Элементы информационных моделей

Многообразие информационных моделей и их элементов

Информация воспринимается и обрабатывается человеком в форме информационных моделей (ИМ). Они представляют собой организованные по определенным правилам отображения предметной области - состояний объектов управления, внешней среды, способов их взаимодействия.

В ИМ в абстрагированном виде исследуется и используется сущность процессов, явлений, объектов. Поскольку ИМ отражает наиболее существенные параметры, предметную область можно представить разными моделями. Например, на табло аэропорта пассажиров могут информировать о времени начала посадки на самолет, пунктах назначения и пересадок, тогда как для авиадиспетчеров та же информация интересна в разрезе метеоусловий и навигационных параметров находящихся в воздухе машин (они видны на мониторах радаров). Для пилотов же важны еще и показания бортовых приборов. Таким образом, один и тот де процесс (полет пассажирского самолета) отражается по-разному в трех различных информационных моделях.

Анализ ИМ выявляет их структуру. Например, описательные модели состоят из слов, математические - из цифр и формул, графические - из линий, звуковые - из нот и шумов. Умение анализировать составные части ИМ - ее элементы - позволяет понимать смысл закодированной информации и, следовательно, успешно управлять отображаемыми объектами.

Пространство и алфавит информационной модели

Пространство, в рамках которого формируется информационная модель, называется информационным полем (ИП). Оно характеризуется габаритами, представляемыми как ширина и высота (в трехмерных моделях к ним добавляется еще и глубина). Отношение ширины к высоте называется форматом ИП.

В качестве элементов ИМ используются буквы, цифры, условные знаки, геометрические фигуры, звуки и т.д. Их наборы, используемые в рамках конкретной ИМ, называют алфавитами, а число элементов, образующих алфавит - основанием кода. Элементы алфавита могут различаться не только по форме, но и по яркости, размеру, ориентации и т.п.

Выделяют следующие типы информационных моделей в зависимости от задействованных алфавитов:

• буквенно-цифровые;
• графические;
• звуковые;
• комбинированные.

В буквенно-цифровых ИМ в качестве элементов используются буквы, цифры и другие символы (например, знаки препинания, математические знаки и т.п.). Свойства описываемого объекта (процесса) демонстрируются в виде текста, цифр, формул, таблиц. При этом информационное поле разбивается на т.н. знакоместа - элементарные площадки, занимаемые отдельными знаками.

Простейший фрагмент ИМ, который может быть отображен в данном способе моделирования, называется элементом отображения. Он характеризуется формой, габаритами, цветом, яркостью и т.д. Такими элементами могут стать:

• непосредственно контуры знаков (например, на механических барабанах-индикаторах в старых электросчетчиках или автомобильных тахометрах);
• сегменты цифровых табло (например, части цифр электронных наручных часов);
• точечные элементы (например, пиксели матрицы компьютерного монитора).

Рисунок 1. Цифры табло, сформированные из ЖК-сегментов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Способы компоновки элементов в информационных моделях

Способы компоновки знаков в ИМ можно разделить на две группы:

• знакомоделирующий способ, когда формируемый контур совпадает с контуром знака (например, когда члены жюри на конкурсе показывают таблички с написанными на них цифрами);
• знакосинтезирующий способ, когда знаки формируются из более простых элементов (написание цифр почтового индекса на конвертах).

Рисунок 2. Азбука Морзе. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Отдельно следует остановиться на элементах графических информационных моделей. Здесь основными элементами являются точки, линии, фигуры. Используются два принципа их формирования:

1. растровый;
2. векторный.

Рисунок 3. Различия между растровой и векторной графикой. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Растровые изображения формируются из элементарных точек, каждая из которых имеет координаты и цвет. Точки объединяются в линии, контуры и фигуры, из которых можно сформировать изображение, причем не только схематическое, но и реалистичное, что тоже бывает полезно при создании некоторых типов информационных моделей (например, географических или анатомических атласов).

В векторной графике в качестве элементов используются графемы - отрезки прямых, дуги, простые фигуры. Каждая из них обладает формой, описываемой посредством математических формул. Например, для того, чтобы изобразить прямоугольник, достаточно знать его ширину, высоту, и координаты одного из углов. Для рисования круга достаточно знать радиус и координаты центра. Любую ломаную линию можно свести к совокупности отрезков и углов между ними, а кривую представить как состоящую из дуг переменного радиуса.

Векторная графика, в отличие от растровой, больше подходит для построения абстрактных графических информационных моделей, поскольку не искажается при масштабировании. Правда, при выводе на монитор или лазерный принтер, представляющие собой пиксельные матрицы, часть информации о кривых теряется, но существуют графопостроители (плоттеры), отрисовывающие линии геометрически точно.