Данные и информация. Операции с данными

Лекция 3. Представление о данных "МАТИ - РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.Э. Циолковского" Кафедра «Социология и управление персоналом» «Институт менеджмента, экономики и социальных технологий» Информационные технологии управления персоналом Кузьминский А.Е, Данны х и Информация Данны е – это зарегистрированны е сигналы Сигналы появляются при взаимодействие физические объектов друг с другом, имеют энергетическую природы и доступны для регистрации. Информация – это продукт взаимодействия данны х Информация возникает и существует в момент взаимодействия объективных данных и субъективных методов. Как и всякий объект, она обладает свойствами. Операции с данны ми В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой. Обработка данных включает в себя множество различных операций. Операции с данны ми • сбор данных – накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения • форматизация данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме • фильтрация данных – отсеивание данных, в которых нет необходимости для принятия решения Операции с данны ми • сортировка данных – упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства их использования • архивация данных – организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме • преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую • защита данных • транспортировка данных Виды данны х • Числа • Текст • Мультимедия (графические объекты, звуковые сигналы, цветные изображения). Кодирование данны х двоичны м кодом Для автоматизации работы с данными производится их унификация – кодирование. В вычислительной технике применяется система кодирования двоичным кодом. (0. , 1. ) 1 бит ( binary digit - двоичное число) - единица измерения информационной емкости и количества информации. Бит является ячейкой памяти, которая в каждый момент времени находится в одном из двух состояний. 0;1 Кодирование чисел Двоичный код целого числа можно получить путём деления числа на 2 до тех пор, пока частное не будет равно 1. Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно 8 разрядов двоичного кода (8 бит). Для кодирования чисел от 0 до 65 535 потребуется 16 разрядов (16 бит). 24 бита: от 0 до 16 777 216 32 бита: от 0 до 4 294 967 295 64 бита: до 18 446 744 073 709 551 616 значений. Кодирование текстовы х данны х Если каждому символу присвоить порядковый номер (целое число), то с помощью двоичного кода можно кодировать любые текстовые данные. 8 битов достаточно для кодирования 256 различных символов. Этого хватит, чтобы закодировать комбинациями 8 битов все символы английского и русского алфавитов (строчные и прописные), арабские цифры, знаки препинания, символы арифметических действий и некоторые общепринятые специальные символы. Таблицы кодировки символов ASCII - стандартный код информационного обмена США. В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования – базовая от 0 до 127 и расширенная от 128 по 255 0 - 31 управляющие коды, которым не соответствуют никакие символы, ими можно управлять работой технических устройств.. 32 - 127 кодирования символов английского алфавита, знаков препинания, цифр, арифметических действий. 128 - 255 символы русского алфавита и другие специальные символы Таблицы кодировки символов Существуют пять различных кодировок кириллицы (КОИ8-Р, Windows. MS-DOS, Macintosh и ISO). Из-за этого часто возникают проблемы с переносом русского текста с одного компьютера на другой, из одной программной системы в другую. С конца 90-х годов проблема стандартизации символьного кодирования решается введением нового международного стандарта Unicode. Это 16-разрядная кодировка, т.е. в ней на каждый символ отводится 2 байта памяти Таблица кодов ASCII Основны е структуры данны х • Линейные структуры –списки.– это простейшая структура данных, отличающаяся тем, что каждый элемент данных однозначно определяется своим уникальным номером в массиве. • Табличные структуры данных подразделяются на двумерные и многомерные. • Двумерные табличные структуры данных (матрицы) – это упорядоченные структуры, в которых адрес элемента определяется номером столбца и номером строки, на пересечении которых находится ячейка, содержащая искомый элемент. Основны е структуры данны х • Многомерные таблицы – это упорядоченные структуры данных, в которых адрес элемента определяется тремя и более измерениями. Для отыскания нужного элемента в таких таблицах необходимо знать параметры всех измерений (размерностей). • Иерархические структуры – это структуры, объединяющие нерегулярные данные, которые трудно представить в виде списка или таблицы. В иерархической структуре адрес каждого элемента определяется маршрутом, ведущим от вершины структуры к данному элементу. Измерение объема информации Наименьшей единицей объема данных является бит (двоичный разряд). Байт – совокупность из 8 битов 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт. 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт. 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт. 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт. Единицы хранения данных Файл – это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем, объект переменной величины. Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путём доступа к нему. Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая называется файловой структурой Скорость передачи данных Единицей измерения скорости передачи данных через последовательные порты является: бит в секунду (bps ( бит/с ) – bits per second) Единицей измерения скорости передачи данных через параллельные порты является байт в секунду. 1 килобит kbit (kb) кбит (кб) = 1000 бит/c 1 килобайт KByte (KB) КБайт (KБ) = 1024 байта/c 1 мегабит mbit (mb) мбит (мб) = 1000 килобит /c 1 мегабайт MByte (MB) МБайт (МБ) = 1024 килобайта /c 1 гигабит gbit (gb) гбит (гб) = 1000 мегабит /c 1 гигабайт GByte (GB) ГБайт (ГБ) = 1024 мегабайта /c Требования к передаче данных • • • • • Данные должны быть соответственно обработаны, подготовлены, форматированные. Данные должны быть закодированы в принятой системе. Необходим подходящий канал передачи данных. Объем данных и пропускная способность канала должны соответствовать. Получатель информации должен быть в той же системе кодировки, что и отправитель Схема передачи данных по информационному каналу Информационная энтропия Состояние информационной системы, характерное непредсказуемостью и неопределенностью получения данных. Возникает, когда количество данных пропускаемых через информационный канал, превышает пропускную способность канала. Классы и аспекты данных По семантическому восприятию Message Мессадж (послание) – основная смысловая идея, заложенная в данных, предназначенная реципиенту получателю. Явный мессадж – предназначенный для быстрого осознания широким кругом получателей. Скрытый и не явный мессадж – не должен быть ясен при первичном анализе полученных данных. Классы и аспекты данных По перцептивному (чувственному) восприятию. Pattern – паттерн – часть целого узнаваемого образа, различимого в закодированных данных. По типу информационного канала паттерны делятся на визуальные и аудиальные. Паттерн является основой для выстраивания образа целиком. Классы и аспекты данных Мета данные – технические данные, «данные о данных», говорящие о положении данных в информационной системе и процессе их передачи через канал. Артефакты – данные полученные по каналу связи, которых не было при отправлении. Результат воздействия шумов и помех в канале. Крипто-данные - данные зашифрованные в особой системе, для их распознавания необходим шифровальный ключ – декодирующий алгоритм. Контрольные вопросы 1. В чём состоит отличие между данными и информацией (понятие данных, понятие информации)? 2. Какие основные операции можно осуществлять с данными? 3. Какие достоинства и недостатки присущи основным структурам данных? 4. Как осуществляется кодирование двоичным кодом? 5. Что собой представляет система кодирования ASCII (базовая и расширенная таблицы кодов). 6. Как называются единицы представления, измерения, хранения и передачи данных? Какова их размерность? 7. Какие есть требования к передаче данных? 8. В чем заключается явление информационной энтропии? 9. Какие выделяются классы и аспекты данных?