Информационная модель объекта. Информатика для СПО

1.

Информационная модель
объекта
Информатика для СПО

2.

Информационная модель и ее форма
представления
Сложные объекты окружающего мира можно лучше
познать, если научиться создавать их модели и проводить
моделирование. Любые объекты имеют сложную структуру и
обладают многочисленными механическими, тепловыми,
электрическими, оптическими и другими свойствами.

3.

Информационная модель объекта
В процессе изучения объекта учесть все его свойства или
невозможно, или не нужно, или опасно, или невыгодно, поэтому
следует выделить только те из них, которые существенны при
его исследовании, т.е. построить модель объекта.

4.

Информационная модель объекта
Модель – это аналог (заместитель) реального объекта,
отражающего его характеристики, которые отобраны в
соответствии с целью моделировании.
В зависимости от способа представления модель может быть
отнесена к классу материальных или информационных моделей.

5.

Материальные модели
Материальные модели имеют реальное воплощение. Они
представляют собой материальные объекты, такие как: чучело
животного, глобус, кукла, макет жилого комплекса, макет
города, макет реки в лаборатории для исследования воды при
построении гидроэлектростанции; модель подводной лодки для
изучения ее свойств при погружении; модель машины с
манекеном, сидящем за рулем, для разработки средств защиты
при авариях; экспериментальная установка для моделирования
разряда молнии с целью изучения физического явления и т.д.

6.

Информационные модели
Любое описание материального объекта: текст, формула, схема,
чертеж и т.д. – также являются моделями, только такие модели
являются информационными.
Информационная модель – это целенаправленно отобранная и
зафиксированная в некоторой знаковой форме информация об
объекте моделирования.

7.

Ограниченность информационных моделей
Изучение одних сторон объекта-оригинала осуществляется ценой
отказа от отражения других сторон. Поэтому любая
информационная модель замещает реально существующий
объект лишь в строго ограниченном смысле. Из этого следует,
что для одного исследуемого объекта может быть создано
несколько информационных моделей, концентрирующих
внимание на определенных его сторонах и характеризующих его
с разной степенью детализации.

8.

Разработка информационных моделей
При разработке информационной модели необходимо отобрать
информацию об изучаемом предмете или явлении и представить
ее в определенной форме (например в виде таблицы). Если
описать свойства объекта в табличной форме с целью
моделирования, то такая таблица будет информационной
моделью объекта. Другой формой информационной модели
является диаграмма, схема, чертеж и т.д. Так как модель – это
упрощенное представление объекта, то некоторые
несущественные свойства могут быть не учтены.

9.

Разработка информационных моделей
Такое формализованное представление информационной модели
обеспечит ее удобную реализацию на компьютере, где требуется
строгая формализация поставленной задачи.
Таким образом, при построении информационной модели
необходимо:
- сформулировать цель построения информационной модели;
- отобрать соответствующую этой цели информацию;
- описать модель в определенной форме представления
информации, например, в табличной форме.

10.

Адекватность информационной модели
Любая модель должна отражать наиболее существенные с точки
зрения поставленной цели свойства объекта исследования. При
этом возникает проблема качества модели.
Для ответа на вопрос о количестве информации необходимой
для качественного отображения свойств объекта-оригинала в
моделировании вводится понятие адекватности модели как
степени соответствия модели по тем свойствам, которые
считаются существенными для исследования.

11.

Адекватность информационной модели
Адекватность информационной модели – это ее соответствие
объекту-оригиналу по тем свойствам, которые считаются
существенными для исследования.
Любая модель имеет отличия от оригинала.

12.

Адекватность информационной модели
Модель утрачивает свой смысл как в случае недостаточной
адекватности, чрезмерного отличия от оригинала, когда
существенные для исследования свойства оказываются не
отраженными в ней.
В информационную модель включаются только те параметры,
которые отражают наиболее существенные с точки зрения
поставленной цели информацию, значит какая-то информация не
будет в нее включена.

13.

Адекватность информационной модели
Для точной оценки адекватности информационной модели
используются строгие математические методы. Для грубой
оценки адекватности модели можно воспользоваться более
простыми методами, например наблюдением за состоянием и
поведением объекта-оригинала или сопоставление модели с
аналогичными или идеальными объектами, существующими
только в воображении человека.

14.

Информационный объект
Наличие информации об объектах реального мира порождает
другой мир, неотделимый от сознания конкретных людей, где
существует только информация. Этому миру можно дать
название – информационная картина мира.

15.

Моделирование
Один из способов познания реального мира – это моделирование,
которое связано с отбором необходимой информации и
построением информационной модели. Однако любая
информационная модель отражает реальный объект только в
ограниченном аспекте – в соответствии с поставленной
человеком целью. Если человек изучает мир только с одной
стороны, возникает определенная ущербность его восприятия.
Всесторонние познание окружающего мира возможно только
тогда, когда существуют разные информационные модели,
соответствующие целям.

16.

Информационный объект
В информационном мире модель превращается в некий
самостоятельный объект, который представляет собой
совокупность информации. Вспомнив определение объекта как
некоторой части окружающего мира, рассматриваемой как
единое целое, можно высказать предположение, что
информационная модель тоже можно считать объектом, но не
материальным, а информационным, зафиксированном на
некотором носителе.

17.

Информационный объект
Информационный объект – это совокупность логически
связанных данных, трактуемых как единое целое.
Тогда информационный мир будет представлять собой
множество разнообразных информационных объектов.

18.

Информационный объект
Примерами информационных объектов являются объекты,
созданные в компьютерных средах:
• литературное произведение, газетная статья, приказ – примеры
информационных объектов в виде текстовых документов;
• рисунки, чертежи, схемы – информационные объекты в
графических документах;

19.

Информационный объект
• ведомость начисления заработной платы, таблица стоимости
покупок, совершенных в оптовом магазине, смета выполнения
работ и прочие виды документов в табличной форме, где
производятся автоматические вычисления по формулам,
связывающим ячейки таблицы, - примеры информационных
объектов в виде электронных таблиц;
• результат выборки из базы данных – тоже информационный
объект;
• созданная на компьютере презентация, гипертекстовый
документ, видеоролик, анимация, компьютерная игра также
могут служить примерами сложных информационных объектов.

20.

Представление об информационной
системе
Информационная система – это взаимосвязанная совокупность средств и
методов для хранения, обработки и передачи данных.
Основой для любой информационной системы является база данных, для
работы с которой необходимо программное обеспечение, получившее
название «система управления базами данных».

21.

Структура информационной системы
Компонентами информационной системы могут быть: человек,
технические и программные средства. Только в результате их
взаимодействия возможна переработка исходной информации и
получение в соответствии с поставленной целью выходной
информации.

22.

Требования к информационной системе
Информационная система должна обеспечивать прием
поступающей от источника информации, ее преобразование
(обработку), хранение и передачу потребителю результатов
преобразования информации.
Потребитель информации здесь понимается в обобщенном
смысле, т.е. это некоторый субъект или объект, обращающий
информационной системе за получением информации и
использующий ее для реализации поставленной цели. В том
случае, когда потребителем информации является человек,
используется термин «пользователь».

23.

Классификация информационных систем
Различные цели, особенности функционирования, способы
организации и обработки данных привели к созданию большого
количества разнообразных информационных систем. Это разнообразие
можно систематизировать по классам, вводя какое-либо основание и,
соответственно, получать разные классификации. Любая
классификация всегда относительна и субъективна, так как зависит от
того, какое основание было взято за основу классификации. Так и
информационные системы могут быть классифицированы по
различным основаниям, например по характеру обработки данных, по
областям применения, по уровням управления, по степени
автоматизации и другим.

24.

Разомкнутая и замкнутая информационные
системы
Информационная система может действовать по правилам
разомкнутой или замкнутой схемы управления.

25.

Разомкнутая информационная система
В разомкнутой информационной системе потребитель получает
информацию и использует ее по своему усмотрению. В случае,
когда цель функционирования системы не определяется
потребителем, т.е. он не учитывает текущее состояние объекта
управления, говорят о работе системы в автономном
разомкнутом режиме.
Разомкнутая схема управления – это система, в которой
управление объектом осуществляется только на основе входного
управляющего воздействия.

26.

Замкнутая информационная система
В замкнутой системе существует тесная связь между
потребителем информации и результатами функционирования
системы. Это достигается за счет введения в ее структуру
канала, называемого обратной связью. По каналу обратной связи
передается реакция потребителя на полученную информацию,
обеспечивая управление функционированием системы. Эта
информация поступает аппаратно-программную часть, где
происходит ее обработка совместно с данными, поступившими из
других источников. Результирующая информация вновь
отправляется потребителю и т.д.

27.

Замкнутая информационная система
Замкнутая схема управления – эта система, в которой
управление объектом осуществляется на основе входного
управляющего воздействия с обратной связью, т.е. с учетом
информации о состоянии объекта управления и степени
достижения цели управления.

28.

Замкнутая информационная система
В замкнутой информационной системе происходят следующие
процессы:
• Ввод информации из внешних или внутренних источников;
• Обработка входной информации и представление ее в удобной
форме;
• Хранение как входной информации, так и результатов ее обработки;
• Вывод информации для отправки потребителю или в другую систему;
• Ввод информации от потребителя через обратную связь.

29.

Классификация информационных систем
В зависимости от степени участия человека в процессе
управления информационные системы делят на три класса:
автоматические, неавтоматические и автоматизированные.

30.

Автоматические информационные системы
В автоматических системах все процессы, связанные с
получением информации о состоянии управляемого объекта,
обработкой этой информации, форматированием управляющих
сигналов и пр., осуществляются автоматически в соответствии с
представленной на рисунке замкнутой информационной
системой. В подобных система не требуется непосредственное
участие человека.

31.

Неавтоматические информационные
системы
В неавтоматических системах человек сам оценивает состояние
объекта управления и на основе этой оценки воздействует на
него.

32.

Автоматизированные информационные
системы
В автоматизированных системах сбор и обработка информации,
необходимой для выработки управляющих воздействий,
осуществляются автоматически, при помощи аппаратуры и
компьютерной техники, а решение по управлению принимает
человек.

33.

Классификация информационных систем
по характеру обработки данных»
Если взять за основание классификации «характер обработки
данных», то информационные системы можно разделить на две
группы:
• Информационно-поисковые системы;
• Информационные системы обработки данных.

34.

Информационно-поисковые системы
Информационно-поисковые системы выполняют ввод, хранение и
выдачу информации без ее обработки по сложному алгоритму,
их основная цель – обеспечить быстрый поиск и выдачу
информации в упорядоченном виде. Например, информационнопоисковая система в железнодорожных и авиационных кассах
обеспечивает пассажиров необходимыми сведениями, а кассира
– информацией при продаже билетов. Электронные справочники
обеспечивают пользователя сведениями из конкретных
областей.

35.

Информационные системы обработки
данных
Информационные системы обработки данных выполняют
преобразование информации по сложным алгоритмам. Примерами
таких систем могут быть автоматизированные системы управления.
Для этих систем характерны задачи расчётного характера и обработка
больших объемов данных. Это, например, системы оперативного
планирования продукции, управление проектами. Другим примером
таких систем могут служить системы поддержки принятия решения,
которые вырабатывают информацию на основе интеллектуального
анализа данных, поиск знаний в базах знаний или с помощью других
методов. Эту информацию человек принимает к сведению для
принятия собственного решения.

36.

Классификация информационных систем
по области применения
Если взять основание классификации «область применения», то
информационные системы можно классифицировать по
предметным областям.
Каждой предметной области, например промышленного
предприятия, медицины, образовательного учреждения и пр.,
соответствует свой тип информационной системы.

37.

Классификация информационных систем
по области применения
Информационная система управления пред приятием
предназначена для сбора и обработки экономической
информации. Полученная на выходе такой информационной
системы результирующая информация ложится в основу
принятия решений руководителями разного уровня.
Возможны другие классификации информационных систем в
зависимости от выбранного основания классификации.

38.

Информационные технологии
Под технологией материального производства понимают совокупность средств
и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы
сырья или материала. В ходе такого процесса изменяют качество или
первоначальное состояние материи в целях получения материального
продукта.

39.

Информация как общественный ресурс
Информация является одним из ресурсов общества наряду с
материальными ресурсами. Следовательно, процесс переработки
информации по аналогии с процессом переработки
материальных ресурсов тоже можно рассматривать как
технологию.

40.

Определение информационной технологии
Информационная технология – это совокупность средств и
методов для передачи и обработки данных для получения
информации нового качества.

41.

Сравнение целей технологий материального
производства и информационных
Цель технологии материального производства – выпуск
продукции, удовлетворяющей тем или иным потребностям
человека или системы.
Цель информационной технологии – производство информации
для ее последующего анализа и принятия на его основе решения
по выполнению какого-либо действия.

42.

Инструментарий информационной
технологии
Технологический процесс материального производства реализуют с
помощью различных технических средств, к которым относятся
оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п. По
аналогии нечто подобное должно существовать и для информационной
технологии. В роли средств производства информации будут выступать
аппаратное, программное и математическое обеспечение этого
процесса. С их использованием первичная информация
перерабатывается в информацию нового качества. Среди этих средств
выделим программные продукты, которые можно назвать
инструментарием информационной технологии.

43.

Инструментарий информационной
технологии
Инструментарий информационной технологии – это совокупность
программных продуктов, обеспечивающих технологию работу
пользователя в компьютерной среде.
К инструментарию информационной технологии можно отнести,
например, все известные программные продукты общего
назначения.

44.

Информационные
основы процессов
управления

45.

Цель – это ожидаемый результат
в процессе управления.
Кроме цели, для процесса
управления важна известная
заранее информация, которая
называется исходной (входной)
информацией.

46.

Управление – процесс
целенаправленного
воздействия на объект.

47.

Выделение исходной информации для
различных процессов управления
Процесс
Исходная информация
Цель
Что необходимо знать и
уметь для достижения цели
Вождение автомобиля
Движение по
указанному
маршруту
Маршрут, правила дорожного
движения, навыки вождения
автомобиля
Нормализация
температуры тела
Понизить
температуру
Нормальная температура
(36,60), способы понижения
температуры, названия
жаропонижающих средств
Чтение книги
Изготовление детали на
станке
Выращивание огурцов

48.

Объект управления и
управляющее
воздействие

49.

Объекты управления и управляющее
воздействие
Цель управления
Объект
управления
Управляющее воздействие
Движение по заданному
маршруту на автомобиле
Автомобиль
Для управления направлением
движения – воздействие на
рулевой механизм.
Для управления скоростью
движения – воздействие на педали
газа и тормоза.
Понижение температуры
тела больного
Человек
Прием лекарств, обтирание тела,
применение народных средств
лечения
Изготовление
металлической детали
Кипячение воды в
электрочайнике
Повышение успеваемости
двоечника

50.

Роль текущей информации и обратной связи
• В процессе управления используется информация о
фактическом состоянии объекта управления, такая
информация называется текущей или рабочей.
Обратная связь – информация о текущем состоянии объекта,
которая позволяет корректировать поведение объекта
управления.

51.

Схемы управления

52.

Замкнутая схема управления
Управляющее
воздействие
Исходная
(предварительная)
информация
Техническое
устройство
или человек
Объект
управления
Обратная
связь
Процесс управления называется замкнутым, если
в нем учитывается текущая информация об
объекте с помощью обратной связи

53.

Разомкнутая схема управления
Управляющее
воздействие
Исходная
(предварительная)
информация
Техническое
устройство
или человек
Объект
управления
Процесс управления называется
разомкнутым, если в нем не учитывается
информация об объекте управления

54.

Спасибо за внимание!
Контактная информация: к.т.н. Губанов В.С., email [email protected]