неділя, 7 лютого 2016 р.

Дані. Інформаційні процеси: зберігання, опрацювання, передавання і пошук даних

Об’єкти, які досліджує або створює людина, можна описати їх властивостями. Для того, щоб описати певний об’єкт, ці властивості необхідно певним чином подати. Найпростіше це можна зробити тоді, коли властивість об’єкта можна визначити, за якістю його складових або вимірюванням його властивостей.
Властивості об’єктів, подані в числовій формі або описані словами, називатимемо даними.

Наприклад, про велосипед можна сказати, що однією з його властивостей є кількість коліс. Цю властивість просто визначити, порахувавши колеса. Трохи складніше визначити кількість курчат на птахофабриці, але й із цим завданням людина впорається. Дуже просто виміряти зріст людини мірною стрічкою, швидкість автомобіля — спідометром, масу зерна, завантаженого в кузов вантажівки, — спеціальними автоматичними вагами. Складніше визначити масу і швидкість літака в польоті, відстані на місцевості, особливо до недоступних об’єктів, але сучасні прилади забезпечують і такі можливості.
Зазвичай перед тим, як виконувати певні дії з об’єктом, ми намагаємось дізнатися про нього якнайбільше. Перш ніж придбати побутовий прилад або меблі, ми обов’язково цікавимося їх розмірами, кольором тощо. Причому не завжди для цього нам потрібно безпосередньо бачити, вимірювати об’єкт, здебільшого достатньо ознайомитись із відомостями про нього, які є в інструкції, тобто з даними.
Наприклад, у крамниці готового одягу ми шукаємо полицю або вішалку з одягом необхідного нам розміру і зросту, а вже потім — конкретний об’єкт (костюм, сорочку тощо). Для пошуку ми використовуємо такі дані: значення розміру, зросту, які ми зберігаємо в пам’яті й порівнюємо з написами на полицях, тобто ми шукаємо об’єкт за значеннями його властивостей.
Отримання даних про об’єкти люди зазвичай намагаються автоматизувати. Джерелом даних завжди є певний об’єкт. Дані можуть спрямовуватися в автоматизоване сховище даних, відомості з якого потраплятимуть до користувачів за їх запитами. Здебільшого отримання даних поєднується з формуванням певного повідомлення.
Наприклад, після певних дій із банкоматом людина отримує чек, на якому записано стан рахунку. Після звернення до довідкової системи залізниці із запитом щодо розкладу руху потягів з Києва до Львова людина отримує повідомлення, у якому подано дані, що описують стан певного об’єкта або об’єктів, а саме — потягів.
Залежно від того, що є джерелом даних, де зберігаються дані, яким чином їх передбачається використовувати, основні інформаційні процеси над даними: зберігання, опрацювання, передавання і пошук, відбуваються по-різному.
Зберігання даних можна здійснювати:
                    у формі паперових документів, книг, довідників, картотек;
                    у запам’ятовувальних пристроях комп’ютерів;
                    на оптичних лазерних дисках;
                    у пристроях флеш-пам’яті.
Опрацювання даних можуть здійснювати як людина, так і (в автоматичному режимі) — комп’ютер. Наприклад, для того, щоб заповнити бланк для сплати за електроенергію, спожиті гарячу й холодну воду тощо, щомісяця ми виконуємо такі операції:
                    пошук і отримання даних (переглядаємо покази лічильників);
                    зберігання даних (записуємо покази);
                    опрацювання даних;
                     зберігання отриманих у процесі опрацювання даних (записуємо результати обчислень на бланк).
Якщо ми навчимося використовувати для виконання обчислень електронні таблиці, то опрацювання і повторне збереження даних відбуватиметься автоматично.
Пошук даних здійснюється, зазвичай, у разі виникнення потреби в певних даних. Результати пошуку, його успішність визначаються насамперед правильно поставленим запитанням як до людини, так і до автоматизованої системи.
Якщо потрібно замовити квиток на літак, то слід визначити дату відльоту, пункт призначення, вік людини, яка летітиме. Ці дані необхідні для пошуку інших даних — точного часу відльоту, вартості квитка, номера рейсу тощо.
Якщо потрібно замовити в бібліотеці книжку, слід знати прізвище автора і назву або шукати її за жанром (казки, фентезі, наукова фантастика, роман, повість, роман, збірка віршів, збірка оповідань тощо). Незважаючи на те, що є сучасні комп’ютеризовані системи пошуку літератури, практично всі бібліотеки мають і паперові картки на всі книжки (рис. 1.6). Ці картки, упорядковані певним чином, зберігають у каталогах. У більшості бібліотек для цього є алфавітний і тематичний каталоги. У них зберігаються картки, кожна з яких містить опис певної книжки. Картки розташовані в певному порядку — або за іменем авторів (алфавітний каталог), або за галузями наук (тематичний каталог).

Рис. 1.6. Каталожні картки і бібліотечний каталог
На заваді правильного пошуку потрібних даних може стати шум. Шумом, окрім звичного для нас розуміння, в інформатиці називають усе, що перешкоджає правильному сприйняттю змісту повідомлень. Іноді зайві дані можуть заважати сприйняттю відомостей, тобто бути шумом.
Наприклад, якщо для суб’єкта є важливим якомога швидше дістатись із міста Житомира до міста Києва, то він має шукати в розкладі
найближчий за часом рейс, не звертаючи увагу на ціну квитка, тип автобуса тощо. Решта даних, яку видасть довідкова система, будуть для нього зайві, заважатимуть йому швидше зорієнтуватись.
Шум часто виникає з причин, пов’язаних з природними властивостями об’єктів— шум вітру, дощу. Побачити шум можна на фотографіях, зроблених за умови недостатньої освітленості (рис. 1.7), оскільки за цих умов виявляється дія фізичних процесів, зумовлених нагріванням світлочутливого елемента фотоапарата.

Рис. 1.7. Прояв шуму на фотографії, зробленій за умови недостатньої освітленості
Отже, властивості об’єктів описують даними. Дані можна подати як у вигляді чисел, так і тексту. Пошук необхідних даних, їх зберігання, передавання і опрацювання є інформаційними процесами. Зайві дані можуть заважати пошуку й опрацюванню, тобто бути шумом.
Перевіряємо себе
Вправа І. Пояснити, як можна описувати властивості об’єктів?
Вправа 2. Пояснити, чи завжди необхідно планувати діяльність з пошуку певних об’єктів? Чому?
Вправа 3. Пояснити, у якій формі можна зберігати дані?
Вправа 4. Чому іноді зайві дані сприймаються як шум? Навести приклади.
Вправа 5. У яких випадках доцільно використовувати числове подання значень властивостей об’єкта? Пояснити на прикладах.
Вправа 6. Назвати інформаційні процеси.
Виконуємо самостійно
Завдання І. У цьому ребусі (рис. 1.8) закодовано назву того, за допомогою чого подають повідомлення. Який вигляд може мати повідомлення, закодоване відповідно до правил складання ребусів?
Відповідь: «мова».

Рис. 1.8. Ребус, у якому закодовано назву того, за допомогою чого подають
повідомлення
Завдання 2. У ребусі (рис. 1.9) закодовано поняття, яке відображає те, як передають повідомлення у різних виглядах, наприклад, голосом жестами. Навести приклади.
Відповідь: «подання».
Рис. 1.9. Ребус, у якому закодовано поняття, що відображає те, як передають повідомлення у різних виглядах
Завдання 3. У цьому ребусі (рис. 1.10) закодовано поняття, яке означає, що саме несе повідомлення, яке не містить корисної інформації. Чи може вміст такого повідомлення перетворюватися на корисну інформацію і навпаки? Навести приклади.
Відповідь: «шум».


Рис. 1.10. Ребус, у якому закодовано поняття, яке означає, що саме несе повідомлення, яке не містить корисної інформації
Завдання 4. Чи достатньо даних в описі: «тваринка, яка ловить мишей» для того, щоб розпізнати кішку, їжачка, лисицю? Знайти серед поданих необхідні та зайві (шум): «Муркоче, чотири лапки, два ока, рудий пухнастий хвіст, два вуха, дитинчата цієї тваринки після народження харчуються молоком, замість шерсті — голки» (рис. 1.11).
Відповідь: даних недостатньо: потрібні дані: муркоче, рудий пухнастий хвіст, замість шерстіголки; шумом будуть дані: чотири лапки, два ока, два вуха, після народження харчуються молоком, оскільки вони є спільними для всіх трьох об’єктів.

Рис. 1.11. Завдання: розпізнай тваринку, яка ловить мишей
Завдання 5. Значення яких властивостей треба використати для того, щоб серед названих птахів виокремити хвилястого папугу? Соловейка? (Рис. 12).
Птахи: синиця, горобець, соловейко, курка, хвилястий папуга, страус.
Властивості: здатність літати, свійський або дикий, здатність до гарного співу, здатність навчитися говорити.
Які властивості необхідно додати для того, щоб виокремити кожного птаха з поданих на рис. 1.12?

Рис. 1.12. Птахи, серед яких необхідно розшукати потрібного