Отбор информации выполняет несколько функций, среди которых можно выделить две важных функции: оценка информации на значимость и сжатие информации. <...> Сжатие информации необходимо для ее представления в компактном виде, позволяющем более эффективно использовать каналы, по которым передается информация, и средства ее хранения. <...> Закономерность целостности проявляется в системе в возникновении новых интегративных качеств, не свойственных образующим ее компонентам. <...> Чтобы глубже понять закономерность целостности, необходимо рассмотреть две ее стороны: 1) свойства системы (целого) не являются суммой свойств элементов или частей (несводимость целого к простой сумме частей); 2) свойства системы (целого) зависят от свойств элементов, частей (изменение в одной части вызывает изменение во всех остальных частях и во всей системе). <...> Иерархичность как закономерность заключается в том, что закономерность целостности проявляется на каждом уровне иерархии. <...> В иерархической структуре целей, как и в любой иерархической структуре, закономерность целостности проявляется на каждом уровне иерархии. <...> Дискретное сообщение является конечной последовательностью отдельных символов. <...> Для преобразования дискретного сообщения в сигнал необходимо выполнить операцию кодирования сообщения, при котором повышается скорость и помехоустойчивость передачи информации. <...> При математическом описании сообщений формирование дискретных сообщений рассматривают как последовательный случайный выбор того или иного символа из алфавита источника сообщений, т. е. как формирование дискретной случайной последовательности. <...> Основными информационными характеристиками являются количество информации в сообщениях, избыточность сообщений, энтропия, производительность источника сообщений, скорость передачи информации. <...> В связи с тем, что случайные процессы являются адекватной моделью сигналов, имеется возможность воспользоваться <...>
Теория_информационных_процессов_и_систем_Учебное_пособие._Направление_подготовки_230400.62_(09.03.02)_–_Информационные_системы_и_технологии._Профиль_подготовки_«Информационные_системы_и_технологии»._Бакалавриат.pdf
УДК 004 (075.8)
ББК 32.233 ÿ73
Ч 45
Печатается по решению
редакционно-издательского совета
Северо-Кавказского федерального
университета
Чернышев À. Á., Антонов Â. Ô., Суюнова Ã. Á.
Ч 45 Теория информационных процессов и систем: учебное
ïîñîáèå. – Ставрополь: Èçä-âî ÑÊÔÓ, 2015. – 169 ñ.
Пособие является составной частью учебно-методического
комплекса по дисциплине, составлено в соответствии с
требованиями ФГОС ВПО, рабочим учебным планом и программой.
В нем дается характеристика основных компонентов
информационных процессов и теории систем. Рассматриваются
основы теории информации, элементы теории кодирования,
модели систем с использованием случайных процессов, системы
массового обслуживания, основы теории принятия решений
в условиях неопределенности.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению
подготовки 230400.62 (09.03.02) – Информационные системы
и технологии.
УДК 004 (075.8)
ББК 32.233 ÿ73
Рецензенты:
ä-ð òåõ. íàóê, профессор È. Ì. Ïåðøèí,
ä-ð òåõ. íàóê, профессор Â. Ï. Иосифов (ÄÃÒÓ)
© ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский
федеральный университет», 2015
– 2 –
Стр.2
ПРЕДИСЛОВИЕ
В различных сферах деятельности на современном этапе
невозможно обойтись без применения вычислительной техники
и информационных систем. Потребности практики привели
к созданию теории систем.
Системность – качество, присущее самым разнообразным
областям и направлениям деятельности. Отметим самые очевидные
и обязательные из признаков системности: структурированность
системы, взаимосвязанность составляющих ее частей,
подчиненность организации всей системы определенной
цели. Всякая деятельность тем успешнее, чем выше уровень ее
системности; неудачи вызваны недостаточной системностью.
Выделяют три уровня системности труда: механизация, автоматизация,
кибернетизация. Возможности механизации ограничены
участием человека. Автоматизировать можно только
процессы, допускающие алгоритмизацию. Кибернетизация
включает в технологический процесс интеллект – естественный
или искусственный – в тех случаях, когда алгоритмизация решаемой
задачи затруднительна или невозможна.
Основная идея разрешения проблем, связанных со сложными
системами, состоит в том, чтобы в тех случаях, когда автоматизация
(т. е. формальная алгоритмизация) невозможна,
использовать человеческую способность, которая именно в
таких случаях проявляется и которая называется интеллектом:
способность ориентироваться в незнакомых условиях и находить
решение слабо формализованных задач. При этом человек
выполняет именно те операции в общем алгоритме, которые
не поддаются формализации (например, экспертная оценка
или сравнение многомерных и неколичественных вариантов,
принятие управленческих решений, взятие на себя ответственности).
Именно на этом принципе строятся автоматизированные
системы управления, в которых формализованные
операции выполняют автоматы и ЭВМ, а неформализованные
операции – человек.
Техническими средствами для этого служат автоматы и
ЭВМ. Их совершенствование и использование для самых разнообразных
нужд, создание алгоритмов и программных систем
для ЭВМ привели к появлению науки информатики. Существенной
частью информатики являются разделы, связанные с
– 3 –
Стр.3
изучением, проектированием и использованием информационных
процессов и систем, применение которых позволяет
значительно повысить
эффективность любой человеческой
деятельности.
Целью изучения дисциплины является освоение теоретических
и практических основ создания информационных систем,
а также способов описания информационных систем.
Задачи дисциплины: определить современное состояние
развития информационных систем и их классификацию; познакомить
с методологиями и технологиями разработки информационных
систем; представить этапы создания и проектирования
информационных систем.
Освоение курса необходимо для успешного освоения таких
дисциплин, как «Информационные технологии», «Технологии
обработки информации», «Методы и средства проектирования
информационных систем и технологий».
Дисциплина относится к базовой части профессионального
цикла. Ее освоение происходит в 3 и 4 семестрах.
– 4 –
Стр.4
СОДЕРЖАНИЕ
ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ……………………………………….
РАЗДЕЛ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ
1. Общие понятия информационных процессов…
2. Закономерности систем. Классификация
ñèñòåì……………………………………………………….
РАЗДЕЛ 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ
3. Сигналы и системы передачи информации…….
4. Энтропия дискретного сигнала. Количество
èíôîðìàöèè………………………………………………..
5. Энтропия непрерывных сообщений…………….
РАЗДЕЛ 3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ
КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ
6. Алфавитное кодирование информации………..
7. Эффективное кодирование, избыточность
ñîîáùåíèé………………………………………………….
8. Основы помехоустойчивого кодирования.
Код Õýììèíãà………………………………………………
9. Алгоритмы сжатия èíôîðìàöèè…………………
РАЗДЕЛ 4. МОДЕЛИ СИСТЕМ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЛУЧАЙНЫХ
ПРОЦЕССОВ
10. Марковские случайные процессы.
Марковские öåïè…………………………………………..
11. Непрерывные цепи Маркова, уравнение
Êîëìîãîðîâà………………………………………………..
РАЗДЕЛ 5. СИСТЕМЫ МАССОВОГО
ОБСЛУЖИВАНИЯ
12. Компоненты и классификация моделей
массового îáñëóæèâàíèÿ…………………………………
13. Многоканальные системы массового
îáñëóæèâàíèÿ………………………………………………
– 167 –
123
136
103
112
3
5
15
28
38
46
56
66
76
92
Стр.167
РАЗДЕЛ 6. ОСНОВЫ ТЕОРИИ
ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
14. Современные методы принятия решений…….
15. Критерии принятия решений в условиях
íåîïðåäåëåííîñòè………………………………………….
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ………………………………………..
147
156
166
– 168 –
Стр.168