Роль электронных форм представления и движения информации

В простейшем бытовом понимании с термином «информация» обычно ассоциируются некоторые сведения, данные, знания и т. п. Информация передается в виде сообщений, определяющих форму и представление передаваемой информации. Примерами сообщений являются: музыкальное произведение, телепередача, команды регулировщика на перекрестке, текст, распечатанный на принтере, данные, полученные в результате работы составленной вами программы и т. д. При этом предполагается, что имеются «источник информации» и «получатель информации» [8].

Сообщение от источника к получателю передается посредством какой-нибудь среды, являющейся в таком случае «каналом связи». Так, при передаче речевого сообщения в качестве такого канала связи можно рассматривать воздух, в котором распространяются звуковые волны, а в случае передачи письменного сообщения (например, текста, распечатанного на принтере) каналом сообщения можно считать лист бумаги, на котором напечатан текст.

Рис. 1. 2. 1. Схема передачи информации

Человеку свойственно субъективное восприятие информации через некоторый набор ее свойств: важность, достоверность, своевременность, доступность и т. д. В этом смысле одно и то же сообщение, передаваемое от источника к получателю, может передавать информацию в разной степени.

Так, например, вы хотите сообщить о неисправности компьютера. Для инженера из группы технического обслуживания сообщение «компьютер сломался» явно содержит больше информации, чем для вахтера. Но, в свою очередь, для системного администратора сообщение «не включается дисплей» содержит информации больше, чем первое, поскольку в большей степени снимает неопределенность, связанную с причиной неисправности компьютера. Как видно, одно и то же сообщение для различных пользователей несет различную информацию.

С интенсивным внедрением вычислительной техники и автоматизированных систем управления (АСУ) в различные отрасли производства, существенно увеличилась роль систем и средств сбора, обработки и отображения информации (СОИ). С помощью этих средств осуществляется оперативное взаимодействие людей с объектами контроля и управления, происходит диалог операторов с электронными вычислительными машинами (ЭВМ) и другими техническими средствами сложных человеко-машинных систем (ЧМС).

Одним из основных звеньев ЧМС являются средства отображения информации, выполняющие функции звена связи в системе человек-машина. В первых системах управления в качестве СОИ использовались электронно-лучевые приборы. Однако все усложняющиеся требования, предъявляемые к АСУ и соответственно к средствам отображения, потребовали разработки других эффективных средств, решающих эти задачи.

Развитие микроэлектроники позволило разработать такие дискретные устройства отображения, как матричные индикаторы, газоразрядные панели, лазерные проекционные приборы, обладающие необходимыми параметрами для создания СОИ коллективного пользования.

Средствами отображения информации создаются динамические информационные модели управляемых объектов. Оператор взаимодействует не с самими объектами, а через СОИ с информационными моделями реальных объектов, которые позволяют представить образ реальной действительности, производить анализ и оценку обстановки, наблюдать и оценивать результаты управляющих воздействий, принимать решения.

Особое место в общении оператора АСУ с техническими средствами занимает форма диалога. Ручной ввод требует значительного зрительного внимания и является медленным, утомительным процессом.

Предпочтительным является устная форма диалога, которая дает большие преимущества. Это оперативность и естественность, не нужна специальная подготовка, допускается одновременное использование других способов обмена информацией. Речевой ввод-вывод информации освобождает глаза и руки оператора для других целей. В настоящее время системы речевого общения успешно внедряются в ЧМС и бытовую технику (компьютерные игры и т. п.).

Для грамотной разработки ЧМС необходимо знать технические характеристики СОИ, учитывать способы взаимодействия человека с ЭВМ, закономерности психических процессов, физиологические, антропометрические и другие характеристики человека, относящиеся к области инженерной психологии.

В настоящее время все средства массовой информации говорят об ускорении научно-технического процесса, который характеризуется постоянно растущим потоком информации.

Для быстрого нахождения необходимой информации, экономии труда и времени человека создаются автоматизированные информационные системы (АИС) и банки информации на базе современных мощных ЭВМ.

В промышленности получили широкое распространение автоматизированные системы управления производством (АСУП) и технологическими процессами (АСУ ТП). АИС, АСУП и АСУ ТП представляют собой человеко-машинные системы. В них за человеком оставлена высшая функция — принятия решения, а техника через средства отображения информации снабжает его необходимыми данными.

Перечисленные системы широко применяются для управления крупными производствами, технологическими процессами, для информационного обеспечения различных директивных органов, ученых и специалистов.

Информация человеку-оператору в АСУ ТП представляется в основном символами и зрительными образами, сформированными на тех или иных устройствах отображения информации.

Устройства отображения информации обеспечивают связь человека с техническими средствами и переводят машинные языки в языки знаков, известных человеку (дисплеи, принтеры, большие экраны, графопостроители, синтезаторы речи и т. п.).

Можно на примере структурной схемы АСУ ТП раскрыть задачи, решаемые подсистемой сбора, обработки и отображения информации в автоматизированных системах.

Основу АСУ ТП составляют ЭВМ, способные решать математические и логические задачи с заданной точностью, принимать, обрабатывать, запоминать, хранить и выдавать различную информацию.

В информационных процессах важную роль играют способы представления информации человеку-оператору. Это индикация, регистрация, воспроизведение, размножение, отображение информации [37].

Процессы представления информации тесно связаны с вопросами психологии человека-оператора. Без их взаимодействия невозможно построить ни одной информационной системы управления, так как на человека возлагаются не только функции контроля работы устройств, но и оценка обстановки о ходе процесса, принятие и корректировка решения.

Под информацией понимают любые сведения о каком-либо событии или объекте.

— устройство управления процессом Получение информации связано с восприятием и оценкой объекта или процесса.

Передача информации состоит в переносе ее на расстояние посредством сигналов различной физической природы по механическим, оптическим, акустическим, электромагнитным и другим каналам связи. Чаще всего используются электрические и электромагнитные каналы связи.

Обработка информации заключается в машинном решении задач, связанных с преобразованием информации. Обработка производится при помощи устройств, осуществляющих аналоговые или цифровые преобразования поступающих величин или функций. Промежуточным этапом обработки является хранение информации в запоминающих устройствах.

Представление (отображение) информации требуется в тех случаях, когда в процессе управления принимает участие человек. Отображение заключается в демонстрации изображений, содержащих качественные и количественные характеристики информации, циркулирующей в системе. Для этого используются различные устройства отображения информации и регистрирующие устройства. Например, цифробуквенные индикаторы, мнемосхемы, табло, графические регистрирующие приборы — графопостроители и т. д.

Управляющее воздействие состоит в том, что несущий информацию сигнал осуществляет регулирование или управление, вызывая изменения в объекте управления.

Информацию, фиксированную в определенной форме, называют сообщением. Сообщение может иметь самое различное содержание, но независимо от этого всегда отображается в виде сигнала (электрического, звукового, светового и др.). Сообщение — это форма представления информации.

Формирование любого сигнала связано с передачей сообщения от отправителя (источника) к получателю (приемнику), которые разделены пространством и временем. Поэтому сигнал можно характеризовать как средство перенесения информации в пространстве и времени. Это определение, однако, не учитывает строение сигнала как объекта исследования. Хотя сигнал всегда связан с материальным объектом, большинство конкретных свойств этого объекта несущественно. Например: при ознакомлении с печатным текстом нам неважно, какого сорта бумага или какого цвета чернила. Различие текстов (в общем случае — сигналов) в первую очередь определяется по различию описаний, то есть по различию состояний объекта. Следовательно, можно сказать, что в качестве сигналов используются не сами сигналы, а их состояния. Образование сигнала происходит за счет изменения состояния объекта [31].

Чтобы было соответствие между сообщением и сигналом, т. е. была возможность получения сообщения из сигнала, сигнал должен формироваться по определенным правилам. Построение сигнала по определенным правилам называют кодированием.

Таким образом, в материально-энергетической форме информация всегда проявляется в виде сигналов.