Введение в информационные технологии

Компьютерные технологии тесно связаны с понятиями «информация» и «информационные технологии».

Информационные технологии — это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих:

методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации;

вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.

Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятие на её основе решений и их выполнения. С появлением современных средств компьютерной техники информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов человеческого общества.

Свойства информации:

– релевантность — способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя;

– полнота — свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать отображаемый объект и / или процесс;

– своевременность — способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени;

– достоверность — свойство информации не иметь скрытых ошибок;

– доступность – свойство информации, характеризующее возможность её получения данным потребителем;

– защищённость — свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения;

– эргономичность — свойство, характеризующее удобство формы или объёма информации с точки зрения потребителя.

С понятием информации тесно связаны такие понятия, как сигнал, сообщение и данные.

Сигнал — представляет собой любой процесс, несущий информацию (например, опрос датчика).

Сообщение — это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.

Данные — это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки её техническими средствами, например, ЭВМ.

Различают две формы представления информации – непрерывную и дискретную.

Если эта функция непрерывна, то передаваемая информация называется аналоговой. Её источником обычно являются различные природные объекты (температура, давление, влажность воздуха и т.д.), объекты технологических процессов (нейтронный поток в реакторе, давление и температура теплоносителя и пр.) и др.

Если функция U(t) дискретна, то информация имеет характер дискретных сообщений (сигналы тревоги, языковые сообщения письменные, звуковые или на языке жестов и т.д.)

Для преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал требуется провести дискретизацию во времени и квантование по уровню.

Дискретизация — замена непрерывного (аналогового) сигнала последовательностью отдельных во времени отсчетов этого сигнала. Наиболее распространена равномерная дискретизация, в основе которой лежит теорема Котельникова.

На рисунке 1 схематично показан процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал.

Рисунок 1 – Дискретизация аналогового сигнала.

Качество аналого-цифрового преобразования характеризует параметр, называемый разрешением. Разрешение — это количество уровней квантования, используемых для замены непрерывного аналогового сигнала цифровым сигналом. Восьмиразрядная выборка позволяет получить только 256 различных уровней квантования цифрового сигнала, а шестнадцатиразрядная выборка — 65536 уровней.

Еще один показатель качества трансформации непрерывного сигнала в цифровой сигнал — это частота дискретизации — количество преобразований аналог-цифра (выборок), производимое устройством в одну секунду. Этот показатель измеряют килогерцами (килогерц — тысяча выборок в секунду). Типичное значение частоты дискретизации аудиосигнала — 44,1 кГц.

Именно возможность представления информации в дискретном (цифровом) виде дала мощнейший толчок к развитию компьютерной техники.

Примеры использования компьютерных технологий в обществе.

Управление автоматизированным производством — возможность управлять технологическим процессом удалённо с помощью персонального компьютера (см. рисунок 2).

Рисунок 2 – Управление автоматизированным производством.

Технология «Умный дом» — возможность удалённого слежения за домом с помощью мобильных устройств. Сбор и получение данных об основных параметрах системы жизнеобеспечения (см. рисунок 3).

Рисунок 3 – Технология «Умный дом».