Қоғамды ақпараттаңдыру

Қоғамды ақпараттаңдыру деп басқарудың және ақпаратты өңдеудің компьютерлік жүйелерінде (БАӨКЖ) қолданылатын классификациялау мен техника-экономикалық  ақпаратты кодтаудың,  құжаттаудың унификацияланған жүйелерінің және ақпараттар массивінің бірыңғай жүйесінің жиынтығын айтамыз.

БАӨКЖ қоғамды ақпараттаңдырусы мәліметтердің, мәліметтерді сипаттау тілдерінің, ақпараттық массивтерді өңдеудің программалық құрылғыларының, сондай-ақ оларды ұйымдастыру, сақтау, жинақтау әдістерінің жиынтығы болып табылады.  Осы орайда, қолданушыға жүйенің функционалды есептерін  және  анықтамалық ақпаратын шешу процессінде барлық керекті ақпарат шығысы Қоғамды ақпараттаңдырусыз етіледі.

БАӨКЖ – де жүйенің толығымен тиімділігі мәліметтерді ұйымдастыру мәселелерін тиімді шешуінен туындайды. Бірақ, жүйенің күрделілігіне, жүйеде шешілетін  есептер санының өсуіне, техникалық және программалық құрылғылардың жетілуіне байланысты жүйеде мәліметтерді ұйымдастыру мәселесі күрделіне түседі.

Мәліметтерді формалды сипаттау әдістері мен құрылғыларының жиынтығы, программалық құрылғылар, мәліметтер массивтерін құрастыру мен іске асырудың ұйымдастырылған принциптері Қоғамды ақпараттаңдыруны (АҚ) құрайды. АҚ құрамына:

• БАӨКЖ функционалды көмекші жүйелерінде (подсистемы) есептер жиынтығын шешуде қолданылатын ақпарат құрамы, яғни ақпараттық бірліктер (хабарламалар) тізімі;
• ақпарат құрылымы және оны түрлендіру заңдылықтары, яғни хабарламаны «кіріс-жүйе-шығыс» тізбегі түріне түрлендіру ережелері;
• ақпарат қозғалысының сипаттамалары, яғни ақпараттық ағындар көлемінің және интенсивтілігінің сапалық бағалары, құжаттар маршруттары, құжаталмасу сұлбалары, хабарламаларды түрлендірудің ықтималдық-уақыттық сипаттамалары;
• ақпаратты түрлендіру әдістері, оның құрамына іріктеуді, есептер жиынтығын және функционалды АБЖ-нің ерекше есептерін  ақпаратпен Қоғамды ақпараттаңдырусыздандыратын сұлбалар жатады.

Толығымен қарастырғанда, БАӨКЖ АҚ функционалды, құрылымды, трансформаторлы және методологиялық аспектілермен сипатталуы мүмкін.

Функционалды аспект.  АҚ сипаттаудың функционалды аспектісі БАӨКЖ әртүрлі есептерін шешуде ереулі орын алады. АҚ келесідей функцияларын ажыратады: аңду (функция слежения), өңдеу жадысы және ақпаратты үйлестіру (распределение). Аңду функциясы объектіні басқару үшін іріктеу, ақпаратты қабылдау және жіберу қызметтерін атқарады. Аңду тұрақты, периодты, оперативті, кешігулі, болжаулы болуы мүмкін. Жады функциясы жүйеде ақпаратты сақтау, іріктеу, сорттау, орналастыру, жаңарту, іздестіру және ақпаратты ұсыну қызметтерін атқарады. Өңдеу функциясы ақпаратты логикалық түрлендіру қызметімен, ал үйлестіру функциясы басқару иерархиясы деңгейлері бойынша ақпаратты жеткізу қызметімен қамтылған.

Құрылымды аспект. АҚ сипаттаудың құрылымды аспектісі сақтау құрылымының формасын зерттеу және ақпаратты АБЖ-не түрлендіру, ақпарат классификациясына, қолданушылар жүйесіне, ақпараттық тілге, құжаттамаға, ақпараттық массивтер құрылымына, ақпараттық жүйемен қарым-қатынас жасау тілдеріне қосу қызметтерін қамтиды.

Трансформаторлы аспект. АҚ сипаттаудың трансформаторлы аспектісі экономикалық басқару тілін түрлендіруді басқару деңгейлері және кірістен шығысқа бағытталған ақпарат қозғалысы этаптары бойынша  қарастырады.

Методологиялық аспект. АҚ сипаттаудың методологиялық аспектісі БАӨКЖ жобалау кезеңінде пайда болатын келесі принциптерді қамтиды:

• АҚ-ның методологиялық бірлігі, яғни бірыңғай әдістер негізінде әртүрлі функционалды көмекші жүйелердің АҚ-н құрастыру;
• АҚ-ның ақпараттық сәйкестілігі, яғни құжаттарды, классификаторларды, кодтар мен шифрларды жүйенің барлық көмекші жүйелеріне құрудың бірыңғай жүйесі;
• АҚ блоктарының типизациясы, яғни бірыңғай типтік ережелер негізінде, бір тілде, функционалды және мазмұнды қатынаста  бірдей болып табылатын АҚ бөліктерін құрастыру;
• ақпаратты өңдеу интеграциясы, яғни жүйенің көпретті қолдануы кезінде ақпаратты бірретті енгізу;
• ақпарат алмасу унификациясы, яғни құжаттар формаларын және машина жұмысын қысқарту.

Ақпаратты өңдеу мен басқарудың кез-келген жүйесінің АҚ-сы құрамына:

• жүйенің ақпараттық базисін құрайтын нормативті және анықтамалық мәліметтер;
• сыртқы орта мен басқару объектісінің ағымдағы жағдайы туралы мәліметтерді қамтитын оперативті ақпарат;
• жүйенің дамуы мен жұмысы үшін есептік және архивтік мәліметтер жатады.

Кез-келген ақпарат жинақтаушы құрылғыларда (носители) орналасуы керек, яғни АҚ құрастыруда тек ақпараттық ағындар құрамын анықтап қана қоймай, сонымен қатар ақпаратты сақтау жүйелерін жинақтаушы құрылғыларда құруды қарастырамыз. АҚ жобалау кезеңінде нақты жүйені шешу үшін ақпараттың қажетті және жеткілікті мөлшері, кіріс және шығыс нәтижелердің құрамы анықталады, ЭЕМ жадысында мәліметтерді ұйымдастыру және орналастыру орындалады. Ағымдағы уақыт (АУ) режиміндегі шешілетін есептердің маңызды факторы — ақпараттың түрлену уақыты  болып саналады. Жүйенің сапасын ақпараттың уақытылы жеткізілу көрсеткіші арқылы есептейді, себебі басқару тұрғысынан қарағанда ескірген ақпарат өз құндылығын жоғалтады.

Кіріс құжаттардың реттелген тізімділігі және унификациясы, оның машиналық түрде өңдеуінің қамтылуы, машиналық жинақтауыш құрылғыларды таңдау, өзгерістер енгізу жүйелері және ақпаратты қайта өңдеу рационалды техникалық сұлбалары АҚ құрастыру кезінде алдын ала қарастырылады. АҚ жобалау кезеңінде методологиялық аспектімен қатар, технологиялық аспектіні қарастырамыз. Методология құрамына мәселелерді зерттеу (АҚ жобалау кезінде кездеседі) және оларды шешу әдістерінің жиынтығы жатады. Технология — ақпаратты қайта өңдеу әдістерінің жиынтығын құрап, өзінің құрамына жұмыс қатарындағы әдістемелерді кіргізеді.

Жүйедегі ақпаратты өңдеудің барлық этаптарының айналымына қатысты бір-бірімен байлынысты операциялар жиынтығы ақпараттық процесс деп аталады.

Ақпарат мөлшерінің өлшемі

Ақпараттың «статистикалық» теориясының (К. Шеннон, Н. Винер) негізі ретінде ықтималдық пен анықтамалғандық түсінігін қарастыра отырып, ақпараттың мөлшерінің өлшемін анықтауымызға болады.

Келесідей белгілеулерді енгізейік:

М – күйлер жиынында жататын кейбір жүйе; α – шығыс жиыны бар кейбір оқиға.

Энтропия түсінігін енгізейік. Энтропия – анықталмағандық дәрежесі. Мүмкін болатын оқиға немесе кіріс мөлшері артқан сайын, анықталмағандық артады. Анықталмағандық бағасының мүмкіндігі дәлелденген. Ереже  бойынша,

мұндағы Н— этропия, S – күйлер саны, К – кірістер саны.

Дәлірек, энтропияны келесі формула бойынша анықтауға болады:

мұндағы Ai – α-ның мүмкін болар кірістерінің кез-келгені, Р(Ai) – мүмкін болатын кірістің ықтималдығы.

Ақпарат мөлшерінің өлшемі – кейбір оқиға орындалған кездегі анықталмғандықты азайту немесе қабылдамау өлшемі. Анықтама бойынша ақпарат мөлшерінің өлшемі кейбір кірістің оқиға орындалғанға дейінгі  және орындалғаннан кейінгі анықталмағандығының айырмасы болып табылады.

α оқиғасының Ai- кейбір кірісінің анықталмағандығы өрнегі арқылы, ал α оқиғасы орындалғаннан кейінгі анықталмағандық  өрнегі арқылы анықталсын.

Сонда α оқиғасы орындалған кездегі Ai кірісі жайлы алынған ақпарат мөлшері

Оқиға кіріс орындалған кездегі жағдайда болсын

Сонда, немесе  .

Оқиға орындалғанға дейінгі кіріс ықтималдығы артқан сайын, оқиға орындалғаннан кейінгі алынатын ақпарат мөлшері кемиді және керісінше.

Сонымен, ақпарат өлшемінің бірлігі не болып табылады?  Ақпарат өлшемінің  бірлігі – стандартты хабарлама құрамындағы оның мөлшері болып табылады. Мұндай хабарламаның моделі ретінде екіден кем емес күйден (кірістен) тұратын қарапайым жүйені қарастыруға болады. Екі тең ықтималдықты күйі бар жүйенің анықталмағандығын түсіру 1 биттегі ақпарат мөлшеріне сәйкес келеді; J=log₂2=1 бит.

Оқиғаның екі тең ықтималдығы бар болған жағдайда екілік жауап («иә» немесе «жоқ») минималды ақпарат мөлшері – 1 битті құрайды (1 бит – энтропияның және ақпарат мөлшерін өлшеудің екілік жүйесі).

Егер логарифмді ондық негізде, ал стандартты хабарлама моделін он тең ықтималдықты күй ретінде қарастыратын болсақ, онда J=log₁₀10=1 битке тең болады (ақпарат мөлшерінің ондық жүйесі).

Мәліметтер банкі 

Жүйеде шешілетін барлық есептерге  «ақпараттық база бірлігі» принципін нақтылау үшін мәліметтер банкі қолданылады.

Мәліметтер Банкінің негізгі компоненттері — мәліметтер базасы (МБ) және МБ-н құрудан және программалық құралдарынан тұратын МБ басқару жүйесі (МББЖ) болып табылады.

МБ тұрақты және оперативті мәліметтердің ақпаратты массивтерінің байланысты жиынтығын құрайды.

Айталық, ЭЕМ-да орындалып жатқан есептерді өңдеу үшін, МБ-да сақталған ақпаратты  қолдану керек болсын. Нақты есепті шешу қолданбалы программа (ҚП) көмегімен іске асады.

МБ-нан керекті массивті алу үшін, ҚП керекті ақпарат туралы МББЖ-ға өтініш білдіреді (1). МББЖ операциялық жүйеге командалар беріп, базалық массивтерден (БМ) таңдау (2) жүргізе отырып, жұмыс массивтерін (ЖМ) құрады. МБ-на үндеу жіберген кезде, көбінесе логикалық операциялар (іздестіру, таңдау, ЖМ құру) орындалады.

ЭЕМ-де берілген алгоритм бойынша нақты есепті шешу (4) және өңдеу нәтижелерін алу үшін ЖМ қолданбалы программаға (3) беріледі. Егер нәтиже өңдеу үшін қолданылса, онда оны МБ-на енгізеді.

Мәліметтерді өңдеу сұлбасы

Негізгі бағыты жүйенің ақпараттық базасының  құрамаларына кіретін ақпаратты жұмыс режимінде қолдап, сақтау, есепке немесе қолданушыға керекті мәліметерді беру, сақталған ақпаратқа ұжымдық кіру мүмкіндігін (доступ)Қоғамды ақпараттаңдырусыздандыратын ақпаратты-анықтамалық жүйе  МБ деп аталады.

МБ комплексті программалармен бірлесе отырып мәліметтердің автоматтандырылған банкін (МАБ) құрайды.

Мәліметтер деп техникалық  құралдар көмегімен өңдеу және жіберу мүмкіндігі бар ақпаратты айтамыз.

Мәліметтер құрылымы — мәліметтердің бөлек элементтерінің байланыстарын көрететін ережелер мен шектеулер жиынтығы ретінде анықталады.

Жүйедегі ақпаратты массивтердің жиынтығы жүйенің ақпаратты қорын құрайды, яғни ол мәліметтердің бір-бірімен байланысты элементтерінің  жиынтығы болып табылады.

Жүйедегі мәліметтер иерархиясын, жоғарыда көрсетіп кеткеніміздей, сұлбалық түрде көрсетуге болады: ақпараттық база – АқМ комплексі – АқМ жанұясы – АқМ – реквизит – таңба.

Ақпараттық материалдар құрылымы – жазбалар арасындағы қарым-қатынас жиынтығы.

Егер төмендегі элементтер берілген болса, онда ақпараттық материалдар құрылымы анықталған деп саналады:

• массив жазбаларын құрайтын өрістер жиынтығы; өріс – белгіленген мәні бар таңбалар жиынтығы; таңба — әріп, сан, т.б.
• жазбаларды ұйымдастыру әдістері;
• жинақтаушы құрылғылар.

Ақпаратты материалдарды жазбалардың орналасу әдісіне байланысты төмендегідей құрылымдарға бөлеміз:

• дәйектілген (последовательный) құрылым – белгілер мәндері бойынша жазбалар реттеліп орналасады;
• кездейсоқ құрылым – жазбалар реттелмей орналасады;
• тізбекті (цепная) құрылым – жазбалар кездейсоқ орналасады, бірақ сілтемелер көмегімен белгілер мәні бойынша реттеледі.

Егер ақпаратты материалдарда жазбалар кейбір белгілермен сипатталатын болса, онда ол оның біреуімен дәйектілген, екіншісімен кездейсоқ, ал үшіншісімен тізбектелген болуы мүмкін.

Кез-келген ақпаратты материалдарды ұйымдастырудың мақсаты – керекті мәліметтерді іздестіру процессін жеделдету болып табылады.

Ақпаратты материалдарда сақталған ақпаратқа кіру мүмкіндігі (доступ) келесідей әдістер арқылы ажыратылады:

1. Массивтер жүйесінің көмегімен кіру мүмкіндігі. Негізгі массивтердегі мәліметтердің реттілігі мен үйлестірілуі жайлы ақпаратты қамтитын құрылымдық ақпаратты материалдар құрылады.
2. Тікелей кіру мүмкіндігі. Жазбалар адресін алу кезінде жазбаның сипатты белгілері қолданылады, оның көмегімен жазбаның нақты орналасқан орнымен қатар, маңайы анықталынады.
3. Дәйекті кіру мүмкіндігі. Көбінесе алгоритмдік процедуралар көмегімен программалық жолмен анықталады.  Кішігірім массивтер немесе физикалық шарттар күшімен массив элементтерін дәйекті жолмен қарап шығу арқылы орындалады.

МБ құрастыру келесі белгілер арқылы негізделеді:

1. Мәліметтердің әртүрлілігі және олардың құрылымдарға байланыстылығы. МБ-ғы мәліметтер күрделі басқару объектісінің ақпараттық моделін сипаттауы мүмкін. Мәліметтер құрылымдары мен  типтерінің көптүрлілігі осы модельдегі объектінің барлық компоненттерінің және осы компоненттер арасындағы барлық байланыстардың көрінісін бейнелеуі тиіс.
2. Әртипті қолданушылармен қарым-қатынас. МБ мәліметтердің көпмақсатты болуын Қоғамды ақпараттаңдырусыздандыруы, әр түрлі режимде жұмыс істейтін және әр түрлі программалау тілдерін қолдайтын қолданушыларды қолдауы тиіс. Мультикіру мүмкіндігі.
3. Мәліметтер бүтіндігі:
4. Физикалық бүтіндік – жабдықтардың бұзылуы мен кездейсоқ сынуынан мәліметтерді қорғау;
5. Логикалық бүтіндік – орталық базадағы қолданушы жіберген қателіктерді немесе логикалық сәйкестелмеген қимылдарды жібермеу.
6. Мәліметер банкінің тәуелсіздігі. Әр қолданушының МБ-ның өзіне керекті және белгілі  бөлігіне кіру мүмкіндігі бар болуы керек. МБ-ның логикалық және физикалық қайта ұйымдастырылуы кезінде, қолданушыға өзіне қатысты МБ-ның бөлігін қайта ұйымдастыру алдындағы қалпында көру мүмкіндігін Қоғамды ақпараттаңдырусыздандыру керек, ол үшін оның программалары өзгермеуі тиіс.
7. Мәліметтер қайталымының болмауы. Ақпараттың әр элементі, кейбір кездерді ескермегенде,  МБ-да тек бір рет қамтылуы тиіс (элемент қолданысы көпмақсатты, көпретті болса да).
8. Жасырынды қасиеті. МБ-да мәліметтердің жасырындылығы сақталуы тиіс (сауда экономикасында биржалар мәліметтері және т.б.).