Информационные процессы и системы

13.10.2011

Информационные процессы и системы

Наиболее часто информация используется для выработки управляющих воздействий в автоматических (чисто технических) и автоматизированных (человек-машина) системах. В подобных системах можно выделить отдельные этапы (фазы) обращение информации, каждый их которых характеризуется определёнными действиями.

Последовательность действий, выполняемых над информацией, называются информационным процессом(ИП).

Системы, реализующие ИП называются информационными системами (ИС).

Основные этапы обращения информации в системах:

1) Сбор (восприятие информации)

2) Подготовка (преобразование информации) – подготовление к обработке

3) Передача информации.

4) Обработка (преобразование информации)

5) Хранение информации

6) Отображение (воспроизведение)

Так как материальным носителем информации является сигнал, то реально это будут этапы обращения и преобразования сигналов

Этапы обращения информации в автоматизированных системах (см тетрадь таблицу)

На этапе восприятия информации осуществляется целенаправленное извлечение и анализ информации о каком-либо объекте (процессе), в результате чего формируется образ объекта, проводится его опознание и оценка. Главная задача на этом этапе – отделить полезную информации от мешающей (шумов) что в ряде случаев связано со значительными трудностями. Простейшим видом восприятия является различение 2 против состояний: Наличие (ДА) и отсутствие (НЕТ). Более сложным – измерение.

На этапе подготовки информации осуществляется её первичное преобразование. На этом этапе проводятся такие операции как нормализация, аналого-цифровое преобразование, шифрование. Иногда этап подготовки рассматривается как вспомогательное для этапа восприятия. В результате восприятия и подготовки получается сигнал в форме удобной для передачи, хранения или от отправителя к получателю обработки. Нормализация (усиление \ ослабление сигнала)

На этапе передачи информация пересылается из одного места в другое. Передача осуществляется по каналам различной физической природы, самыми распространёнными из которых являются электрические, электромагнитные, оптические. Извлечение сигнала на выходе канала, подверженного действию шумов, носит характер вторичного восприятия.

На этапах обработки информации выявляется её общая и существенная взаимозависимость, представляющая интерес для системы. Преобразование информации на этапе обработки

(как и на других этапах) осуществляется либо средствами информации техники либо человеком. В общем случае под обработкой информации понимается любое её преобразование, проводимое по законам логики, математики, а также неформальным правилам, основанным на здравом смысле, интуиции, обобщённом опыте, сложившихся взглядах и нормах поведения. Результатом обработки является тоже информация, но либо представленная в иных формах (например, упорядоченная по каким-то признакам), либо содержащая ответы на поставленные вопросы, например решение некоторых задач. Если процесс обработки формализуем, он может выполняться техническими средствами. Координальные сдвиги в этой области произошли благодаря созданию ЭВМ – универсального преобразователя информации, в связи с чем появились понятия данных и обработки данных. Данные – это факты, сведения, представленные в формализованном виде (закодированные), занесённые на те или иные носители и допускающие обработку с помощью спец технических средств (в первую очередь ЭВМ).

Обработка данных предполагает проведение различных операций над ними. В первую очередь арифметических и логических для получения новых данных, которые объективно необходимы (при подготовке ответственных решений).

На этапе хранения информацию записывают в запоминающее устройство для последующего использования. Для хранения информации используются в основном полупроводниковые, магнитные и оптические носители. Решения задач извлечения хранения информации (поиск информации) связано с разработкой классификационных признаков и схем размещения хранения информации, систематизациями, правилами доступа к ней, порядком её пополнения и обновления. То есть все тем, что определяет возможность целенаправленного поиска и оперативного извлечения хранимой информации.

Этап отображения информации должен предшествовать этапу, связанному с участием человека. Цель этого этапа – предоставить человеку нужную ему информацию с помощью устройств, способных воздействовать на его органы чувств.

ИС можно классифицировать по различным признакам. Так по сфере применения ИС подразделяются на Административные, Производственные, Учебные, Медицинские, Военные и другие. По территориальному признаку – ИС области, района, города и т.д. С точки зрения возможности организации конкретных ИП различают: информационно-справочные, информационно – поисковые системы, системы обработки и передачи данных и системы связи. Большинство автоматизированных ИС являются локальными системами и функционируют на уроне предприятий и учреждений. В настоящее время происходит интенсивный процесс интеграции. Таких систем, как корпоративные системы и далее региональные и глобальные системы.

Если поставляемая информация извлекается из какого – либо объекта (процесса), а выходная применяется для целенаправленного изменения состояния того же объекта

(процесса). Причём получателем, использующим информацию для выбора основных управляющих воздействий (принятие решений) является человек, то такую автоматизированную ИС называют автоматизированная система управления. (АСУ)

АСУ нашли широкое применение во всех сферах жизни общества. В первую очередь, как системы управления технологическими процессами и коллективами людей.

АСУ технологическими процессами служат для автоматизации различных функций на производстве. Они широко используются для организации поточных линий, изготовлений микросхем для поддержании технологического цикла в машиностроении и тому подобное. АСУ коллективами людей предназначено для автоматизации функций управленческого персонала. На пример АСУ банками гостиницами торговыми фирмами и тому подобное.

20.10.2011

Структура и классификация ИС

1) Структура ИС

Структура ИС представляет собой совокупность систем называемых подсистемами

Подсистема – это часть системы выделяемая по какому- либо признаку.

Информационная система:

-информ обеспечение

- математическое

-программное

-лингвистическое

-организационное

- правовое

- техническое

А) Информационное обеспечение – это совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методологии построения базы данных.

Назначение его – своевременное формирование и выдача достоверной информации для принятие решений.

Унифицированная система документации (стандарт, ГОСТ+ все стандарты на ПО) создаются на государственном, республиканском, отраслевом, региональном уровне. Цель – обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства.

Схемы информ потоков отражают маршруты движения информации и её объёмы, места возникновения первичной информации и места её использования. Методология построения базы данных. Основные этапы:

1) Обследование предметной области (предприятий, организаций) для понимания специфики и структуры деятельности, построения схем информационных потоков, документа оборота, определения информационных объектов и их реквизитов (свойств).

2) Построение концептуальной, информационно-логической модели данных по результатам первого этапа.

3) Генерация схемы физической базы данных, её наполнения. (в центре ИО всегда стоят базы даны + те стандарты, протоколы, которые окружают систему)

Б) Техническое обеспечение (ТО) – комплекс технических средств (КТС), предназначенных для работы ИС, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы. КТС составляют:

- компьютер

- устройство сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации.

- устройство передачи данных и линия связи

- орг техника и устройство автоматического съёма информации

- эксплутационные материалы и т.д.

В) математическое и программное обеспечивание (+))

К средствам МО относятся:

а) средство моделирования процессов управления

б) типовые задачи управления

в)) Методы математического программирования, математической статистики и т.д.

К средства ПО относятся: общесистемные программные продукты(винда), специализированные программные продукты, а также соотоветствующая техническая документация.

Г) Лингвистическое обеспечении – совокупность языковых средств, использованных на различных стадиях создания и эксплуатации систем обработки данных для повышения функциональности разработки и обеспечения общения человека и ЭВМ. (языки программирования, их компиляторы, трансляторы, диалоговое окно)

Д) Организационное обеспечение – совокупность методов и средств в регламентирующих взаимодействия работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации ИС (различные права при авторизации, администратор и пользователь)

Е) Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, определяющих создание и функционирование ИС, регламентирующих порядок получения, преобразования, использования информации (борьба в интернете за авторские права)

Ж) методическое обеспечение – это вся документация, которая сопровождает ваши ИС

2) Классификация ИС

Классифицировать ИС можно по нескольким признакам:

· По признаку структурированности задач, для решения которых создаётся ИС

· По функциональному признаку и уровням управления

· По степени автоматизации информационных процессов.

· По характеру использования информации

· По сфере применения

Типы ИС в зависимости от структурированности решаемой задачи

Различают три типа задач для решения которых создаются ИС:

· Структурированный (формализуемый) – задачи, где известны все элементы и взаимосвязи между ними

· Частичное структурирование – задачи, в которых известны часть элементов и связи между ними

· Неструктурированный (неформализуемый)- задачи, в которых невозможно выделить элементы или установить связи между ними

На ЭВМ возможно решение структурированных (полностью автоматически) и частично структурированных (автоматизированных с участием человека)

Типы ИС для решения структурированных задач

· ИС поиска, сортировки, фильтрации, агрегирования (общение, объединение)

Типы ИС для частьично структурированных задач

· Модельных Ис 0 Ис использующий математические модели для разработки альтернатив возможных решений

· Экспертный ИС – Ис, использующая для генерации альтернатив знания, извлечённых из опытов специалистов – экспертов.

Типы ИС по функциональному признаку и уровню управления

Функциональный признак определяет назначение ситемы, её основные цели, задачи и функции. По уровням управления различают:

· ИС оперативного уровня (ИС операторов, нижнее звено) (пример – бухгалтерские, системы обработки заказов)

· ИС специалист (ИС стактического уровня, среднее звено) (пример ИС обработки знаний, ИС автоматизации производств

· ИС руководителей (ИС стратегического уровня, верхнее звено) (пример компьютерная ИС, обеспечивающая поддержку принятие решений)

Типы ИС по степени автоматизации

· Ручные

· Автоматизированные

· Автоматические

Типы ИС по характеру использования:

· Информационно – поисковый

· Информационно – решающие: управляющие ИС и советующие ИС

Типы ИС по сфере применения

· ИС для организации управления

· ИС для управления технологическим процессом

· ИС для САПР

· Интегрированная ИС, охватывающая практически все информационные потребности организации.

Информационные ресурсы и технологии

Информационный ресурс

Особенностью современного этапа развития общества является переход от индустриального общества к информационному. Процесс, обеспечивающий этот переход, называют информатизацией. Неизбежность информатизации обусловлена резким возрастанием роли и значения информации. Для нормального функционирования организации любого масштаба уже недостаточны только традиционные для индустриального общества ресурсов (материальных, природных, трудовых, финансовых, энергетических) Необходимо знать, как наиболее эффективно эти ресурсы использовать, иметь информацию о технологиях, поэтому существенным ресурсом стала информация. Информационные ресурсы в настоящее время рассматриваются как отдельная экономическая категория, важнейший стратегический ресурс общества. Информационные ресурсы – отдельные документы и отдельные массивы документов в ИС. (в библиотеках, архивах, фондах, банках данных и других). В общем случае под ИР понимают весь имеющийся в ИС объём информации, отчуждённый от её создателей и предназначенны для общественного использования)

В отличие от других видов ресурсов, информационные практически неисчерпаемые: по мере развития общества и роста потребления информации, их запасы не убывают, а растут. Более того в процессе применения информационные ресурсы постоянно развиваются и совершенствуются, избавляются от ошибок и уточняя свои параметры.

Выделяют активную и пассивную форму ИР. К пассивной форме относятся: книги, журнальные статьи, патенты, базы данных. Примерами активных форм служат: модель, алгоритм, проект, программа и тому подобное.

Представление информации в ЭВМ. Введение в ассемблер.

Классическая архитектура фон Неймана

Внешняя память

Процессор (АЛУ, УУ)

Память (ОЗУ, ПЗУ)

Устройство вывода

Устройство ввода.

Память системы

В 16 – разрядных ОС (dos, windows 3.1 и т.д.) память была сегментной. 64 кб Оперативной памяти. Вся память делилась на сегменты по 64 Кбайта и адрес задавался форматом сегмент: офсет. Сегмент задаёт порядковый номер сегмента, офсет задаёт смещение чего – либо в этом сегменте.

Сегмент

Смещение 1

Смещение 2

Смещение 65536

………

Память

Сегмент 1 (64 КБ)

Сегмент 2 (64 КБ)

Сегмент 65536 (64 КБ)

………

Проблема сегментности была решена в 32 – разрядных операционных системах.

(windows 95 и выше). Логические сегменты ещё существуют, но нет необходимости в них. Модель памяти в 32 – разрядных операционных системах называется плоской (flat). Каждая ячейка в памяти задаётся только смещением. В этом было преимущество 32 –разрядных ОС.

Общая схема памяти win32

0000FFFF

НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ.

7FFFFFFF

USER SPACE

FFFFFFFF

Kernet space

СЛУЖИТ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ НУЛЕВЫХ УКАЗАТЕЛЕЙ.

Любая попытка обратиться к этой памяти приводит к ошибке.

Память выше адреса 80000000 одна для всех процессов. В этой памяти находится код структуры ядра ОС: Код планировщика задач, код драйверов (программы, которые позволяют работать с устройствами), диспетчеры ввода-вывода и т.д.

Выделения памяти

Для того, чтобы получить доступ к некоторому участку памяти, надо его сначала зарезервировать (создать и задать ему атрибуты доступа (только для чтения, только для записи). Минимальный размер выделения памяти – страница. Она равна 4096 байт

(4 Кбайта)

Процессор системы

Регистры общего назначения.

SP

BP

DI

SI

ESI

EAX

ECX

CH

CL

EDI

AL

AH

BL

BH

AX

ESP

EBP

DH

DL

EDX

EBX

32 – битные регистры (аккумулятор) EBX – база ECX – счётчик EDX – регистр данных могут использоваться без ограничений для любых целей – временного хранения данных, аргументов или результатов различных операций. Аккумулятор часто используется для хранения результатов действий, выполняемых над двумя операндами (т.е. аккумулирует какие – то данные). Регистр данных в этих случаях получает старшую часть результата, если он не вмещается в аккумулятор. Регистр – счётчик используется как счётчик в циклах и строковых операций. регистр – база используется при так называемой адресации по базе.

Другие 4 регистра общего назначения – индекс источника (ESI) EDI - УКАЗАТЕЛЬ базы EBP – указатель стека. Имеют более конкретные назначения и могут приментяся для хранения всевозможных временных переменных, только конда они не испльзуются по назначению. Регистры ESI and EDI используются в строковых операциях, EBP u ESP используются при работе со стеком.

Стек

Стек – это специальным образом организованный участок памяти, используемый для временного хранения переменных, для передачи параметров, вызываемых подпрограммами и для сохранения адреса возврата при вызове процедур и прерываний. Для каждой программы выделяется как минимум один стек, если программа однопоточная. Стек работает по принципу LIFO (Last In First Out). Таким образом, если записать в тек числа 1 2 3, то при чтении они будут получаться в обратном порядке. Текущее смещение вершины стека находиться в регистре ESP. Причём стек растёт вниз от максимально возможного адреса.

Для стека:

FFFFFFFC

FFFFFFF4

FFFFFFЕ8

FFFFFFЕ4

ESP

ЛОКАЛЬНЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ

ПАРАМЕТРЫ

FFFFFFF0

EBP

FFFFFFЕC

FFFFFFF8

Программы исполняются в нижней области памяти (в области малых адресов) EIP (регистр счетчика команд) растёт, а стек располагается в верхней области памяти и ESP уменьшается. При вызове подпрограммы параметры в большинстве случаев помещают в стек, а в EBP записывают текущее значение ESP. То есть ESP всегда уменьшается когда в стек что – то кладётся. Тогда если подпрограмма использует стек для хранения локальных переменных, ESp измениться но EBP можно использовать для того, чтобы считывать значения параметров напрямую из стека. (их смещение будут записываться кА EBP + номер параметра.

Регистр флагов EFLAGS

NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF

В ЭТОМ регистре каждый бит является флагом, т.е устанавливается в единицу при определённых условиях или установка его в единицу изменяет поведение процессора.

1) CF – флаг переноса. Устанавливается в единицу, если результат предыдущей операции не уместился в приёмнике и произошёл перенос из старшего бита или если требуется заём (при вычитании) иначе устанавливается в нуль. Пример. После сложения слов 4F и 001. Если регистр, в который нужно поместить результат слова в него буде записано 4 нуля а СF будет равен 1.

2) PF – флаг чётности устанавливается в единицу, если младший байт результатом предыдущей команды содержит чётное число бит, в нуль – если число единичных бит – нечтное.

3) AF - флаг полупереноса или вспомогательного переноса. Устанавливается в единицу, если в результате предыдущей операции произошёл перенос или заём из 3 – го бита в 4 –й. нумерация с нуля.

4) ZF – флаг нуля. Устанавливается в единицу если результат предыдущей команды нуль. И SF – флаг знака. Этот флаг всегда равен старшему биту результата.

Дата добавления: 2015-11-04