Предмет изучения данного курса – теория информационных процессов и систем. Основные понятия, которыми мы будем оперировать в этом курсе, это – информация, система, информационный процесс и информационная система. Прежде всего, обратимся к этим основным понятиям.

Основные понятия и определения 

 Понятие информации. Понятие «информация» имеет несколько определений, зависящих от рассматриваемых точек зрения на нее. Философию интересует взаимосвязь информации и материи. С этой токи зрения материалестичекая философия определяет информацию как свойство материи, результат непосредственного отражения реальной действительности. В мозгу человека или в технических устройствах происходит процесс преобразования исходной информации (накопление, обобщение, сопоставление, логические выводы), что ведет к появлению новой информации. Это уже результат обобщающего отражения.

Различные течения философии имеют свои точки зрения на информацию. Одни утверждают, что понятие «информация» не распространяется на неживую природу, другие,– что информация существует только тогда, когда она используется человеком. Мы будем придерживаться компромиссной трактовки, что понятием информация объединяются характеристики объектов живой и неживой природы, которые являются потенциальным источником сведений различного рода. В качестве рабочего примем следующее краткое определение.

Определение 1.1 Информацией называют сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах.

Информация, зафиксированная на носителях, приобретает свойства реальных объектов со своими характеристиками: объемом, скоростью и направлением движения, возможностями по целевому использованию и т.п. Носители могут иметь любую физическую природу и форму: бумага, магнитные ленты и диски, электромагнитные и электрические колебания и др.

Информация играет в жизни человека исключительно важную роль. Он постоянно использует ее в различных целях. Не только человек, но и все живое на земле постоянно испытывает потребность в притоке вещества, энергии и информации. Удовлетворение любой потребности требует информации о путях и способе достижения цели. Функции информации в жизни человека и общества многогранны. Они зависят от решаемых задач, целей использования информации, внешних условий, запаса времени и других ресурсов, предназначенных для достижения цели. Обобщенной функцией информации является обеспечение выживаемости и развития человека и общества в сложном и изменчивом окружающем нас мире.

На уровне философских обобщений целенаправленные действия человека делятся на две взаимно зависимые и взаимно обусловленные составляющие. Одна из них представляет собой энергетические (материальные) взаимодействия с объектами и процессами реального мира, а другая информационная составляющая связана с отражением в сознании человека реальной обстановки, с оценкой ее состояния, с выработкой решений о своих действиях, определением моментов и мест приложения сил и т.п.

Для решения задач первого направления человек давно и успешно стал применять в помощь себе различные устройства и механизмы. Второе направление долго оставалось без таких помощников: человек пользовался информацией, которую мог получать в зоне действия своих органов чувств и обрабатывать ее с помощью собственного мозга.

Современные достижения науки и техники, приведшие к созданию быстродействующих средств передачи и обработки информации, существенно расширили зону, из которой человек может оперативно пользоваться информацией, добытой соединенными усилиями всего человечества, и использовать ее в информационных процессах в реальном масштабе времени. Эти достижения многократно расширили и усилили возможности человека по реализации информационных функций в любой сфере деятельности, что обеспечивает более высокий уровень общественного развития. Появилась возможность оперативно формировать и исследовать математические модели сложных систем, процессов и явлений и с их помощью вырабатывать ответственные решения в экономике, политике и военном деле на основе строгих математических расчетов. Для этого имеются множество персональных компьютеров, средств связи, разветвленные информационные системы корпоративного, ведомственного и государственного уровней. Функционирует международная система обмена информацией открытого доступа «Интернет», предоставляющая широкий набор информационных услуг миллионам своих абонентов.

Понятие системы. Потребность в использовании понятия «система» возникала для объектов различной физической природы с древних времен: еще Аристотель обратил внимание на то, что целое (т. е. система) несводимо к сумме частей, его образующих. Потребность в использовании этого термина возникает в тех случаях, когда невозможно что-то продемонстрировать, изобразить, представить математическим выражением, используя только части некоторой большой и сложной совокупности без взаимодействия этих частей. Это происходит тогда, когда рассматриваемая совокупность представляет собой нечто целое, единое. Например, невозможно представить динамику "Солнечной системы", не определив взаимодействия между небесными телами, входящими в нее. То же относится и к системам любой другой природы: биологическим, экономическим, системам управления социальными или техническими объектами и др.

Вообще говоря, понятие системы весьма широкое и происходит от греческого: "составленная из частей", "соединенная". В этом понятии фиксируется основное требование: целостность, единство системы, достигаемое посредством взаимосвязей ее элементов и проявляющееся в возникновении новых свойств, которыми каждый в отдельности элемент не обладает.

Определение 1.2. Системой называется целостное образование, состоящее из взаимосвязанных компонент и обладающее новыми свойствами, не сводимыми к свойствам ее компонент.

Одной из характерных тенденций развития современного общества является появление чрезвычайно сложных (больших) систем. Основными причинами этого являются: непрерывно увеличивающаяся сложность технических средств, применяемых в народном хозяйстве; необходимость в повышении качества управления как техническими, так и организационными системами (предприятие, отрасль, государство и др.); расширяющаяся специализация и кооперирование предприятий.

В отличие от традиционной практики проектирования простых систем при разработке крупных сложных комплексов возникают проблемы, меньше связанные с рассмотрением свойств и законов функционирования элементов, а больше – с выбором наилучшей структуры, оптимальной организации взаимодействия элементов, определением оптимальных режимов их функционирования и т.п. По мере увеличения сложности системы этим комплексным общесистемным вопросам отводится более значительное место.

Темпы научно-технического прогресса вызывают усложнение процессов проектирования, планирования и управления во всех сферах и отраслях народного хозяйства. Развитие отраслей и усиление их взаимного влияния друг на друга приводят к увеличению количества возможных вариантов, рассматриваемых в случаях принятия решений при проектировании, производстве и эксплуатации, планировании и управлении предприятием, объединением, отраслью и т. п. Анализируя эти варианты, необходимо привлекать специалистов различных областей знаний, организовывать взаимодействие и взаимопонимание между ними. Все это привело к появлению нового – системного – подхода к анализу больших систем. Они часто не поддаются полному описанию и имеют многогранные связи между отдельными функциональными подсистемами, каждая из которых может представлять собой также большую систему. В основе системного подхода лежит специальная теория – общая (абстрактная) теория систем.

Понятие информационного процесса.

Определение 1.3. Информационный процесс – это процесс, направленный на преобразование информации.

Понятие преобразования информации трактуется весьма широко: от переноса сообщений в пространстве (передача-прием) и во времени (хранение) до различных видов формальной и содержательной обработки. Цель любых преобразований информации состоит в устранении неопределенности относительно любой деятельности человека или заготовке информационных резервов в виде баз данных, программ и др. для успешного достижения каких-либо целей. Информационные процессы в трудовой сфере начинаются с формирования идей, целей, анализа вариантов развития, выбора оптимального варианта, разработки плана реализации, оценивания эффективности и.д.

Информационный процесс начинается с получения информации от источника, проходит несколько этапов обработки и завершается выдачей результата обработки.

Определение 1.4 Информационная система (ИС) – это система, целью функционирования которой является преобразование информации, или равнозначное определение:

Определение 1.5. Информационная система – это система, объектом преобразования которой является информация.

Обращаясь к понятию информационного процесса, данного в предыдущем параграфе, можно слазать, что информационная система – это «аппарат» для реализации информационных процессов. Информационные системы предназначены для сбора, хранения и обработки информации.