Качество информации.

Качество информации – обобщённая положительная характеристика информации (совокупность свойств информации), отражающая её степень соответствия пользователя.

Выделяют внутреннее качество – содержательность (присущее собственной информации и сохраняется при её переносе в другую систему) и внешнее качество – защищённость (присущее информации, находящейся или используемой только в определённой системе).

Содержательность информации – совокупность сведений о конкретном объекте или процессе, содержащийся в сообщениях и воспринимаемая получателем. Она отражает семантическую ёмкость информации в информационных массивах (ИМ) (массивах данных, массивах програм, сообщениях, фактах).

Значимость информации – свойство информации сохранять ценность для потребителя с течением времени, т.е. не подвергаться моральному старению. Составляющими значимость являются полнота и идентичность.

Полнота информации – свойство содержательной инфорамции, характеризуемое мерой её достаточности для решения определённых задач. Полнота информации означает, что она обеспечивает принятие правильного (оптимального) решения. Данное свойство является относительным: полнота информации оценивается относительно вполне определённой задачи или группы задач.

Идентичность – свойство, заключающееся в соответствии содержательной информации состоянию объекта. Нарушение идентичности связано с техническим старением информации.

-=рисунок=-

Закон старения информации определяется четырмя характерными интервалами.

∆ t1 – продолжительность времени, в течении которого оцениваемая информация полностью сохраняет свою идентичность.

∆ t2 – продолжительность времени, в течении которого идентичность информации падает.

∆ t3 – продолжительность времени, в течении которого идентичность информации падает на половину.

∆ t4 – продолжительность времени, в течении которого идентичность информации падает на три четверти.

Кумулятивность информации – свойство содержательной информации, заключённой в массиве небольшого объёма, достаточно полно отображает действительность. Задачу обеспечения кумулятивности информации можно решать без учёта и с учётом опыта и квалификации конкретного потребителя информации, применяя соответственно формально-технические и социально-психологические приёмы.

Гомоморфизм информации – свойство содержательной информации, связанное с достаточно полным отображением действительности, представленной информационными массивами большого объёма.

Избирательность информации – свойство содержательной информации, заключающееся в достаточно полном отображении действительности, представленной информационными массивами большого объёма.

Защищенность отражает внешнее качество инфрмации определяемое совокупностью свойств информации, обеспечиваемых системой контроли и защиты информации (КЗИ) конкретной информационной системы в конкретной информационной системе.

Свойства защищенности:

Достоверность

Конфиденциальность

Сохранность информации

Достоверность – это свойство информации характеризуемое степенью соответствия реальных информационных единиц их истинному значению и определяемое способностью КЗИ обеспечить отсутствие ошибок переработки информации, искажений, замены символов.

Требуемый уровень достоверности информации достигается путем внедрения методов контроля и защиты информации на всех ее стадиях переработки, повышением надежности комплекса технических и программных средств информационной системы, а также административно-организационными мерами.

Критериями оптимальности при этом являются:

Минимальзация вероятности искажения единичного массива информации

Максимизация достоверности переработки информации как некоторой функции вероятности ошибки

Минимализация времени переработки ИМ (информационного массива) и матриальных затрат при ограничении на достоверность.

Минимизация суммарного среднего времени на обработку, контроль и исправление ИМ

Минимизация суммарных потерь с учетом затрат на разработку и функционирование структур контроля, исправление ошибок и на потери в информационной системе (ИС) при использовании недостоверной информации.

Конфиденциальности информации – это свойство информации позволяющее сохранять предоставленный ей статус. У нее есть 3 свойства: доступности, скрытность и имитостойкость информации.

Доступность характеризуется степенью разграниечения действий для различных объектов информационной системы.

Скрытность информации характеризуется степенью маскировки информации и отражает ее способность противостоять раскрытию смысла ИМ. Различают симантическую скрытность, структурную скрытность и энергетическую скрытность (позволяет скрыть сам факт передачи информации)

Имитостойкость информации – определяется степернью ее защищенности от внедрения ИМ, имитирующих авторизированные массивы и заключается в способносте не допустить навязывания дезинформации и нарушения нормального функционирования информационной системы

Требуемый уровень конфедициальности ИМ достигается путем дополнительных преобразований информации, контроля полномочий программно технических средств, ресурсов ИС и лиц взаимодействующих со средствами автоматизации и разграничения доступа к информационным массивам. Критериями оптимальности при этом являются:

Минимизация преодоления или взлома защиты

Максимизация ожидаемого безопасного времени до взлома подсистемы защиты

Минимизация суммарных затрат на разработку и эксплуатацию системы при ограничении на вероятность несанкционированного доступа к ресурсам ИС.

Минимизация суммарных потерь от взлома защиты и затрат на разработку и эксплуатацию соответствующих элементов подсистемы КЗИ

Сохранность информции – это свойство информации характеризуемое степенью готовности определенных ИМ к целевому применению и определяемое способностью КЗИ обеспечит постоянное наличие и своевременное предоставление ИМ, необходимых для автоматизированного решения целевых и фенкциональных задач. Основными показателями сохранности являестся целостность и готовность информации.

Целостность характеризуется степенью аутентичности (подлинности) ИМ в информационгой базе, и определяется сособностью КЗИ обеспечить физическое наличие информационных единиц в информационной базе в любой момент времени.

Готовность информации характеризуется степенью работоспособности информационного массива при выполнении целевых и функциональных задач системы и определяется возможностью КЗИ обеспечить своевременное предоставление неоходимых неразрушенных ИМ.

Основными критериями эффективности являются

максимизация вероятности успешного решения определенной задачи системы при наличии соответствущих массивов их дубликатов и копий.

Максимизация вероятности восстановления ИМ

Минимизация среднего времени решения задачи системы

Минимизация среднего времени восстановления ИМ

Максимизация вероятности сохранности ИМ за фиксированный интервал времени их эксплуатации

Минимизация стоимостных затрат на дополненительные носители информации для размещения резервных ИМ, потерь от разрушения ИМ и т.д.

Сообщения и сигналы

Сообщение – это форма представления информации в виде совокупности знаков (символов) используемая для передачи. С практической точки зрения информация всегда представляется в виде сообщения

Схема передачи информации

Источник сообщения – кодирующее устройство – канал связи – декодирующее устройство – получатель сообщения.

Чтобы информацию более точно и экономно передавать по каналам ее нужно закодировать.

Под кодированием понимается переход от исходного представления информации, удобного для восприятия человеком, к представлению удобному для хранения или передачи и обработки. Обратный перевод информации к исходному называется декодированием.

Источник информации может вырабатывать непрерывное сообщение (сигнал), в этом случае информация называется непрерывной (аналоговой) или дискретное сообщение (сигнал) в этом случае информация называется дискретной.

В настоящее время во всех вычислительных машинах информация представляется с помощью электрических сигналов. При этом возможны две формы представления численного значения какой либо перемненной Х.

1) в виде одного сигнала – например электрического напряжения, которое сравнимо с величиной Х.

2) в виде нескольких сигналов – нескольких импульсов напряжений, которые сравнимы с числом единиц числе Х, числом десятков в Х, числом сотен в Х и т.д.

Первая форма представления инфорации с помощью сходной величины – аналог, называется аналоговой или неприрывной. Величины представленные в такой форме могут принимать принципиально любые значения в определенном диапазоне. Количество значений которое может принимать такая величина бесконечно велико.

Втопая форма представления информации называется дискретной. С помощью набора напряжений каждое из которых соответствует одной цыфре представляемой величины. Такие величины пренимают не все возможные, а лиш определенные значения.

Непрерывная форма предствления используется в аналоговых вычислительных машиах (АВМ)

В ЭВМ для предоставления дескретной информации применяется алфавитный способ основанный на использовании конечного набора символов. Этот набор называется алфавитом. Симолы из набора алфавита называются буквами, а любая конечная последовательность симолов является словом

Кодирование информации.

Кодирование – это выражение данных оного типа через данные другого типа. Азбука – это система кодирования языка спомощью символов. Информация в ЭВМ представлена в виде двоичного кода

Для того чтобы кодировать текстовую информацию каждому символу присваивают определенное целое число. Стандартный набор из 256 символов называется ASCII (переводится – амриканский стандартный код для обмена информацией). В системе закреплены две таблицы кодирования – базовая и расширенная. Базовая табица закрепляет значения кдов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255. первые 32 кода базовой таблицы, начиная с нулевого, отданы производителям аппаратных средств (в первую очердь производитеям компьютелов и печатных устройств). В этой области размещаются управляющие коды, которым не соответствуют никакие символы языков, и соответственно эти коды не выводятся не на экран не на печать, но с их помощью можно управлять тем, как производится вывод прочих данных. Начиная с 32 по 127 размещены коды символов английского алфавита, знаков препинания, цифр и т.д. во второй расширенной части системы кодирования определяющей значения кодов с 128 по 355 помещаются национальные алфавиты.

Сегодня имеется несколько одновременно действующих кодировок информации:

· Windows 1251

· КОИ-8

· Международный стандарт ISO

Кроме того имеется универсальная кодировка символов – UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяют обеспечить уникальные коды для 65536 различных символов – этого поля достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты.

Кодирование графической информации.

Растровая графика

Поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки можно выразить с помощью целых чисел, то можно сказать что растровое кодирование позволяет использовать двоичный код для представления графических данных.

Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции производного цвета на составляющие. В качестве таких составляющих используют три основные цвета RGB.

для отражающих поверхностей (типографичских и принтерных красок) которые реализуют принцип поглащения цветов используетя ругая модель CMY. Отсутствие всех цветов дает белый, а максимальная интенсивность всех – черных.

Кодирование звуковой информации

Метод FM (frequency Modulation) основан на том, что теоретически любой сложный звук можно разложить а последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых представляет собой правильную синусоиду и следовательно может быть описан числовыми параметрами, то есть кодом. В периоде звуковые сигналы имеют неправильный спектр, то есть являются аналоговыми.

Разложение звукового сигнала в гармонические ряды и представление в виде дскретных цифровых сигналов выполняют специальные устройства – аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного числовым кодом выполняют цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП).

Метод таблично-волнового синтеза заключается в следующем: в заранее подготовленных хранятся образцы звуков для множества музыкальных инструментов, каждому образцу соответствует свой код. В технике такие образцы называют сэмплами. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, и т.д.

Преобразование аналоговой информации в цифровую форму

При использовании ЭВМ для обработки информации от разлиных устройств, в которых информация представлена непрерывным сигналом, требуется преобразовать аналоговый сигнал в цифровой – в число, пропорциональное амплитуду этого сигнала и наоборот. В обшем случае процедура аналогово-цифрового преобразования состоит из трех этапов: дискретизации, квантования по уровню, кодирования.

Под дискретизацией понимают преобразование функции непрерывного времени в функцию дискретного времени, а сам процесс дискретизации состоит в замене непрерывной функции ее отдельными значениями в фиксированные моменты времени. Дискретизация может быть равномерной и неравномерной. При неравномерной дискретизации длительность интервалов может быть различна.

Период дискретизации T непрерывного сигнала u(t) выбирается в соответствии с теоремой Котельникова Тд=1\2Fв

Под квантованием понимают преобразованием некоторой величины с непрерывной шкалой значений в величину имеющую дискретную шкалу значений. Для этого весь диапазон значений сигнала u(t) называемый шкалой делится на равные части – кванты, h - шаг квантования. Процесс квантования сводится к замене любого мгновенного значения одним из конечного множества разрешенных значений, называемых уровнями квантования.

Дискретное значение сигнала u(t) находящееся между двумя уровнями квантования. Отожествляется либо с ближайшим уровнем квантования либо с ближайшим меньшим (или большим) уровнем квантования. это приводит к ошибкам квантования которые всегда меньше шага квантования (кванта), т.е. чем меньше шаг квантования, тем меньше погрешность квантования, но больше уровней квантования.

Наличие или отсутствие импульса на определенном месте интерпретируется единицей или нолем в соответствующем разряде двоичного числа. Цифровая форма представления сигнала u(t)

В ЦАП каждая каждая двоичная кодовая комбинация преобразуется аналоговый сигнал и на выходе создается последовательность модулированных по амплитуде импульсов с периодом Тд. Восстановление аналоговой структуры производит при помощи специальных схем обеспечивающих фильтрацию этих сигналов.

В основе построения ЦАП лежит принцип суперпозиции токов (напряжений) каждый из которых пропорционален шагу квантования. При этом член суммы не равен 0, если соответствующий разряд входного слова равен 1.

Состояние электронного ключа определяется значением соответствующего разряда преобразуемого числа. При этом если двоичный разряд числа равен 1 то соответствующий резистор соединяется с источником опорного напряжения Е, в противном случае ключ разомкнут и напряжение на резистор не подается.

Точность такого преобразования определяется разрядностью ЦАП, а также точностью изготовления резисторов, и стабильностью напряжения Е. для уменьшения количества номиналов резисторов используют цепную схему составленную из вдвое большего числа резисторов всего лишь двух номиналов R и R2.

информационный ресурс и его составляющие

информатизация общества – это процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей на основе формирования и использования информационных ресурсов.

Информация - это неубывающий ресурс жизнеобеспечения

Информационные ресурсы – отдельные документы и отдельные массив документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, и т.д.)

Выделяют пассивную и активную форму информационных ресурсов. К пассивной форме относятся банки данных, патенты и т.д. активные – модель, алгоритм, проект, программа. Обязательным условием информатизации общества является компьютеризация.

Технология – в широком смысле – объем знаний, необходимых для производства продукции. Она включает в себя методы, приемы, режим работы, последовательности операций и процедур, она связана с оборудованием, инструментами, используемыми материалами.

Информационная технология – это система методов и способов сбора, накопления, хранения, описка, обработки, и передачи информации на основе применения средств вычислительной техники

Понятие компьютер

Компьютер – это электронный прибор предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки, и транспортировки данных.

Персональный компьютер (ПК) –это микрокомпьютер универсального назначения, рассчитаный на одного пользователя

Под архитектурой ПК понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

В основу построения компьютеров положены сформулированные Джоном фон Нейманом.

· Принципе программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности)

· Принцип однородности памяти (команды и данных хранятся в одной и той же памяти, над командами можно выполнять те же действия, что и над данными)

· Принцип адресности (основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек)

Компьютеры построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру:

Алгоритмико-логическое устройство – устройство управления – запоминающее устройство/запоминающее устройство

Устройство управления - предназначено для организации процесса программами и данным

Арифметико логическое устройство – устройство обработки данных. Обычно их объединяют в одно устройство – ЦП

Запоминающее устройство – устройство хранения программ и данных. Основная память предназначена для хранения оперативного обмена данными между устройствами компьютера. Внешняя память используется для долговременного хранения.

Внешние устройства (устройства ввода – вывода) обеспечивают взаимодействие компьютера с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими компьютерами

Чипсет состоит из южного и северного моста

В натоящее время вычислительные системы различают прежде всего по функциональным возможностям. Весь спектр современных вычислительных систем можно разделить на 3 больших класса

1. Микрокомпьютеры

2. Майфрейм – универсальные большие компьютеры общего назначения

3. Суперкомпьютеры

Структура данных.

Организованные совокупности данных называют структурой данных. Структуру данных всегда образуют элементы (просты элементы или другие структуры данных). Различают статические и динамические структуры. По характеру упорядоченности элементов структуры подразделяются на линейно упорядоченные (линейные), и нелинейные. Три основных типа структур данных: линейная, иерархическая, табличная. Линейная структура – это списки. Список – простейшая структура данных отличающаяся тем, что каждый элемент данных однозначно определяется своим номером в массиве. При создании любой структуры данных надо решить 2 вопроса: как разделить элементы данных между собой, и как разыскивать нужные элементы.

Табличные структуры отличаются от списочных тем, что элементы данных определяются адресом ячейки которая состоит не из одного параметра как в списке, а нескольких. Соответственно должно увеличится количество разделителей.

Если все элементы таблицы имеют равную длину, то такие таблицы называют матрицами. В матрицах разделители не нужны. Таким образом табличные структур данных (матрицы) – это упорядоченные структуры, в которых адрес элемента определяется номером строки и столбца.

Нерегулярные данные которые трудно представить в виде списка или таблицы часто представляют в виде иерархической структуры. В ней адрес каждого элемента определяется путем доступа ведущего от вершины структуры до данного элемента. (папки, меню пуск). В иерархической структуре построенной методом дехотамии путь доступа к любому элементу можно представить как путь через рациональный лабиринт с поворотами налево (значение 0) и поворотами направо (1) и таким образом выразить путь доступа в виде компактной двоичной записи.

Списочные и табличные структуры являются простыми. Ими легко пользоваться, поскольку адрес каждого элемента задается числом или несколькими числами. Он также легко упорядочиваются. Главный недостаток – их трудно обновлять ли изменять. иерархические структуры данных являются ложными, но они не создают проблем с обновлениями данных. Недостатком иерархических структур является относительная трудоемкость записи адреса элементов данных и сложность упорядочивания. Если данные хранятся не как попало, а в организованной структуре, то каждый элемент данных приобретает новое свойство которое называют адресом.

Файлы и файловая структура

Файл – это последовательность произвольного числа байтов обладающая уникальным собственным именем. Хранение файлов организуется в иерархической структуре, называемой файловой структурой.