Ақпаратты өңдеу тәсілдері туралы реферат

Ақпаратты өңдеу әдістері және курс міндеттері
Адамның барлық Өнімді қызметі ақпаратты өңдеуге байланысты. Қоғамның даму процесі ақпаратты өңдеудің неғұрлым толық және тиімді әдістерінің қалыптасуынан ажыратылмайды. Ғылымның әрбір саласы және үлкен дәрежеде қызметтің әртүрлі салалары (білім беру, экономика, экология, өндіруші салалар, көлік, байланыс, медициналық диагностика, басқару және т.б.) осы сала жауапты ақпаратты мақсатты және тиімді өңдеуге арналған идеялар мен әдістердің жиынтығын білдіреді.

«Мақсатты және тиімді өңдеу» ұғымдарын нақтылау ақпаратты өңдеуге арналған және оны тез орындауға қабілетті әдістер мен техникалық құрылғыларды дамытудың әсерінен болды. Қазіргі уақытта ақпаратты өңдеу әдіснамасын құрайтын идеялар, принциптер және алгоритмдер бүгінгі күні Ақпаратты өңдеу технологиясында айтарлықтай серпіліс жасауға мүмкіндік берді (көрнекі мысал – Internet).

Өңдеу әдістері мен оларды іске асыру принциптері әрбір облыс үшін өзінің ерекше ерекшеліктері бар, олар ең алдымен ақпарат тасығыштың нақты түріне, кодтау әдістеріне және өңдеу нәтижелерін ұсыну тәсілдеріне негізделген. Осыған байланысты әр түрлі аймақтар үшін ақпаратты өңдеу құрылғылары жиі бір-біріне нашар көрінеді. Бірақ, осы сыртқы қолайсыз жерден өңдеу жүйелерін құрудың бірдей әдістемесі мен принциптері жасырылады, бұл біз үшін анықтаушы болып табылады және осы курста оқу пәнін құрайды.

Ақпаратты өңдеу әдістерінің негізін Есептеу математикасы, ақпарат теориясы және математикалық статистика құрайды. Математикалық статистиканың және ақпарат теориясының заманауи әдістері күрделі математикалық аппаратты қолданады, бірақ практикалық есептерден туындайтын қарапайым бастапқы ережелерге негізделеді. Курстың міндеттерінің бірі математикалық әдістердің күрделілігіне ақпаратты өңдеудің қазіргі заманғы принциптерінде қойылған мағынаны жоғалтпауы және бүгінгі таңда тәжірибеде қолданылатын шешімдерді бөліп көрсету болып табылады.

Ақпарат деп біз адам үшін қызығушылық тудыратын немесе зияткерлік жүйелердің жұмыс істеуі үшін пайдалы мәліметтердің кейбір жиынтығын түсінетін боламыз.

Іс жүзінде әрдайым ақпаратты (адам немесе жүйе) алу кезінде оны өңдеу қажеттілігі туындайды. Үш типтік жағдайды келтірейік:

* Әдетте, әсіресе техникалық жүйелерде пайдалы ақпаратты талдаудан бұрын оның түсу фактісін белгілеу қажет, өйткені қабылдағыш құрылғыға қандай да бір деректер ағыны әрдайым келіп түседі. Бұл жағдайда өңдеу міндеті пайдалы ақпараттың түсу фактісін (табу міндеті) айқындаудан тұрады.

· Жиі келіп түсетін деректер пайдалы құрамдас бөліктен (ақпараттық компоненттен) басқа пайдалы бөлікті дұрыс бөлуге кедергі келтіретін кейбір қосымша бұрмалаушы құрамнан (техникада кедергілер айтады) тұрады. Есеп жиі кедергі туралы толық мәліметтер жоқ. Бұл жағдайда өңдеу міндеті кедергілерді барынша толық жоюдан тұрады(бөлу міндеті).

· Басқа жағдай-бұл қандай да бір шешім қабылдау мақсатында алынған ақпаратты талдау (яғни ақпараттың түсу фактісі тіркелген, пайдалы сигнал бөлінген), сонымен қатар алынған ақпаратта шешімді толық сеніммен қабылдауға болатын барлық қажетті ақпарат жоқ. Бұл жағдайда өңдеу міндеті шешім неғұрлым дұрыс болуы үшін осындай ақпаратты талдауды жүзеге асырудан тұрады (шешім қабылдау міндеті).

Кедергілердің әсер ету шарты және толық ақпараттың болмауы өңдеуді қолдану қажеттілігін түсіну проблемасында өте маңызды болып табылады, демек, ақпаратты өңдеу негізгі міндеттерінің бірі болып табылатын ақпараттық-өлшеу жүйелері (ИАЖ).

«Өңдеу» терминін тіркеу, есте сақтау, деректерді ұсыну түсініп, кең мағынада қарастырған жөн. Бірақ бұл ұғымдарды бөлу және келесі анықтама беру дұрыс.

Ақпараттық-өлшеу жүйесі (ИАЖ) функционалдық байланысты құрылғылар мен бағдарламалық қамтамасыз ету жиынтығы деп аталады, ол бақыланатын объектіге қажетті ақпараттық қызмет көрсетуді іске асырады, оның ішінде өлшеу ақпаратын автоматты жинау, ұсыну, беру, өңдеу және сақтау.

Бұл ретте «жинау» және «өлшеу» терминдерін сканерлеу, цифрлау (сигналдар мен бейнелер), векторизация және т.б. рәсімдерін қоса отырып, кеңінен түсіндіру керек.

Ақпараттық-өлшеу жүйелері дербес (қозғалыстағы объектілер, сыртқы орта, биологиялық объектілер туралы деректерді жинау, өңдеу), сондай-ақ есептеу және өлшеу техникасын, енгізу-шығару құрылғыларын және байланыс құралдарын интеграциялау нәтижесінде құрылатын әртүрлі автоматтандырылған кешендердің құрамында да қолданылады. ИАЖ-ға қойылатын жалпы талаптар тағайындалуына және нақты қолданылуына қарамастан, жүйеге енгізілетін (қабылданатын) бастапқы өлшеу (көбінесе ұқсас) ақпараты немесе хабарламалары бұрмалаусыз қалпына келтірілуі (немесе ұсынылуы) мүмкін. Қазіргі заманғы ИАЖ көпшілігі үшін, сондай-ақ нақты уақыт ауқымында ақпаратты беру және өңдеу талаптары міндетті болып табылады.

ИАЖ әзірлеу және пайдалану кезінде туындайтын негізгі проблемалардың бірі ақпаратты цифрлау және кодтау әдістерін, ақпаратты беру-қабылдаудың кедергіге төзімді әдістерін таңдау болып табылады (егер ақпарат алыс қашықтыққа берілсе). Бірақ бізді келіп түскен ақпаратты өңдеу кезеңінде туындайтын басқа да мәселелер қызықтырады. бұл деректерді алдын ала өңдеу (сығу, ашу, тану), жүйелердің сапалық сипаттамалары, соңғы пайдаланушыға арналған нақты ақпараттық-өлшеу кешендерінде өңдеу алгоритмдерін және бағдарламалық қамтамасыз етуді қолдану.

Курстың тақырыбы ИАЖ кеңейтілген түсінікте, яғни жоғарыда айтылған «өлшеу» терминін түсіну болып табылады (бұл деректерді жинау, аналогтық сигналдар мен бейнелерді енгізу, қатты тасымалдағыштағы ақпаратты, соның ішінде картографиялық материалды цифрлау). Зерттелетіндер қатарына жаһандық желілердің ресурстарын пайдаланатын мультимедиялық жүйелер, Ақпараттық жүйелер; сигналдарды цифрлық өңдеу процессорларының ресурстарын пайдаланатын нақты уақыт жүйелері; геоақпараттық жүйелер, сондай-ақ осы жүйелерде пайдаланылатын базалық бағдарламалық қамтамасыз ету жатады. ИАЖ анықтамасына түсетін жүйелер мен қосымшалардың бүгінгі күні үлкен саны бар, бірақ курс міндеті оларды сөрелерге таратып қою емес, оларды не біріктіретінін түсіну, базалық құрылымды және деректерді өңдеудің типтік алгоритмдерін анықтау; негізгі технологияларды бөлу.

Ескерту. ИАЖ-ның жалпыланған құрылымы
Пәннің пәніне сәйкес жүйенің ақпараттық трактісін құрайтын ИИС функционалдық құрылғыларының барлық құрамынан ақпаратты жинау, алдын ала өңдеу, ұсыну, беру және өңдеу функцияларын жүзеге асыратын ғана қараймыз. ИИС Блок-схемасы суретте көрсетілген. 1.1. Жүйенің кіруіне жалпы жағдайда деректер көзі болып табылатын ақпараттық құрылғымен(немесе датчигімен) қалыптастырылған S (t) аналогтық сигналы түседі. S(t) сигналы негізгі модельдері «сигналдарды цифрлық өңдеу»курсында оқыған кездейсоқ үрдісті жүзеге асыру ретінде қарастырылады. Көп арналы жүйеде бір құрылғының (немесе датчиктің) деректерін түрлендіру тізбегі өлшеу арнасын құрайды.

Дайындау блогында сигнал алдын ала ұқсас өңдеуге ұшырайды – келісу, күшейту (амплитуданы таңдау және сақтау құрылғысының динамикалық диапазонына келтіру – УВХ), жолақты сүзу (дұрыс цифрлау үшін сигналдардың жиілік жолағын шектеу).

ИАЖ-да өңдеудің кіші жүйесі сандық жүйе болып табылатындықтан, әрбір сигнал АСТ модулінде аналог-цифрлық түрлендіру процедурасына ұшырайды. Әр түрлі өлшеу арналарынан есептеу жүйелілігі кейіннен компьютерге енгізу немесе байланыс арнасы бойынша беру үшін жалпы ағынға біріктіріледі. Кейбір жағдайларда деректерді қысу құрылғылары қолданылуы мүмкін (немесе қысу деректерді компьютерге енгізгеннен кейін жүзеге асырылады – қысудың бағдарламалық әдістері). Әр түрлі ИАЖ-да функционалдық құрылғылардың құрамы мен орналасу реттілігі блок-схемада келтірілгеннен ерекшеленуі мүмкін, бірақ әр түрлі мақсаттағы және техникалық іске асыру жүйелеріндегі типтік құрылғылардың болуы тән болып табылады.

Тарату кіші жүйесі байланыс арнасының кодері мен декодерін, тарату және қабылдау құрылғылары мен байланыс арнасын (антенна құрылғыларымен орта) қамтиды. Кодер мен декодер берілетін хабарламаларды байланыс арнасындағы кедергілерден қосымша қорғау мақсатында сигналдарды бөгеуілге төзімді кодтауды және декодтауды жүзеге асырады және сапалы арна болған кезде болмауы мүмкін.

Сандық есептеулер бойынша бастапқы аналогтық хабарды рұқсат етілген қателікпен қалпына келтіру қабылдау жағында жүргізіледі. Қазіргі заманғы жүйелерде үздіксіз хабарламаны қалпына келтіру, әдетте, орындалмайды, өйткені ақпаратты тіркеу, сақтау және өңдеу сандық түрде орындалады, бірақ қалпына келтіру принципиалды мүмкіндігі көзделеді.

Сурет. 1.1. Ақпараттық-өлшеу кешенінің жалпыланған блок-схемасы

Компьютер ресурстарын және арнайы цифрлық өңдеу процессорларын пайдалана отырып орындалатын цифрлық өңдеу кіші жүйесінің міндеттерінің бірі-ақпаратты сұрыптау және бақылаудың аномалды нәтижелерін бракқа шығару. Браковка – сигналдарды бөгеуілдерден сүзу немесе бейнелерді тану әдістерін пайдалану-ортақ тапсырманың жеке жағдайы болып табылады. Өңдеудің ішкі жүйесінің басқа міндеттері:

* деректерді алдын ала өңдеу (тегістеу, трендті жою);

* сигналдарды статистикалық өңдеу (ИАЖ мақсатына байланысты әртүрлі Алгоритмдер қолданылады);

* спектралды өңдеу (ИАЖ мақсатына байланысты әртүрлі әдістер · );

* процестер мен құбылыстардың үлгілерін қалыптастыру;

* алдын ала өңдеу немесе Талдау нәтижелерін ұсыну;

* деректерді сақтау.

Аталған міндеттер келесі мақсаттағы ИАЖ-да шешіледі:

* «таза түрдегі» өлшеу жүйелері-мониторинг, диагностика, бақылау, ғылыми зерттеулер, нақты уақыт жүйелері;

* мультимедиялық кешендер-ақпараттық қызметтер, презентациялар, оқыту, ойындар;

* коммерциялық енгізу-шығару жүйелері видео-анықтамалық жүйелер, жарнама, бейнефрагменттерді қарау және сақтау;

* геоақпараттық жүйелер ·

Қаржылық есептер ақпаратын өңдеу тәжірибесі талдаудың келесі әдістері мен түрлерін ажыратады:

— көлденең (уақытша));
— тік (құрылым));
— коэффициенттерді талдау;
— трендті;
Көлденең немесе уақытша талдау
Көлденең немесе уақытша талдау кәсіпорынның қызметінің алдын ала (базалық) кезеңімен Есептіліктің (баптың, бөлімнің, блоктың) әрбір позициясын салыстыруға құрылады. Ол қаржылық есептердің жекелеген баптары мен бөлімдері бойынша абсолютті және салыстырмалы ауытқуларға баға беруге мүмкіндік береді. Бұл талдау кәсіпорынның қаржылық есептілік динамикасы бойынша жағдайын диагностикалауға мүмкіндік береді.

Тік немесе құрылымдық талдау
Тік немесе құрылымдық талдау әрбір позицияның жалпы нәтижеге әсерін бағалай отырып, қорытынды қаржылық көрсеткіштердің құрылымын айқындауға құрылады. Бұл үшін есеп нәтижесінде жеке құрамдастардың кәсіпорын қызметіне әсерін бағалауға мүмкіндік беретін үлес салмағы есептеледі.

Тік талдау экономикалық диагностика үшін жеткілікті ақпараттық. Мысалы, айналым активтерінің сомасындағы тауарлық-материалдық қорлар (ТМҚ) үлесінің артуы кәсіпорынның өндірістік әлеуетінің өсуі туралы; айналым активтерінің неғұрлым икемді құрылымының қалыптасуы туралы, бұл олардың айналым жылдамдығын тездетеді немесе менеджердің инфляциядан қорғауға ұмтылуы туралы, ал шаруашылық жүргізудің ұтымсыз саясатының көрінісі болуы мүмкін. Тағы бір мысал: дебиторлық берешек үлесінің өсуі кредитке сату көлемін кеңейту туралы айтуға болады, яғни бірақ кәсіпорында нашар қаржылық бақылаудың нәтижесі болуы мүмкін.

Трендті талдау
Трендтық талдау есеп берудің әрбір позициясын алдыңғы кезеңдер мақсатында салыстыруға және трендті анықтауға мүмкіндік береді, яғни кәсіпорын қызметінің жекелеген кезеңдеріне тән кездейсоқ факторлар мен құбылыстардың әсерінен тазаланған, көрсеткіш динамикасының негізгі тенденциясын бақылайды.

Коэффициенттерді талдау
Коэффициенттерді талдау-бұл белгілі бір есептің жекелеген позициялары немесе қаржылық есептіліктің әртүрлі нысандарындағы көрсеткіштер арасындағы қатынасты зерттеу және олардың арасындағы байланыстардың тығыздығын және сипатын анықтау. Бұл талдау өтімділікті, қаржылық тұрақтылықты, іскерлік белсенділікті, кәсіпорын қызметінің рентабельділігін және т. б. бағалау үшін экономикалық диагностикада кеңінен қолданылады.

Коэффициенттер бойынша талдау схемасы кәсіпорын қызметінің қарастырылатын кезеңі шеңберінде (Жылдың басы мен соңы; есепті және базалық кезең) қаржылық коэффициенттерді есептеуді болжайды. Бұдан әрі есептік мәндер теңестіріледі және олардың өзгеру тенденциясына баға беріледі. Содан кейін коэффициенттердің есептік мәндерін олардың нормативтік мәндерімен салыстырғанда бағалауды жүргізеді .

Қаржылық есептілікті талдаудың келтірілген әдістерінің кез келгенінің соңғы кезеңі зерттелетін көрсеткіштерді жақсарту немесе оларды болашақ кезеңдерде тұрақтандыру жөніндегі ұйымдастыру-техникалық іс-шараларды әзірлеу болып табылады.