Показатели качества информации

Эффективность использования информации для принятия реше­ний определяется показателями ее качества. Рассмотрим основные показатели качества информации, и чем они определяются.

Репрезентативность (объективность) определяется правильно­стью отбора и формирования информации в целях адекватного от­ражения свойств объекта.

Содержательность зависит от семантической емкости, равной отношению количества семантической информации в сообщении к объему сообщения.

Достаточность (полнота) — это минимальный, но достаточный для принятия правильного решения набор показателей. Как неполная, т.е. недостаточная для принятия правильного решения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений. Однако избыточная информация позволяет восстановить частично утраченную информацию. Например, в слове «дост*пнос*ь» потеряно 18 % букв, однако можно понять по остав­шимся буквам, что это слово «доступность». Русский язык, как и другие естественные языки, обладает большой избыточностью.

Доступность определяется степенью легкости восприятия и по­лучения информации пользователем.

Актуальность определяется степенью соответствия информации моменту ее использования.

Своевременность определяется поступлением информации не позже заранее назначенного момента времени, зависящего от време­ни решения поставленной задачи.

Точность — это степень близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.

Достоверность — это вероятность того, что отображаемое ин­формацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.

Устойчивость — это свойство информации реагировать на из­менение исходных данных, сохраняя при этом необходимую точность. Устойчивость и репрезентативность обусловлены правильностью выбора метода отбора и формирования информации.

Ценность определяется эффективностью принятых на основе полученной информации решений.

 

Информационные процессы

Операции над информацией называются информационными про­цессами. Люди обмениваются устными сообщениями, записками, посланиями. Они передают друг другу просьбы, приказы, отчеты о проделанной работе, описи имущества, публикуют рекламные объ­явления и научные статьи, хранят старые письма и документы или долго размышляют над полученными известиями. Все это примеры информационных процессов.

Все информационные процессы можно отнести к одному из сле­дующих классов.

Сбор данных — это деятельность по накоплению данных с целью обеспечения достаточной полноты. В сочетании с методами анализа данных они порождают информацию, способную помочь в принятии решений. Например, на основе цены товара и его аналогов, их по­требительских качеств мы принимаем решение: покупать или не покупать этот товар.

Передача данных — это процесс обмена данными. Предполага­ется, что существует источник информации, канал связи и потреби­тель информации. Между ними устанавливаются соглашения о по­рядке обмена данными. Такие соглашения называются протоколами передачи данных. Например, в обычной беседе между двумя людьми негласно принимается соглашение: не перебивать друг друга во вре­мя разговора.

Хранение данных — это поддержание данных в форме, постоянно готовой к выдаче их потребителю. Одни и те же данные могут по­требоваться потребителю многократно, поэтому существуют способы их хранения на носителях, например на бумаге или запоминающих устройствах, и методы их выдачи по запросу потребителя.

Обработка данных — это процесс преобразования информации из исходной формы до получения определенного результата. Сбор, накопление, хранение информации зачастую не являются конечной целью информационного процесса. Нередко первичные данн пользуются для решения какой-либо проблемы. Данные преобразу­ются шаг за шагом в соответствии с алгоритмом обработки до по­лучения выходных данных, которые после анализа пользователем предоставляют необходимую информацию.

Информационные системы

Информационные процессы могут осуществляться в рамках ин­формационных систем.

Информационные системы — это организованные человеком системы сбора, хранения, обработки и выдачи информации, необхо­димой для принятия эффективных решений. Задачей информацион­ных систем является удовлетворение потребностей потребителя в информации. Потребитель должен своевременно получать информа­цию в требуемой форме после ее систематизации и необходимой обработки.

Информационная система включает в себя следующие составные части:

• информация, хранящаяся в информационной системе;

• технические средства хранения и обработки данных;

• методы и процедуры сбора и обработки информации.

Для обеспечения функционирования информационной системы требуется квалифицированный персонал.

Информационные системы характеризуются не только структурой, но и выполняемыми функциями. Функции информационных систем можно подразделить на два вида:

• функции физической обработки;

• функции содержательной обработки.

Функции физической обработки заключаются в фиксации, сборе, кодировании и записи данных на внешних запоминающих устройствах (ВЗУ). Для обеспечения функций этого вида необходимо проведение следующих мероприятий:

• исследование способов представления и хранения информации, создание специальных языков для формального описания информа­ции различной природы, разработка специальных приемов сжатия и кодирования информации;

• создание сетей хранения, обработки и передачи информации, в состав которых входят информационные банки данных, терминалы, обрабатывающие центры и средства связи.

Функции содержательной обработки сводятся к поиску информа­ции, документальному оформлению и размножению результатов поиска и обработки, передаче выходной информации потребителям. Примерами таких функций являются анализ и прогнозирование по­токов разнообразной информации, перемещающихся в обществе, аннотирование объемных документов и реферирование их.

Обеспечение функций этого вида требует осуществления следую­щих действий:

• построение различных процедур и технических средств для их реализации, с помощью которых можно автоматизировать процесс извлечения информации из документов, не предназначенных для вычислительных машин, а ориентированных на восприятие их чело­веком;

• создание информационно-поисковых систем, способных вос­принимать запросы к информационным хранилищам, сформулиро­ванные на естественном языке, а также специальных языках запросов для систем такого типа.

По типу выполняемых задач информационные системы можно разбить на три класса:

• учетные системы, предназначенные для контроля и выдачи справочной информации;

• аналитические системы, предназначенные для прогнозирования, диагностики, поддержки принятия решений; ^

• решающие системы, предназначенные для управления и плани­рования.

Классы информационных систем взаимосвязаны между собой. Каждый предыдущий класс является исходной базой для последую­щего, а каждый последующий предполагает возможность решения задач предыдущего класса. Например, аналитические системы по­мимо собственных задач выполняют справочные функции, а решаю­щие системы решают задачи прогноза и контроля.

Приведенная классификация позволяет разделить информацион­ные системы на следующие уровни:

• системы, не производящие качественного изменения информа­ции;

• системы, анализирующие информацию;

• системы, вырабатывающие решения.

Другим критерием, который может быть положен в основу класси­фикации информационных систем, является тип обработки инфор­мации, осуществляемой в информационной системе. По этому при­знаку информационные системы можно разделить на три группы:

• расчетные;

• аналитико-статистические;

• информационно-поисковые.

Автоматизированные расчетные информационные системы характеризуются небольшими объемами входной и выходной инфор­мации и значительным количеством вычислительных операций.

Автоматизированные аналитико-статистические ин­формационные системы предназначены для сбора и обработки ста­тистической информации. Они характеризуются большим объемом входной и выходной информации, а также большим количеством арифметических и логических операций.

Автоматизированные информационно-поисковые си­стемы используются для ввода, хранения и постоянного обновления информации о некоторых объектах, например документах, людях, транспортных средствах. Эти объекты непрерывно находятся в дина­мике, что требует постоянного обновления информации о них.

В процессе развития автоматизированных информационно­поисковых систем сформировались три вида информационного об­служивания:

1) документальное;

2) фактографическое;

3) концептографическое.

Каждому из этих видов соответствует своя информационная си­стема, представляющая собой подсистему общей информационной системы общества.

Система документального обслуживания в течение долгого времени обеспечивала информационное обслуживание общества в целом и различных его институтов, в том числе науки и техники.

Документальное обслуживание заключается в предоставлении потребителям первичных документов. Потребители самостоятельно извлекают необходимые сведения, удовлетворяя свои информацион­ные потребности.

Документальное обслуживание потребителя осуществляется в два этапа.

На первом этапе потребителю предоставляется перечень релевант­ных (соответствующих) его запросу первичных документов, т.е. до­кументов, содержание которых имеет смысловое соответствие ин­формационному запросу или другому тексту. Этот этап называется библиографическим, и он аналогичен поиску книги в библиотечном каталоге.

На втором этапе после отбора потребителем из этого перечня не­которых пертинентных документов ему предоставляют эти докумен­ты. Пертинентность — это соответствие содержания документа информационной потребности конкретного специалиста. Этот этап называется библиотечным обслуживанием. Он аналогичен получе­нию книг, выбранных ранее из библиотечного каталога.

Таким образом, документальное обслуживание удовлетворяет потреб­ность в информации опосредованно, через первичные документы.

Фактографическое обслуживание в отличие от докумен­тального удовлетворяет информационные потребности членов обще­ства непосредственно, т.е. представляя им необходимые сведения: отдельные данные и факты. Запрашиваемые потребителем сведения извлекаются из первичных документов после определенной обработ­ки: поиска, анализа и сравнения.

Под термином «фактографическая информация» следует понимать сведения не только фактического характера, но и теоретического, предположительного, оценочного характера, т.е. факты, концепции и все то, что может быть объектом извлечения из текста, описания на определенном информационном языке, хранения и поиска в той или иной информационной системе.

Если в случае документального и фактографического обслужива­ния потребителю информации предоставляются документы или сведения, извлеченные из информационного потока в «натуральном» виде, то при концептографическом обслуживании все эти документы и сведения подвергаются интерпретации, оценке, обоб­щению со стороны информационной системы. В результате такой интерпретации формулируется так называемая ситуативная инфор­мация, содержащая в себе оценку рассматриваемых сведений, тен­денции и перспективы развития отдельных научных и технических направлении, рекомендации. По этой причине под концептографи­ческим обслуживанием можно также понимать формулирование и доведение до потребителей ситуативной информации, в явном виде не содержащейся в анализируемых источниках и полученной в ре­зультате информационно-логического и концептографического ана­лиза некоторой совокупности документов. Другими словами, в случае концептографического обслуживания потребителю предоставляются не только сведения о документе или сами сведения из документа, но и некоторая дополнительная информация, привнесенная информа­ционной системой в процессе их интерпретации.

Для каждого из видов информационного обслуживания существу­ет свой собственный специфичный ряд вторичных документов, на основе которого производится обслуживание. Поэтому каждый вид обслуживания сводится к созданию ряда вторичных документов и предоставления их потребителю.

Разработка информационных систем на основе высокопроизво­дительных технических устройств и современных средств создания программного обеспечения значительно повысила эффективность их работы и сделала информационные системы неотъемлемой частью жизни общества.

Информационные технологии

Информация является таким же важнейшим ресурсом современ­ного общества, как уголь, нефть, металлы, а значит, процесс ее пере­работки, как и процессы переработки материальных ресурсов, мож­но назвать технологией.

Информационная технология — это процесс, использующий со­вокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных о состоянии объекта, процесса или явления для получения новой ин­формации об их состоянии. Таким образом, информационная тех­нология — это процесс переработки первичной информации в ин­формационный продукт.

Целью информационной технологии является производство ин­формации для ее анализа человеком и принятия на его основе реше­ния о выполнении соответствующих действий.

К техническим средствам производства информации относится его аппаратное, программное и математическое обеспечение. С их помощью производится переработка первичной информации в ин­формацию нового качества.

Программное обеспечение является инструментарием информа­ционных технологий, которое позволяет достичь поставленную пользователем цель. В качестве инструментария можно использовать следующие виды программных продуктов:

• текстовые процессоры и графические редакторы;

• настольные издательские системы;

• электронные таблицы;

• системы управления базами данных (СУБД);

• информационные системы функционального назначения (фи­нансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.).

Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые являются для нее основной средой.

Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в ком­пьютерах. Основная цель информационной технологии — в результа­те целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

Информационная система является средой, составляющими эле­ментами которой являются компьютеры, компьютерные сети, про­граммные продукты, базы данных (БД), обслуживающий персонал, различного рода технические и программные средства связи и т.д. Основная цель информационной системы — организация хранения и передачи информации. Информационная система и обслуживаю­щий ее персонал представляют собой человекокомпьютерную систе­му обработки информации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на нее информационной технологии. Ин­формационная технология может существовать и вне сферы инфор­мационной системы.

Таким образом, информационная технология является более ем­ким понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования информации в информационном обществе. Умелое сочетание двух информационных технологий (управленческой и компьютерной) является залогом успешной работы информационной системы.

Рассмотрим некоторые виды информационных технологий.

Информационная технология обработки данных предна­значена для решения хорошо структурированных задач, для которых определены все необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология при­меняется для автоматизации некоторых рутинных постоянно повто­ряющихся несложных операций управленческого труда. Поэтому внедрение информационных технологий и систем позволяет суще­ственно повысить производительность труда персонала, освободить его от рутинных операций и, возможно, привести к необходимости сокращения численности работников.

Информационная технология обработки данных решает следую­щие задачи:

• обработка данных об операциях, производимых фирмой;

• создание периодических контрольных отчетов о состоянии дел в фирме;

• получение ответов на всевозможные текущие запросы и оформ­ление их в виде бумажных документов или отчетов.

Целью информационной технологии управления является удовлетворение информационных потребностей всех без исключения сотрудников фирмы, имеющих дело с принятием решений.

Эта технология ориентирована на работу в среде информационной системы управления и используется при худшей структурированности решаемых задач, если их сравнивать с задачами, решаемыми с по­мощью информационной технологии обработки данных.

Информационная технология управления идеально подходят для удовлетворения сходных информационных потребностей работников различных функциональных подсистем (подразделений). Поставляе­мая ими информация содержит сведения о прошлом, настоящем и вероятном будущем фирмы. Эта информация имеет вид регулярных или специальных управленческих отчетов.

Для принятия решений информация должна быть представлена в агрегированном виде так, чтобы просматривались тенденции из­менения данных, причины возникших отклонений и возможные решения. На этом этапе решаются следующие задачи обработки данных:

• оценка планируемого состояния объекта управления;

• оценка отклонений от планируемого состояния;

• выявление причин отклонений;

• анализ возможных решений и действий.

Главной особенностью информационной технологии поддерж­ки принятия решений является качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой технологии, происходит в результате итерационного процесса, в котором участвуют:

• система поддержки принятия решений в роли вычислительного звена и объекта управления;

• человек как управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат вычислений на компьютере.

Окончание итерационного процесса происходит по воле человека. В этом случае можно говорить о способности информационной си­стемы совместно с пользователем создавать новую информацию для принятия решений.

Дополнительно к этой особенности информационной технологии поддержки принятия решений можно указать еще ряд ее отличитель­ных характеристик:

• ориентация на решение плохо структурированных (формализо­ванных) задач;

• сочетание традиционных методов доступа и обработки компью­терных данных с возможностями математических моделей и метода­ми решения задач на их основе:

• направленность на непрофессионального пользователя компью­тера;

• высокая адаптивность, обеспечивающая возможность приспо­сабливаться к особенностям имеющегося технического и программ­ного обеспечения, а также требованиям пользователя.

 

Системы счисления

Система счисления — это соглашение о представлении чисел по­средством конечной совокупности символов (цифр) A = { а ₀, а_ь..., }, называемой алфавитом. Каждой цифре ставится в соответствие определенный количественный эквивалент.

Системы счисления разделяют на позиционные и непозиционные. Рассмотрим эти системы счисления.

Непозиционная система счисления — это система, в которой цифры не меняют своего количественного эквивалента в зависимости от местоположения (позиции) в записи числа.

К непозиционным системам счисления относится система рим­ских цифр, основанная на употреблении латинских букв для деся­тичных разрядов I = 1, X = 10, С = 100, М = 1 ООО и их половин V = 5, L = 50, D = 500.

Рассмотрим запись единиц. Числа 1 и 5 представляются соответ­ственно цифрами I и V. Чтобы представить числа 2 или 3 необходимо записать соответствующее число единиц: II или III. Для представления чисел 4 или 9 к цифре V (пять) или X (десять) слева дописывается еди­ница I: IV или IX. Для представления чисел 6, 7, 8 к цифре V справа подписываются соответствующее число единиц: VI, VII, VIII. Анало­гично записываются десятки, сотни и тысячи. Число в системе римских чисел записывается по схеме «тысячи —сотни—десятки —единицы».

Пример 4.1. Записать число 1974 в системе римских цифр.

Решение. Выпишем тысячи, сотни, десятки и единицы:

1 000 - М;

900 - СМ;

70-LXX;

4- IV.

Тогда число 1974 будет записано как MCMLXXIV. Здесь цифра М со­храняет свой количественный эквивалент 1 000 в обоих вхождениях.

Непозиционные системы счисления обладают следующими недо­статками:

• сложность представления больших чисел (больше 10 000);

• сложность выполнения арифметических операций над числами, записанными с помощью этих систем счисления.

Из-за перечисленных недостатков числа принято записывать с помощью позиционных систем счисления.

Позиционная система счисления — это система, в которой коли­чественный эквивалент цифры зависит от ее положения в числе. Примером позиционной системы счисления является используемая нами десятичная система счисления.

Основание позиционной системы счисления — это количество символов в ее алфавите.

Например, в десятичной системе счисления десять цифр, поэтому она имеет основание п = 10. Позиционная система счисления с осно­ванием п называется я-ичной.

Далее рассматриваются только позиционные системы счисления, поэтому слово «позиционная» опускается.

Двоичная, десятичная и шестнадцатеричная системы счисления. Перевод чисел в десятичную систему счисления

Значение числа, представленного конечной дробью, в n-ичной системе счисления:

а_т ••• , …

где «,» — разделитель целой и дробной частей; a_i (i = - к, т)\ или с явным указанием основания системы счисления (а_т ••• , … )n

определяется по формуле

а_тп^т +а_т-1 +... + n¹ +а₀n° + + +... + = .

В информатике и вычислительной технике широко используются следующие системы счисления:

• двоичная п = 2; используемый алфавит: А = {0, 1}; например, 0111000₂;

• десятичная п = 10; используемый алфавит: Л = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; например, 102₁₀. В дальнейшем числа без указания основания системы счисления будем считать десятичными;

• шестнадцатеричная п = 16; используемый алфавит: А = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, D, Е, F}; цифры А, В, С, D, Е, F имеют десятичные количественные эквиваленты 10, 11, 12, 13, 14, 15 соот­ветственно; например, AB034D₁₆.

Представление цифр в двоичной, десятичной и шестнадцатерич­ной системах счисления приведено

Таблица Соответствие между цифрами двоичной, десятичной и шестнадцатеричной систем счисления

Десятичная система счисления	Двоичная система счисления	Шестнадцатеричная система счисления
		А
И		В
		С
		D
		Е
		F

 

 

Рассмотрим ряд примеров. Итак система счисления это совокупность приемов и правил для изображения чисел с помощью символов (цифр), имеющих определенные количественные значения.

 

Позиционная запись числа

Пример 1.

 

Перевод чисел в десятичную систему счисления

Пример 2.

При переводе из 16-ой в 10-ую с.с. используется следующее соответствие

A – 10, B – 11, C – 12, D – 13, E – 14, F – 15.

 

Перевод чисел из десятичной системы счисления в систему счисления с основанием d.

Правило 1: Чтобы перевести целое десятичное число в систему счисления с основанием d необходимо последовательно делить это число и получаемые частные на основание d новой системы до тех пор, пока не получится частное меньше основания d. Последнее частное - старшая цифра числа в новой системе счисления с основанием d, а следующие за ней цифры - это остатки от деления, записываемые в последовательности, обратной их получению.

Пример 3.

1)

Проверка:

2) (25)₁₀ = (31)₈

3) (25)₁₀ = (19)₁₆

Правило 2: Чтобы перевести правильную дробь из десятичной системы счисления в систему с основанием d,, необходимо последовательно умножать исходную дробь и дробные части получающихся произведений на основание d новой системы счисления. Правильная дробь числа в новой системе счисления с основанием d формируется в виде целых частей получающихся произведений, начиная с первого.

 

Пример 4.

1) (0. 3126)₁₀ = (0. 0101)₂ - с точностью 2^-4

2) (0. 6)₁₀ = (0. 46314)₈ с точностью8^-5

 

 

Перевод между системами с основаниями, составляющими степень двойки

Для перевода необходимо использовать следующие таблицы:

 

8-ная с.с.	Двоичная с.с.

 

16-ная с.с.	Двоичная с.с.
A (10)
B (11)
C (12)
D (13)
E (14)
F (15)

 

Правило 3: Для перевода числа из восьмеричной системы счисления в двоичную необходимо каждую цифру этого числа записать трехразрядным двоичным кодом (триадой).

 

Пример 5.

(236. 174)₈ = (10011110. 0011111)₂

Правило 4: Для перевода числа из двоичной системы счисления в восьмеричнуюнеобходимо разбить это число вправо и влево от запятой на группы по три разряда - триады и представить каждую группу цифрой в восьмеричной системе счисления. Неполные крайние триады (слева для целой части и справа для дробной) дополняют нулями.

 

Пример 6.

(10111001011011. 0110100101)₂ =

(010 111 001 011 011. 011 010 010 100)_2-8 =(27133,3224)₈

 

Правило 5: Для перевода числа из шестнадцатеричной системы счисления в двоичную необходимо каждую цифру этого числа заменить тетрадой.

 

Пример 7.

(C876. F3)₁₆ = (1100100001110110. 1111001101)₂

 

Правило 6: Для перевода числа из двоичной системы счисления в шестнадцатеричную необходимо разбить это число вправо и влево от запятой на тетрады и представить каждую тетраду цифрой в шестнадцатеричной системе счисления.

 

Пример 8.

(1011101101. 101101101)₂ = (0010 1110 1101. 1011 0110 1000)_16-2 = (2ED. B68)₁₆

 

Арифметические операции

Арифметические операции производятся по тем же правилам, что и в десятичной системе.

В каждой системе счисления «десятка» своя и она равна основанию конкретной системы:

в двоичной: d = (2)₁₀ = (10)₂;

в восьмеричной: d = (8)₁₀ = (10)₈;

в шестнадцатеричной: d = (16)₁₀ = (10)₁₆.

Пример 9.

 

				2
+				2
				2

					8
	+				8
					8

 

					2
-					2
					2

		А			16
	-			F	16
			F		16