Файл: перации, производимые с данными (Процессы обработки данных).pdf

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире данные играют значимую роль абсолютно в любых процессах и явлениях. Без данных невозможно правильно осознать и понять явления реальной действительности.

С позиции информационных технологий управления информация является связанными между собой сведениями, данными, понятиями, которые изменяют наше представление о явлении либо об объекте окружающего мира. Вместе с тезисом информацией довольно часто в литературе употребляется понятие данные.

Актуальность темы исследования связана с повсеместностью использования данных, необходимостью ежедневной обработки и хранению данных. Данные рассматриваются в качестве признаков или записанных наблюдений, которые по различным причинам не используются, а исключительно хранятся. При условии, что появляется возможность использования этих данных для уменьшения какой-либо неопределенности, данные трансформируются в информацию. В связи с этим можно утверждать, что информация представлена используемыми данными.

Объектом исследования являются данные, информация.

Предметом работы является совокупность процессов, явлений, отношений, закономерностей, связей, присущих исследуемому объекту и представляющих интерес с точки зрения цели исследования.

Цель данной курсовой работы: провести анализ протекания процессов обработки информации и иных операций с данными.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

- рассмотреть понятие, сущность данных;

- рассмотреть этапы обработки данных,

- охарактеризовать носителей данных,

- рассмотреть особенности кодирования данных,

- охарактеризовать процессы, производимые с данными;

- подвести итог исследования.

Теоретической основой написания курсовой работы выступают труды отечественных авторов, изучающих вопросы современных информационных технологий.

В процессе исследования применялись методы экспертных оценок, системного подхода, логического анализа, ретроспективного анализа, моделирования.

Структура работы также определена ее темой: введение, основная часть (2 главы), заключение и список использованных источников.

1. СУЩНОСТЬ И НОСИТЕЛИ ДАННЫХ

1.1 Информация и этапы ее обработки

Информация является отображением реального мира посредством различных сведений. Кроме термина «информация» в информатике принято также использовать такое понятие, как «данные».

Понятие «данные» характеризуется отрывочными, не связанными между собой сведениями [11, с. 13].

Технологический процесс обработки данных состоит из четырех последовательных этапов:

1. Первый этап представлен формированием первичных данных, которые могут заключаться в первичных сообщениях о финансовых и хозяйственных операциях, документах, содержащих нормативные правовые акты и иные юридические акты, результатах экспериментов, к примеру, параметрах вновь созданной конструкторской модели автомобиля, квадрокоптера и иных данных о происходящих событиях.

2. Второй этап представлен накоплением и систематизацией данных, т.е. процессом организации определенного размещения данных, обеспечивающим быстроту поиска и отбора необходимых сведений, методического обновления данных, установление защиты информации от различных искажений и т.д.

3. Третий этап представлен обработкой данных, то есть процессами, которые позволяют сформировать новые виды данных, основываясь на ранее накопленных данных. Такие процессы могут быть:

- обобщающими процессами,

- аналитическими процессами,

- рекомендательными процессами,

- прогнозными процессами и пр.

Такие данные вторичной обработки можно подвергать последующей обработке, которая позволяет получить углубленные, более точные обобщения данных [1, с. 108].

4. Четвертый этап представлен отображением данных - представлением данных в форме, которая является удобной для человека. Таким отображением является вывод данных на печать, представление графического изображения (иллюстраций, графиков, диаграмм и пр.), звука и пр.

Сообщения, которые формируются на первом этапе, могут быть представлены в различном виде: в виде обычного бумажного документа, звука, видео, числовых данных на определенном носителе. В большинстве случаев носители первичной информации являются физическими носителями и представлены бумагой, пластинками, кассетами, видеокассетами, характеризующиеся своей недолговечностью [1, с. 109].

Благодаря компьютерным технологиям разработан принципиально новый подход, представленный цифровым (дискретным) представлением информации с помощью магнитных, а также лазерных носителей.

Технические и программные средства электронно - вычислительных машин преобразуют первичные данные в машинный код.

Основной проблемой, которая связана с документацией данных в компьютере является установление точности и корректности четырех различных видов данных.

Точность является способностью выполнить задачи без каких-либо погрешностей либо ошибок. Данная характеристика может быть изложена следующим образом: точность является степенью соответствия меры к некому стандарту [3, с. 144].

Корректность является мерой частоты появления в данных ошибок. Возникновение ошибок возможно, как при сборе данных, так и во время наблюдений либо же измерении.

Точность определяется степенью детализации. В качестве примера можно представить количество десятичных знаков в процессе измерения определенной величины. Вес тела, который выражен как 89.12 кг, обладает большей точностью, чем вес, который выражен как 89.1 кг.

Данные являются диалектической составной частью информации. Они являются зарегистрированными сигналами. При этом можно использовать любой физический метод регистрации данных:

- с помощью механического перемещения физических тел, изменения их формы либо качественных параметров поверхности, изменения магнитных, электрических, оптических характеристик, изменения химического состава тел либо характера химических связей в общей цепи, изменения состояния электронной системы и пр. [8, с. 140].

Согласно методу регистрации данные хранение и транспортировка данных возможна с использованием носителей различных видов.

Самый распространенный носитель данных представлен бумагой, при этом данный носитель не является самым экономичным. Регистрация данных на бумаге производится посредством изменения оптических характеристик бумажной поверхности.

Необходимо отметить, что изменения в оптических свойствах (в определенном диапазоне длин волн изменения коэффициента отражения поверхности) также используется в устройствах, которые осуществляют запись на пластмассовых носителях, имеющих отражающее покрытие, лазерным лучом ( CDROM ).

Носители, использующие изменения магнитных свойств, представлены магнитными лентами и дисками. В фотографии широко используется регистрация данных с помощью изменения химического состава в поверхностных веществах носителя. В живой природе накопление и передача данных происходит на биохимическом уровне [9, с. 74].

Носители данных в разрезе исследования интересны тем, что свойства информации весьма обладают тесной связью со свойствами ее носителей. Каждый носитель может быть охарактеризован с помощью параметра разрешающего способности (таким как: количество данных, которые записаны в единице измерения, принятой для носителя) и динамического диапазона (логарифмическое отношение интенсивности амплитуд минимального и максимального регистрируемого сигналов). Данные свойства носителя зачастую определяют свойства информации, представленные полнотой, доступностью и достоверностью.

Так, к примеру, в базе данных, которая размещена на компакт-диске, в большей степени обеспечена полнота информации, в отличие от аналогичной базы данных, которая размещена на гибком магнитном диске, так как в первом случае на единице длины дорожки плотность записи данных значительно выше.

Доступность информации в книге для обычного потребителя существенно выше, чем этой же информации, записанной на компакт-диске, так как не для всех потребителей доступно необходимые оборудование. Также необходимо отметить, что визуальный эффект, полученный в результате просмотра слайдов на проекторе, значительно больше, чем эффект, полученный в результате просмотра этой же иллюстрации, которая напечатана на бумажном носителе [8, с. 141].

Задача преобразования данных посредством замены носителя является одной из наиболее важных задач информатики. В структуру стоимости вычислительных систем устройства, необходимых для ввода и вывода данных, которые работают с носителями информации, входит около половины стоимости аппаратных средств.

Замечательное запоминающее устройство и носитель данных представлен человеческим мозгом, содержащим примерно (10—15)–109 нейронов — ячеек, которые совмещают функции памяти, а также логической обработки информации.

В среднем объём мозга составляет 1,5м3, масса -1,2 кг, при этом потребляемая мощность составляет приблизительно 2,5 Вт. Лучшими современными электронными запоминающими устройствами при такой же ёмкости занимается объём в несколько м3 с учетом массы в десятки и сотни кг, и потребляемой мощности достигающей несколько кВт [2, с. 75].

Согласно научно обоснованным прогнозам совершенствование электронной техники, а также применение в сочетании новейших высокоэффективных накопительных сред и широкое использование методов бионики при решении проблем, которые связаны с синтезом запоминающих устройств, смогут позволить получить запоминающее устройство, близкое по параметрам человеческой памяти.

1.2 Операции с данными

Данные характеризуются своим типом и множеством операций над ними. Условно данные в компьютере можно разделить на два вида:

- простые данные,

- сложные данные.

В качестве примера простых данных, обрабатываемых компьютером, можно представить данные таблицы 1:

Таблица 1

Типы данных, обрабатываемых компьютером

Сложные данные представлены массивами и списками (однотипными), структурами, записями, таблицами (разнотипными).

При течение информационного процесса происходит преобразование данных из одного вида в другой посредством различных методов. В процесс обработки данных входит множество разных операций [8, с. 143].

Развитие научно-технического прогресса и общее усложнение связей в человеческом обществе неуклонно влекут повышение трудозатрат на обработку данных. Как правило, это связано с тем, что постоянно усложняются условия управления обществом и производством. Вторым фактором, который также вызывает увеличение объема обрабатываемых данных, также неукоснительно связан с научно-техническим прогрессом, им являются быстрые темпы создания и внедрения новых носителей данных, различных средств хранения, а также доставки данных [4, с. 96].

Основными операциями в структуре возможных операций с данными представлены:

1. сбором данных, то есть накоплением информации для того, чтобы была обеспечена достаточная полнота для принятия решений;
2. формализацией данных, то есть приведением данных, которые поступают из различных источников, к одной форме, для установления их сопоставимости между собой, то есть повышается уровень их доступности;
3. фильтрацией данных, то есть отсеиванием «лишних» данных, которые не требуются для того, чтобы принять решения; при этом уменьшается уровень «шума», а также возрастает степень достоверности и адекватности данных;
4. сортировкой данных, то есть упорядочением данных по заданному признаку для повышения удобства их использования; повышается доступность информации;
5. архивацией данных, то есть организацией хранения данных в легкодоступной и удобной форме; необходимо для того, чтобы снизить экономические затраты по хранению данных и повысить в целом общую надежность информационного процесса;
6. защитой данных, представленной комплексом мер, которые направлены на предотвращение утраты, воспроизведение и модификацию данных;
7. транспортировкой данных, то есть приемом и передачей (доставкой и поставкой) данных среди удаленных участников информационного процесса; при этом в информатике источник данных принято именовать сервером, а потребителя принято именовать клиентом;
8. преобразованием данных, то есть переводом данных из одной формы в другую либо переводом из одной структуры данных в другую. Зачастую преобразование данных связывается с изменением типа носителя, к примеру, хранение книг возможно в обычной бумажной форме, но также возможно и использование для хранения электронной формы, и микрофотопленки [8, с. 145].