5.5. Эффективность информационных систем

Оценку информационных систем в процессе их создания либо эксплуатации необходимо производить по определенным показателям. Оценками качества информационных систем являются эффективность, ресурсоемкость и надежность. Эффективность ИС является категорией сравнения. Более эффективной считается та из сравниваемых СПИ, которая характеризуется наибольшим значением критерия эффективности. В информационных подсистемах АСУ в качестве критерия эффективности принимают обычно скорость V_с передачи сообщений, а задача оптимизации процесса передачи сообщений имеет вид

, (5.16)

где Р_в и Р_{в min} – вероятность правильной передачи сообщения и ее минимально допустимое значение. Вероятность Р_в называют верностью передачи сообщений.

В некоторых случаях, когда особое значение имеет достоверность принимаемых сообщений, критерием эффективности является верность, а ограничение накладывается на скорость V_с передачи сообщений. В этих случаях задача оптимизации имеет вид

, (5.17)

где V_{с min} – минимальное допустимое значение V_с.

Другим показателем качества СПИ является ресурсоемкость. Она естественно зависит от энергозатрат на передачу сообщений, аппаратурной надежности всех элементов системы и их стоимости.

Надежность СПИ является третьим показателем качества. Надежность СПИ понимается в двух аспектах: как аппаратурная надежность и информационная. Аппаратурная надежность определяется способностью СПИ к безотказной работе в течение заданного промежутка времени при соблюдении определенных условий эксплуатации. Для информационных систем важной характеристикой является информационная надежность, т.е. способность системы передавать сообщения с достаточной достоверностью. Поэтому ограничение вида Р_в ≥ Р_в.min в задаче оптимизации (2.16) является, по существу, ограничением по информационной надежности. Информация надежность процесса передачи сообщений определяется помехоустойчивостью СПИ. Под помехоустойчивостью понимают способность ИС противостоять вредному воздействию помех и обеспечивать требуемую верность передачи. В этом смысле понятия помехоустойчивости и информационной надежности сходны.

Следует заметить, что меры, принимаемые для повышения помехоустойчивости и скорости передачи сообщений, противоречивы. Повышение V_с почти всегда сопровождается снижением помехоустойчивости и наоборот, попытки повышения помехоустойчивости обычно приводят к снижению V_с.

Методы оценки помехоустойчивости и эффективности информационных систем и способы их повышения являются предметом теории информации и кодирования.

5.6 Контрольные вопросы

Почему можно утверждать, что информация является производительной силой?

Приведите пояснение понятия “информационная технология”.

Назовите базовые составляющие информационных технологий.

На какие две категории делится программное обеспечение ЭВМ?

Перечислите следствия развития информационных технологий.

В чем заключается значение информационных технологий для современного общества?

Какие проблемы возникли в связи с расширением сферы применения сети Internrt?

Что такое информационная система? Какие функции она выполняет?

Дайте определение понятиям “данные” и “сообщение”.

Приведите определение понятия “сигнал”. Какие сигналы (по их физической природе) находят применение в информационных системах?

Поясните понятие “информативный параметр сигнала”.

Поясните цель и сущность преобразований сигналов, называемых модуляцией и демодуляцией.

В чем заключается принципиальное отличие случайних сигналов от детерминированных?

По каким признакам (характеристикам) различаются непрерывные и дискретные сообщения и сигналы? Каким способом непрерывные сигналы преобразуют в дискретные? Что такое ‘код”? Почему передача сообщений в дискретной форме получает большее распространение, чем передача непрерывных сообщений?

Какие операции и в какой последовательности выполняются в процессе регулирования состояния объекта управления?

Поясните понятие “состояние объекта (процесса)“.

Приведите известные Вам определения понятия “информация”.

Назовите известные Вам виды информации (по областям использования).

В какой форме должна быть представлена информация, чтобы была обеспечена возможность ее обработки с помощью ЭВМ?

В чем заключается различие понятий “информация” и “сообщение”?

В чем заключается различие понятий “данные” и “информация”?

Перечислите основные свойства информации.

Какова взаимосвязь между вероятностью выдачи сообщения источником и количеством содержащейся в нем информации?

Перечислите основные единицы представления данных при обработке информации с помощью ЭВМ. Какова их иерархическая подчиненность?

Изобразите на рисунке структурно-функциональную схему процесса сбора и передачи информации, в котором принимают участие объекты наблюдения и наблюдатели разных уровней иерархии.

Что такое “ансамбль сообщений” дискретного источника? Поясните математическую сущность вероятностной модели источника дискретных сообщений в виде ансамбля сообщений. Какому требованию должно отвечать множество вероятностей выбора сообщений источником?

Каким требованиям должна отвечать мера количества информации? Какая аналитическая функция отвечает этим требованиям?

При каком условии единицей количества информации является “бит”?

Сформулируйте понятия алфавитов сообщений и источника сообщений.

Каким образом определяется количество информации, передаваемой последовательностью сообщений, если известно количество информации, передаваемой каждым из них?

Сформулируйте понятие “энтропия источника сообщений”.

Какую характеристику источника сообщений дает его энтропия?

В чем заключается взаимосвязь вероятности выдачи сообщения источником, количества информации в сообщении и его энтропией?

Какие тремя основными свойствами обладает безусловная энтропия источника?

Каким свойством должен обладать ансамбль сообщений источника, чтобы его энтропия была максимально возможной?

В чем заключается отличие информационных систем от энергетических?

Назовите виды информационных систем по функциональному признаку, поясните их иерархическую подчиненность. На каком уровне иерархии находятся системы передачи данных?

Изобразите на рисунке структурную схему системы передачи данных, поясните ее элементный состав и функционирование.

Изобразите на рисунке структурную схему информационного канала в составе системы передачи данных, поясните его элементный состав и функционирование.

Изобразите на рисунке структурную схему непрерывного канала связи в составе информационного канала системы передачи данных, поясните его элементный состав и функционирование.

Какие свойства (характеристики, признаки) выходной последовательности канала относят к категориям искажений и ошибок?

Какие цели преследуют при создании систем передачи данных?

Чем отличаются системы передачи непрерывных сообщений от систем передачи данных?

Поясните процесс передачи по информационному каналу системы передачи информации непрерывных сообщений в дискретной форме.

Перечислите оценочные характеристики качества систем передачи информации.

Поясните понятие эффективности процесса передачи данных в информационном канале системы передачи данных.

Какие характеристики процесса передачи сообщений могут использоваться в качестве критериев эффективности систем передачи данных? В каких вариантах возможна постановка задачи повышения эффективности?

Поясните понятия аппаратурной и информационной надежности системы передачи информации.

Поясните понятие помехоустойчивости информационной системы. Каковы пути ее повышения?

С какой целью осуществляются процедуры кодирования и декодирования сообщений в системах передачи данных?