden Botschaft. Offensichtlich hängt die Informationsmenge (I c) 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. Wenn beispielsweise der individuelle Thesaurus des Informationsempfängers nahe Null ist (S n = 0), dann ist in diesem Fall die Menge der empfangenen Informationen gleich Null (I c = 0). Wenn Sie beispielsweise eine Nachricht in einer unbekannten Fremdsprache anhören, ist es unmöglich, Informationen daraus zu extrahieren, ohne die Sprache zu kennen.

Die Menge an semantischen Informationen (I s) in der Nachricht wird ebenfalls Null sein, wenn der Informationsnutzer absolut alles über das Thema weiß, d.h. sein Thesaurus (S n) und seine Nachricht geben ihm nichts Neues.

Ein pragmatischer Ansatz bestimmt die Informationsmenge als Maßnahme, die zur Zielerreichung beiträgt. Dieser Ansatz betrachtet die Informationsmenge als Erhöhung der Wahrscheinlichkeit, ein Ziel zu erreichen.

Bei der Bewertung der Informationsmenge unter semantischen und pragmatischen Aspekten ist die Zeitabhängigkeit von Informationen zu berücksichtigen (da Informationen insbesondere in Systemen zur Verwaltung von Wirtschaftsobjekten altern, d. h. ihr Wert nimmt mit der Zeit ab).

Struktureller Ansatz ist mit den Problemen des Speicherns, Reorganisierens und Abrufens von Informationen verbunden und wird mit zunehmender Menge angesammelter Informationen immer wichtiger.

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

Die Struktur der Sozial- und Arbeitsinformationen: Indikatoren, Details und Dokumente

In 160 des Übereinkommens der Internationalen Arbeitsorganisation (ILO) "Über Arbeitsstatistik" und in 170 der ILO-Empfehlung "Über Arbeitsstatistik" / 1985 / die Hauptrichtungen der Sammlung und Analyse von Sozial- und Arbeitsinformationen auf makroökonomischer Ebene sind festgelegt:

Erwerbstätige Bevölkerung, Beschäftigung, Arbeitslosigkeit und Unterbeschäftigung;

Löhne und Arbeitszeiten;

Verbraucherpreisindizes;

Arbeitskosten;

Haushaltsausgaben und -einnahmen;

Arbeitsunfälle und Berufskrankheiten;

Arbeitskonflikte;

Arbeitsproduktivität

Index- verallgemeinernde Eigenschaften des Objekts oder Prozesses. Der Indikator fungiert als methodisches Werkzeug, das die Möglichkeit bietet, theoretische Positionen anhand empirischer Daten zu überprüfen.

1) Qualitäten Festlegen der Anwesenheit oder Abwesenheit von objektiviert. sv-va
2) Menge. Festlegen des Schweregrads, der Entwicklung, bestimmter sv-va

Arbeitsindikatoren die verwendet werden, um den Arbeitsaufwand zu berechnen und in einer Zeiteinheit ausgedrückt werden. Mit ihrer Hilfe werden: PT, Gehalt etc. berechnet.

Sozial Indikatoren Qualität oder die Anzahl der Merkmale einzelner sv-in und Zustände von sozialen Objekten und Prozessen, spiegelt Merkmale in Statistik und Dynamik wider

Ticketnummer 2

Ticketnummer 3

Informationsmodelle: beschreibend und formal

Beschreibende Informationsmodelle- Dies sind Modelle, die in natürlicher Sprache (d. h. in jeder Sprache der Kommunikation zwischen Menschen: Englisch, Russisch, Chinesisch, Maltesisch usw.) mündlich oder schriftlich erstellt wurden.

Formale Informationsmodelle sind 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 ihrer ontologischen Prädikate (d. h. in der Sprache der Bedeutungen und Bedeutungen von Farbkanonen, die in der Weltkultur repräsentativ reproduziert wurden) erstellt wurden. Beispiele für chromatische Modelle: "atomares" Intelligenzmodell (AMI), interreligiöse Immanenz der Religionen (MIR), Modell der axiologischen und 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 rechteckige Zellen platziert. Die Liste der Objekte desselben Typs befindet sich in der ersten Spalte (oder Zeile), und die Werte ihrer Eigenschaften werden in den folgenden Spalten (oder Zeilen) platziert.

Hierarchisch- Objekte werden nach Ebenen verteilt. Jedes übergeordnete Element besteht aus untergeordneten Elementen, und ein untergeordnetes Element kann nur Teil eines übergeordneten Elements sein.

Netzwerk- verwendet, um Systeme widerzuspiegeln, in denen die Verbindungen zwischen Elementen eine komplexe Struktur haben.

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

Informationssystem ist ein miteinander verbundener Satz von Werkzeugen, Methoden und Personal, der verwendet wird, um Informationen zu speichern, zu verarbeiten und auszugeben, um das Ziel des Managements zu erreichen.

ü Zweck der Funktion- Erfüllung spezifischer Informationsbedürfnisse innerhalb eines bestimmten Themenbereichs

ü Das Ergebnis des Funktionierens- Informationsprodukte - Dokumente, Informationsarrays, Datenbanken und Informationsdienste

Ticketnummer 5

ACS technologische Unterstützung: (unterstützende Teilsysteme der Informationstechnologie) informationell, linguistisch, technisch, softwaretechnisch, mathematisch, organisatorisch und ergonomisch. Rechtsbeistand.

Technologische Unterstützung- EDV (Elektronische Datenverarbeitung) - ist eine Kombination 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 AWP

Der Einsatz von AWP in einem modernen Büro erleichtert die Arbeit eines Spezialisten so weit wie möglich und spart Zeit und Mühe, die zuvor für die Durchführung von Routinevorgängen der Datenerfassung und komplexen Berechnungen für kreative, wissenschaftlich fundierte Aktivitäten zur Lösung beruflicher Probleme aufgewendet wurden. Ziel der Umsetzung ist die Verbesserung der folgenden Indikatoren:

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

Für die Eigenschaften des AWP, Hauptbestandteile der Informationstechnologie es umzusetzen. 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 das Niveau des AWP, seinen Zweck und seine Funktionen. AWPs sind so konzipiert, dass sie Bedingungen für eine komfortable, leistungsstarke und qualitativ hochwertige Arbeit eines Spezialisten bieten und müssen erfüllen folgende Anforderungen:

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

Es ist notwendig, die Sicherheit einer Fachkraft und die Erfüllung aller ergonomischen Anforderungen zu gewährleisten (Komfort, Farb- und Klangskala entsprechend der besten Wahrnehmung, Bequemlichkeit der Informationslokalisierung und Verfügbarkeit aller für die Arbeit erforderlichen Mittel, eine einheitliche Art der Arbeitsausführung , etc.);

Der AWP-Benutzer muss alle Aktionen ausführen, ohne das System zu verlassen, daher muss er mit allen erforderlichen Operationen ausgestattet sein;

Die Sicherstellung der unterbrechungsfreien Arbeit der AWP soll dem Nutzer die termingerechte Erledigung der Aufgaben gemäß dem Arbeitsplan garantieren. Produktionsstörungen sind nicht akzeptabel;

Die rationelle Organisation der Facharbeit schafft angenehme Arbeitsbedingungen und erhöht die Produktivität der Facharbeit;

Workstation-Software muss mit anderen Systemen kompatibel sein und Informationstechnologie Daher sind die wertvollsten Technologien diejenigen, die mehrere AWPs kombinieren.

Ticketnummer 7

Ticketnummer 8

Ticketnummer 9

Sl3Entwicklung

Am 13. Januar 1988 fand in New York eine Pressekonferenz statt, auf der die Gewerkschaft angekündigt wurde Ashton-Tate und Microsoft ein neues Produkt namens Ashton-Tate / Microsoft SQL Server zu entwickeln. Am selben Tag wurde eine gemeinsame Pressemitteilung mit der Ankündigung eines neuen Produkts veröffentlicht, das auf den Entwicklungen von Sybase basiert. Was die Rolle der Unternehmen bei der Entwicklung und Förderung des Produkts betrifft, so die Pressemitteilung Ashton-tate sollte für die Überwachung der Entwicklung im Bereich Datenbanken verantwortlich sein (und auch eigene Entwicklungen in diesem Bereich bereitstellen) und Microsoft diesem wurde im Bereich der Technologien für die Arbeit in lokalen Netzwerken eine ähnliche Rolle zugeschrieben. Nach der Veröffentlichung von SQL Server sollte Ashton-Tate das Produkt von Microsoft lizenzieren und weltweit verkaufen, und Microsoft sollte das Produkt an Hardware-OEMs liefern.

Ausgang

29. April 1989 Ashton-Tate / Microsoft SQL Server 1.0 wurde offiziell vermarktet. Mitglieder des SQL Server-Teams trugen bei der Torrance Team-Zertifizierungsveranstaltung T-Shirts "Ashton-Tate SQL Server: Pünktlich gemacht und stolz darauf"(engl. Ashton-Tate SQL Server: Pünktlich und stolz darauf) .

Die Profilpresse reagierte recht positiv auf das neue Produkt, der Absatz war jedoch sehr gering.

Bis 1990 hatte sich die Situation nicht verbessert. Pläne, das Produkt gemeinsam zu promoten, wodurch SQL Server in der großen dBASE-Entwicklergemeinde Fuß fassen musste, scheiterten. Infolgedessen muss Ashton-Tate, die zwei Jahre zuvor eine führende Position im Datenbankmanagementsystem für Heim-PCs innehatte, nun um ihre Existenz kämpfen, was sie wiederum zwang, wieder auf ihr Hauptprodukt dBASE umzusteigen. Microsoft hat unterdessen OS/2 LAN Manager unter seiner eigenen Marke auf den Markt gebracht. All dies führte zu der Entscheidung, die gemeinsame Promotion von SQL Server zu beenden, woraufhin dieses Produkt leicht verändert und als Microsoft SQL Server präsentiert wurde.

SQL-Server 1.11 (1991)

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, migrierten die Clients nach und nach darauf. Doch trotz positiver Kritik aus der Fachpresse ließ der Absatz von SQL Server noch zu wünschen übrig (siehe Slide-Diagramm).

Sl5 Release-Historie auf der Folie.

Ticketnummer 10

Funktionalität

Microsoft SQL Server verwendet als Abfragesprache eine SQL-Version namens Transact-SQL (kurz T-SQL), die eine Implementierung von SQL-92 (dem ISO-Standard für SQL) mit mehreren Erweiterungen ist. T-SQL ermöglicht zusätzliche Syntax für gespeicherte Prozeduren und bietet Transaktionsunterstützung (Interaktion zwischen der Datenbank und der steuernden Anwendung). Microsoft SQL Server und Sybase ASE verwenden ein Protokoll der Anwendungsschicht namens Tabular Data Stream (TDS), um mit dem Netzwerk zu interagieren. Das TDS-Protokoll wurde auch im FreeTDS-Projekt implementiert, um verschiedene Anwendungen die Fähigkeit, mit Datenbanken Microsoft SQL Server und Sybase zu interagieren.

Microsoft SQL Server unterstützt auch Open Database Connectivity (ODBC), eine Schnittstelle für die Interaktion zwischen Anwendungen und einem DBMS. SQL Server 2005 bietet die Möglichkeit, Benutzer über SOAP-Webdienste zu verbinden. Dadurch können Nicht-Windows-Clientprogramme plattformübergreifend für SQL Server verwendet werden. Microsoft hat auch einen zertifizierten JDBC-Treiber veröffentlicht, der es Java-Anwendungen (wie BEA und IBM WebSphere) ermöglicht, sich mit Microsoft SQL Server 2000 und 2005 zu verbinden.

SQL Server unterstützt Datenbankspiegelung und Clustering. Ein SQL Server-Cluster ist eine Sammlung von gleich konfigurierten Servern; Diese Anordnung hilft, die Arbeitslast auf mehrere Server zu verteilen. Alle Server haben einen einzigen virtuellen Namen, und die Daten werden während der Laufzeit den IP-Adressen der Cluster-Maschinen zugeordnet. Außerdem steht bei einem Ausfall oder Ausfall eines der Cluster-Server eine automatische Lastübertragung auf einen anderen Server zur Verfügung.

SQL Server unterstützt redundante Datenduplizierung in drei Szenarien:

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

Änderungshistorie: Alle Änderungen an der Datenbank werden den Benutzern kontinuierlich mitgeteilt.

Synchronisation mit anderen Servern: Datenbanken mehrerer Server werden miteinander synchronisiert. Änderungen an allen Datenbanken erfolgen unabhängig voneinander auf jedem Server, und während der Synchronisation werden die Daten abgeglichen. Diese Art der Vervielfältigung bietet die Möglichkeit, Widersprüche zwischen Datenbanken aufzulösen.

MS SQL Server 2000-Editionen

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 in verschiedenen Editionen erhältlich, um eine Vielzahl von Leistungs-, Leistungs- und Kostenanforderungen für Kunden (Organisationen und Einzelpersonen) zu erfüllen.

Enterprise Edition. Diese Edition ist die vollständige Version von SQLServer, die Unternehmen am häufigsten angeboten wird. EnterpriseEdition bietet erweiterte Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit für kritische Online-Geschäfts- und Internetanwendungen, einschließlich verteilter partitionierter Ansichten, Protokollportierung und verbesserter Clustering-Funktionen. Diese Edition nutzt auch die fortschrittlichste Hardware voll aus und unterstützt bis zu 32 Prozessoren und 64 GB RAM. Darüber hinaus enthält SQLServer 2000 Enterprise Edition zusätzliche Analysefunktionen.

Standard Edition. Diese Option kann für mittelständische und kleine Unternehmen erschwinglich sein, die nicht die ausgeklügelte Skalierbarkeit und Verfügbarkeit sowie den vollständigen Satz an Analysefunktionen benötigen, die in SQLServer 2000 Enterprise Edition verfügbar sind. StandardEdition wird in symmetrischen Multiprozessorsystemen mit bis zu 4 Prozessoren und bis zu 2 GB RAM eingesetzt.

Persönliche Ausgabe. Diese Edition enthält einen vollständigen Satz von Verwaltungstools und die meisten Funktionen der Standard Edition, ist jedoch für den persönlichen Gebrauch optimiert. PersonalEdition läuft nicht nur auf den Serverbetriebssystemen der Microsoft Corporation, sondern auch auf deren Personal Editionen, darunter Windows 2000 Professional, WindowsNTWorkstation 4.0 und Windows 98. Dual-Prozessor-Systeme werden unterstützt. Obwohl diese Edition Datenbanken jeder Größe unterstützt, ist ihre Leistung für Einzelbenutzer und kleine Arbeitsgruppen optimiert: Sie verschlechtert sich, wenn die Arbeitslast auftritt, wenn mehr als fünf Benutzer gleichzeitig arbeiten.

Entwickler-Ausgabe. Diese Variante von SQLServer ermöglicht es Entwicklern, jede Art von Anwendung zu erstellen, die in Verbindung mit SQLServer funktioniert. Diese Edition enthält alle Funktionen der Enterprise Edition, jedoch mit einer spezifischen Endbenutzer-Lizenzvereinbarung (EULA), die Entwicklung und Tests ermöglicht, aber die operative Bereitstellung verbietet.

DesktopEngine (MSDE). Diese Edition enthält die Kernfunktionalität des SQLServer 2000-Datenbankmoduls, schließt jedoch die Benutzeroberfläche, Verwaltungstools, Analysefunktionen, Rollout-Replikationsunterstützung, Clientzugriffslizenzen, Entwicklerbibliotheken und elektronische Dokumentation aus. Es begrenzt auch die Größe der Datenbank und die Arbeitsbelastung bei der Arbeit mit Benutzern. DesktopEngine ist die am wenigsten ressourcenintensive Edition anderer SQLServer 2000-Editionen und eignet sich daher ideal für die Implementierung eines eigenständigen Data Warehouse.

WindowsCEEdition. Diese Edition ist die WindowsCE-Version von SQLServer 2000. Es ist softwarekompatibel mit anderen Editionen von SQLServer 2000. Dadurch können Entwickler vorhandene Fähigkeiten und Anwendungen nutzen, um die Funktionalität des relationalen Data Warehouse mit Lösungen zu erweitern, die auf neuen Geräteklassen ausgeführt werden.

SQL Server 2000-Funktionen

MicrosoftSQL Server 2000 verfügt über 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, um den Prozess der Installation, Bereitstellung, Verwaltung und Verwendung von Datenbanken zu vereinfachen. SQL Server 2000 bietet Datenbankadministratoren den vollständigen Satz von Tools, die sie benötigen, um Feintuning SQL Server 2000 in industriellen Online-Systemen. SQL Server 2000 funktioniert auch auf kleinen Einzelbenutzersystemen mit minimalem Verwaltungsaufwand effizient.

Die Installation oder Aktualisierung wird durch eine grafische Benutzeroberflächenanwendung (GUI-Anwendung) gesteuert, die den Benutzer bei der Eingabe von Informationen anleitet, notwendig für das Programm Installation. Das Installationsprogramm erkennt automatisch das Vorhandensein einer früheren Version von SQL Server. Nach Abschluss der Installation von SQL Server 2000 werden die Benutzer gefragt, ob sie den SQL Server 2000-Aktualisierungsassistenten ausführen möchten, der Sie schnell durch den Aktualisierungsprozess führt. Somit ist der gesamte Installations- bzw. Update-Prozess schnell abgeschlossen, der Benutzer muss nur ein Minimum an Informationen eingeben.

SQL Server 2000 ändert seine Konfiguration im laufenden Betrieb automatisch und dynamisch. Wenn die Anzahl der Benutzer, die mit SQL Server 2000 verbunden sind, wächst, können erforderliche Ressourcen, wie z. B. Arbeitsspeicher, 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 ist auch in der Lage, die Datenbank automatisch zu vergrößern oder zu verkleinern, wenn Informationen hinzugefügt oder entfernt werden.

SQL Server 2000 arbeitet mit anderen Softwareprodukten zusammen, um ein stabiles und sicheres Repository mit Informationen für das Internet und Intranets bereitzustellen:

· SQL Server 2000 arbeitet mit den Sicherheits- und Verschlüsselungsmechanismen von Windows 2000 Server und Windows NT Server und implementiert eine sichere Speicherung von Informationen;

· SQL Server 2000 ist ein Hochleistungsspeicherdienst für Webanwendungen, die unter Microsoft Internet Information Services ausgeführt werden;

· SQL Server 2000 kann mit Site Server verwendet werden, um große, komplexe E-Commerce-Websites bereitzustellen;

· TCP/IP-Sockets-Unterstützung ermöglicht die Integration von SQL Server 2000 mit Microsoft Proxy Server, um eine sichere Kommunikation über das Internet und Intranets zu implementieren.

Die Leistung von SQL Server 2000 kann auf das für große Internetsites erforderliche Niveau gebracht werden. Darüber hinaus verfügt die SQL Server 2000-Datenbank-Engine über integrierte XML-Unterstützung, und der Web Assistant-Assistent hilft Ihnen, Hypertext Markup Language (HTML)-Seiten aus SQL Server 2000-Daten zu generieren und diese Daten für Hypertext Transport Protocol (HTTP) und FTP-Zugriff zu veröffentlichen (Dateiübertragungsprotokoll).

SQL Server unterstützt die Windows-Authentifizierung, wodurch Windows NT- und Windows 2000-Benutzer- und Domänenkonten als SQL Server 2000-Konten verwendet werden können.

Windows 2000 authentifiziert Benutzer beim Herstellen einer Verbindung mit dem Netzwerk.Bei der Verbindung mit SQL Server fordert die Clientsoftware eine vertrauenswürdigeVerbindung an, die nur gewährt werden kann, wenn Benutzer von Windows NT oderWindows 2000 authentifiziert werden Benutzer benötigen keine separaten Namen und Kennwörter, um sich mit jedem SQL Server-System zu verbinden. SQL Server 2000 kann E-Mail- und Paging-Nachrichten von Microsoft Exchange oder anderen MAPI-kompatiblen (Message Application Programming Interface) Mailservern senden und empfangen. Diese Funktion ermöglicht das Senden von E-Mails mithilfe von Paketen, gespeicherten Prozeduren und Triggern von SQL Server 2000. SQL Server 2000-Ereignisse und -Benachrichtigungen können so konfiguriert werden, dass bei einem ernsthafte Probleme oder sogar bei Gefahr ihres Auftretens wurde der Serveradministrator automatisch per E-Mail oder Pager benachrichtigt.

SQL Server 2000-Tools

Unternehmensmanager

SQL Server Enterprise Manager ist das Hauptverwaltungstool für SQL Server 2000 mit einer mit MMC (Microsoft Management Console) kompatiblen Benutzeroberfläche, mit der Sie eine Reihe von Verwaltungsaufgaben lösen können:

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

· Registrieren Sie einzelne Server in der Gruppe;

· Konfigurieren Sie alle SQL Server-Parameter für alle registrierten Server;

· Erstellen und verwalten Sie beliebige Datenbanken, Objekte, Benutzer-IDs, Logins und Zugriffsrechte auf SQL Server auf jedem der registrierten Server;

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

· Interaktives Konstruieren und Testen von SQL-Anweisungen, Paketen und Skripten durch Aufrufen von SQL Query Analyzer;

· Rufen Sie verschiedene SQL Server-Assistenten auf.

MMC unterhält eine gemeinsame Schnittstelle für die Verwaltung verschiedener Serveranwendungen im Netzwerk Microsoft Windows... Serveranwendungen umfassen eine Komponente wie ein Snap-In, das 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 folgenden Aufgaben verantwortlich:

Führen Sie SQL Server-Jobs aus, die für die Ausführung geplant sind um bestimmte Zeit oder nach einer bestimmten Zeit;

· Ermittlung von Sonderbedingungen, bei deren Eintreten eine vom Administrator vorgegebene Aktion durchgeführt werden muss, z Bedingungen;

· Führen Sie vom Administrator definierte Aufgaben aus, die eine Replikation durchführen.

SQL-Profiler

SQL Profiler ist ein Tool zum Aufzeichnen von SQL Server 2000-Ereignissen. Ereignisse werden in einer Ablaufverfolgungsdatei gespeichert, die dann analysiert oder zum Wiederholen einer Aktionsfolge bei der Diagnose eines Problems verwendet werden kann. SQL Profiler wird verwendet für:

· Schrittweise Ausführung von Problemanfragen und Identifizierung der Problemquelle;

· Suche und Diagnose von langsamen Abfragen;

· Aufzeichnen von Sequenzen von SQL-Anweisungen, die zu Problemen führen;

Überwachung SQL-Leistung Server und reguliert seine Arbeitslast.

SQL Profiler unterstützt auch die Überwachung von Aktionen, die auf Instanzen von SQL Server ausgeführt werden. Sicherheitsbezogene Aktivitäten werden zur späteren Überprüfung durch den Sicherheitsadministrator aufbewahrt.

Service Manager

SQLServerServiceManager dient zum Starten, Beenden und Anhalten von Serverkomponenten von SQLServer 2000. Diese Komponenten werden als Dienste unter Microsoft Windows NT oder Windows 2000 und unter Windows 95 und Windows 98 als separate ausführbare Programme ausgeführt.

SQL Server. Implementiert das SQL Server-Datenbankmodul. Es gibt einen SQL Server-Dienst für jede Instanz von SQL Server, die auf einem Computer ausgeführt wird.

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

Microsoft-Suche (nur Windows NT und Windows 2000) Implementiert eine Volltextsuchmaschine. Unabhängig von der Anzahl der SQL Server-Instanzen auf dem Computer ist eine einzelne Kopie vorhanden.

MSDTC (nur Windows NT und Windows 2000). Verwaltet verteilte Transaktionen. Unabhängig von der Anzahl der SQL Server-Instanzen auf dem Computer ist eine einzelne Kopie vorhanden.

MSSQLServerOLAPService (nur Windows NT und Windows 2000). Implementiert Analysis Services. Unabhängig von der Anzahl der SQL Server-Instanzen auf dem Computer ist eine einzelne Kopie vorhanden.

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

SQL-Abfrageanalysator

SQL Query Analyzer ist ein GUI-Tool, das für viele verschiedene Aufgaben entwickelt wurde:

· Erstellung von Abfragen und SQL-Skripten sowie deren Ausführung mit SQL Server-Datenbanken;

· Anlegen häufig verwendeter Datenbankobjekte in Standardszenarien;

· Kopieren vorhandener Datenbankobjekte;

· Ausführung von gespeicherten Prozeduren, ohne ihre Parameter einzustellen;

· Debugging gespeicherter Prozeduren;

· Debuggen von Abfragen mit Leistungsproblemen;

· Suche 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 über den SQL Server Enterprise Manager gestartet. Es kann auch durch Eintippen gestartet werden Befehlszeile isqlw-Befehl.

Ticketnummer 11

Große Objekte

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

BLOBS ermöglichen es Ihnen, Daten aller Art bis zu einer Größe von zwei Gigabyte zu speichern.

Variante 1: Die Funktion hat direkten Zugriff auf die Datenbank, wodurch Sie die maximale Leistung erzielen können, aber eine potenzielle Bedrohung für die Servergesundheit und Datenintegrität darstellen.

Option 2: die Funktion wird als separater Prozess vom Datenbankserver ausgeführt, was den Daten- und DBMS-Schutz gewährleistet, aber die Leistung reduziert

Profis

Es gibt ein gutes Freie Version

Guter kostenloser technischer Support

Es ist möglich, vom Hersteller bezahlte Unterstützung zu erhalten, die eine Bewerbung im Unternehmensbereich ermöglicht

Mit Konfigurationen

Gute Leistung

Behandelt Situationen wie "Es ist nicht genügend Speicher für den 1C-Server vorhanden"

Keine Begrenzung auf 256 Tabellen, was die Möglichkeiten beim Arbeiten mit RLS erweitert

Minuspunkte

Wenig Spezialisten

Niedrige Prävalenz

Die Größe der Datenbanken ist größer als in anderen Subd

Auto-Tuning des Systems ist verfügbar, aber 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 Angewandte Systeme

Windows unterstützt eine Reihe von Standards, die das Schreiben und das vertikale Öffnen von Anwendungen erleichtern. Der gebräuchliche Name für diese Standards ist WOSA (Windows Open Services Architecture.

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

Die Familie ist in drei Kategorien unterteilt:

- Allzwecknormen;

- Kommunikationsstandards;

- Standards für Finanzanwendungen und -dienste.

Die Gruppe der Universalstandards umfasst:

Open Database Connectivity (ODBC) - Zugriff auf Datenbanken

Messaging Application Programming Interface (MAPI) - Nachrichtenweiterleitung

Telefonie-An(TAPI) - DFÜ-Zugang

Die Kommunikationsgruppe
Standards beinhalten 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 -dienste umfasst zwei Elemente

- WOSA Live-Marktdatenerweiterung (WOSA / XRT)

- WOSA-Erweiterung für Finanzdienstleistungen (WOSA / XFS)

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

An(API)

Serverschnittstelle (SPI)

Anwendungs- / Servicegruppenleiter

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 Informationen mit Datenbanken austauschen und anzeigen. Abhängig vom ausgewählten Datenbankzugriffsmechanismus werden einige Komponentensätze möglicherweise nicht verwendet, aber alle von ihnen haben, unabhängig von den Merkmalen der verwendeten Datenbank und dem Zugriffsmechanismus darauf, ähnliche Eigenschaften und Methoden.

ODBC (Open Database Connectivity) – universell entwickelt von Microsoft Programmierschnittstelle um auf Datenbanken zuzugreifen.

Als Hauptziel der Entwicklung des ODBC-Protokolls wird die Standardisierung von Mechanismen zur Interaktion mit verschiedenen DBMS angesehen. Das Hauptproblem bei der Entwicklung von Anwendungen, die mit Datenbanken auf der Grundlage spezieller SQL-APIs interagieren, bestand darin, dass jedes DBMS seine eigene programmgesteuerte Zugriffsschnittstelle hatte, jede von ihnen hatte ihre eigenen Eigenschaften und funktionierte nicht ganz wie die anderen. Dabei hing die Entwicklung der Anwendung maßgeblich vom verwendeten DBMS ab. Microsoft hat einen wichtigen Schritt unternommen, um dieses Problem anzugehen. Die Grundidee war, eine universelle Schnittstelle auf der Ebene der Windows-Betriebssystemfamilie zu entwickeln, die in verschiedenen DBMS unterstützt werden kann.

Werfen wir einen kurzen Blick auf die Struktur der ODBC-Software:

· 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 im Windows-Betriebssystem enthalten;

· 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 Zwischenglied zwischen dem Anwendungsprogramm und dem DBMS fungiert und Aufrufe von DBMS-Funktionen in Aufrufe von internen Fachfunktionen des DBMS 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: diese Software-Engine repräsentiert Durchschnittsniveau ODBC, das den Prozess des Ladens der erforderlichen Treiber verwaltet.

Ein Diagramm der Programmausführung unter Verwendung des ODBC-Protokolls für den Datenzugriff ist in Abb. 2 dargestellt.

Reis. 2. Diagramm der Programmausführung unter Verwendung des ODBC-Protokolls für den Datenzugriff

Operationssaal Windows-System enthält 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 Fenster, entwickelt, um den Zugriff auf die in gespeicherten Informationen zu vereinheitlichen Datenbanken verschiedener Arten. ODBC besteht aus einer Reihe von Treibern, die Austauschvorgänge mit bestimmten Datenbanken und einen Treibermanager, der Anforderungen von der Anwendung an den Treiber und Informationen vom Treiber an die Anwendung überträgt (Fig. 3).

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

Die Abfragesprache wird verwendet, um Daten abzurufen und zu ändern. 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 mit der Datenbank verwendet werden soll, und sendet eine Anfrage, die die Zusammensetzung der erforderlichen Informationen beschreibt. Weitere Mechanismen ODBC führt alle notwendigen Operationen durch, um Informationen zu erhalten, und verbirgt die Besonderheiten der Arbeit mit einer bestimmten Datenbank vor der Anwendung. Anwendungszugriff auf ODBC durchgeführt durch API-Funktionen in dynamischen Bibliotheken implementiert.

Siegel

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