Что необходимо для обеспечения информационных процессов

Информационный процесс, понятие

Определение информационного процесса

Информационный процесс — процесс получения, создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации. [1]. Люди знакомые с информатикой, конечно же, знают этот термин, да и не только они. Вполне можно утверждать, что информационные процессы являются основой той жизни, которую мы знаем. В этой статье представлены основные алгоритма информационного процесса, различные формы его исполнения.

Информационный процесс как научное понятие

Любые действия, производимые с информацией, называются информационными процессами. Основную роль тут играют сбор, обработка, создание, сохранение и передача информации. На протяжении всей своей истории человечество развивала эти и другие процессы, а так же смежные отрасли. Одним из основных критериев развития общества было именно совершенствование информационных процессов. Искусство, религия, письменность, шифрование, книгопечатание, авторское право, телеграф, радиоэлектроника, компьютеры, интернет – это лишь основная часть достижений человечества в области работы с информацией.
Нужно отметить, что несмотря на кажущуюся определенность, научном сообществе не прекращаются споры об универсальности самого термина «информация». В частности, «информация» не синоним «данным», хотя в разговорной речи зачастую это и так. «Данные» это интерпретированная, обработанная и зарегистрированная в понятном виде информация, продукт информационного процесса [2]. То есть, информация это ресурс, данные это конечный, обработанный продукт прошедший обработку информационным процессом. Но как и любой продукт, данные потребляются для получения какого-то результата. В самом простом виде, можно представить такую схему:

Информационные процессы присущи всем биологическим организмам на планете, от простейших до человека. Но человек создал вычислительные системы и специфические каналы информации, которые породили особый их вид — информатику. Несмотря на единую схему алгоритма информационного процесса, как в природе, так и в информатике, они достаточно сильно различаются по своей сути. И различия, в первую очередь, в интерпретации.
В частности, если поместить в комнату человека, собаку, змею, цветок и через громкоговоритель дать голосовой сигнал, реакция у всех будет принципиально разная, а значит из одной и той же информации, каждый обработчик выдаст совершенно разные данные. В частности собака и змея обе способны слышать, но если собака хоть как-то может понимать команды человека, то змея на это неспособна. Цветок вообще не сможет даже воспринять звуковой сигнал, хотя в принципе он способен получать и обрабатывать информацию — некоторые растения могут даже двигаться вслед за солнцем или если их потревожить. Итак, следующей схемой является возможность интерпретации:

Основные элементы информационного процесса

Информационный процесс – это последовательные действия выстроенные в алгоритм, совершаемые с информацией, представленной в любом виде (цифровые/аналоговые данные, слухи, теории, факты, наблюдения и т.п.) для достижения некой цели (любой). Данный алгоритм состоит из ряда шагов, которые могут значительно отличаться в той или иной ситуации, но общая концепция выглядит следующим образом:

Основные виды информационных процессов

Сбор информации. Нахождение и сбор первичной информации, извлечение ее из ее «среды». Иногда, возможно даже без конкретной итоговой цели. Полученная в итоге сбора информация может быть использована различными обработчиками с различной целью. Так археологи, ведущие раскопки собирают все найденные ими предметы, которые покажутся им интересными, но лишь после тщательного анализа они превратятся в какие-то научные данные, причем итог анализа может оказаться совершенно неожиданным, а так же кроме осколков древних кувшинов могут быть обнаружены залежи полезных ископаемых.

Поиск информации. Нахождение более-менее конкретной информации по определенному вопросу с конкретной целью из конкретных источников. При этом поиск происходит среди ранее кем-то собранной и возможно обработанной информации, а не из «среды». Для поиска в основном используются различные базы данных (места хранения информации), например вопрос к поисковой сети «как варить борщ».

Обработка информации. Совокупность действий направленных на то или иное преобразование исходной информации в новую. Вероятно самый важный и сложный информационный процесс. Хотя, иногда в обществе может быть сложно отличить его от других, например от представления информации, но у обработки информации всегда есть задача добиться чего-то нового от уже существующей информации, фактически создать новый информационный объект. Писатель, записывающий свои мысли на бумагу фактически ведет представление информации, но вот обработка прошла в его мозгу чуть раньше — из собственных знаний, опыта и эмоций он создал слова, которые в итоге представил в виде текста.

Представление информации. Изменение исходной информации в вид удобный и актуальный для ее использования в текущей ситуации. Наиболее часто встречается в информатике — в памяти компьютера вся информация храниться в виде двоичного кода, но пользователю представляется в виде графических данных и звуков. Но и человек очень часто представляет информацию, например, в виде составления картотек из разрозненных документов, переводя иностранные тексты или играя музыку по нотам на бумаге.

Хранение информации. Возможно, наиболее широко используемый вид информационного процесса. Так или иначе, все биологические объекты хранят информацию, хотя бы в виде генома. Хранение информации разделяется на два основных вида — долговременное и кратковременное. Предназначены они, само собой для совершенно разных целей. Под хранение информации может подходить только те действия, которые в итоге должны приводить к повторному использованию сохраненной информации.

Передача информации. Доставка информации от источника к потребителю без фактического участия передающего в каких-либо других частях информационного процесса. В качестве передатчика может выступать совершенно любой объект, как биологический (гонец с депешей, собака лающая на чужого во дворе), так и любые физические носители или ретрансляторы (книга, радиопередатчик, флеш-карта). Передача информации не всегда тождественна коммуникациям, в виду того что здесь передающий объект выступает лишь инструментом.

Защита информации. Любые действия, использующие какие-то дополнительные средства для защиты информации от использования другой стороной. Защита информации актуальна лишь в сложных информационных системах со многими участниками, в виду туго, что она нужна исключительно для того чтобы не дать нежелательному элементу воспользоваться некой информацией. Фактически единственный способ защиты информации это шифрование того или иного рода. Скрывание информации было бы неверно называть способом ее защиты, так как сокрытая информация и не требует защиты, ибо не участвует ни в каком процессе.
Использование информации. Самый объемный информационный процесс. Являет собой обоснованное принятие решений в разных видах человеческой деятельности в самом широком смысле.

Источник

Обеспечение информационный процессов

Для того, чтобы СПИ могла нормально функцио­нировать, протекающие в ней информационные про­цессы должны быть соответствующим образом обес­печены. Поэтому в состав СПИ входит ряд подсистем, обеспечивающих протекание информационных про­цессов. К их числу относятся подсистемы энергообес­печения, хранения и регистрации информации, интен­ций личности.

Подсистема энергообеспечения информационных процессов обеспечивает выполнение трех важнейших условий:

■ адаптивная подстройка текущего диапазона чувствитель­ности входящих в СПИ структур к изменениям парамет­ров внешней стимуляции;

■ общая мобилизация ресурсов СПИ при неожиданном по­ступлении значимых сигналов;

■ распределение этих ресурсов между параллельно проте­кающими процессами с тем, чтобы обеспечить преиму­щественную переработку той информации, которая в наибольшей степени способствует достижению стоящих перед субъектом целей.

Работа подсистемы обеспечивается механизмами активации, селекции и эмоций. Механизмы активации осуществляют регулирование возбудимости (тонуса) нейронов мозга, устанавливая тем самым требуемую предрасположенность их к выполнению той или иной функции. Этим определяется общее функциональное состояние мозга. Различают тоническую (длительную) и фазическую (кратковременную) активацию. Тоничес­кая активация обеспечивает выполнение первого из указанных выше условий. От уровня этой активации зависит эффективность переработки информации и деятельности в целом. Взаимосвязь между ними опре­деляется законом Йеркса-Джонсона, графическое его изображение приведено на рис. 2.2. Как следует из графиков, качество выполнения легких задач с увели­чением уровня активации монотонно повышается, для сложных задач обычно имеется некоторый оптималь­ный уровень активации.

В отличие от рассмотренного, механизмы фазической активации обеспечивают выполнение второго уровня, то есть осуществляют экстренные кратковре­менные (порядка секунд) сдвиги в уровне активации в ответ на поступление высокозначимого сигнала. При этом фазический сдвиг в уровне активации является, с одной стороны, результатом некоторого, уже осуще­ствленного информационного процесса, а с другой необходимым условием значительной и оперативной интенсификации последующих информационных процессов [128].

Рис. 2.2. Взаимосвязь между уровнем активации и качеством деятельности (закон Йеркса—Додсона): 1 — простейшая задача; 2 — задачи средней сложности; 3 — сложная задача.

Важным элементом подсистемы энергообеспече­ния являются механизмы, работа которых проявляется в форме эмоциональных состояний (переживаний) субъекта. Эмоции можно рассматривать как специфи­ческий субъективный параметр определенного класса активационных процессов, тесно связанных с органи­зацией целенаправленного поведения, а именно тех, которые обусловлены прагматической стороной пере­рабатываемой субъектом информации. Согласно ин­формационной теории эмоций последние есть отраже­ние мозгом величины потребности, ее качества и вероятности, удовлетворения в данный момент [165]. Результатом этого является возбуждение системы спе­циализированных мозговых структур, побуждающее субъекта изменить поведение в направлении миними­зации или максимизации (продления, повторения) это­го состояния.

Рассматриваемые до сих пор активационные про­цессы обеспечивают общее изменение пропускной способности СПИ по отношению к любым категори­ям сигналов. Однако реализация целенаправленного поведения в условиях большой плотности поступаю­щей информации, часть которой может быть несуще­ственной для оператора, требует высокой избиратель­ности в переработке этой информации. Поэтому для выполнения третьего из сформулированных выше условий мозг должен обладать некоторыми механизмами, осуществляющими перераспределение ограниченных ресурсов СПИ в пользу избранной категории сигналов. Это осуществляется путем селекции инфор­мации.

Селекция (от лат. selectio — отбор, выбор) заклю­чается в отборе полезной информации в процессе вос­приятия, обусловлена его избирательностью и опреде­ляется задачами деятельности человека. Механизмы селекции информации включают в себя как жесткие, так и гибкие звенья. К числу жестких звеньев следует отнести особенности структуры нервной системы и органов чувств, обусловливающих избирательную чув­ствительность лишь к определенному виду раздражи­телей, ограниченность доступной одномоментному вос­приятию области пространства, ограничения в скорости переработки информации и т. п.

Все эти структуры и механизмы составляют основу для развертывания более гибких и дифференцирован­ных процессов селекции информации, регулирующих протекание информационных процессов, относящих­ся к сфере психики. Ведущая роль при этом принадле­жит, с одной стороны, интенциям (от лат. intentio — намерение, стремление) субъекта, то есть его мотивационной сфере, а, с другой стороны, требованиям си­туации (внешним условиям). На основе осознания и синтеза субъект формирует цели, стратегии и програм­мы поведения, в соответствии с которыми вся посту­пившая информация оценивается с точки зрения по­лезности ее использования в интересах достижения этих целей. Большое значение в процессе селекции информации имеет вероятностное прогнозирование, что позволяет субъекту строить гипотезы относитель­но будущих событий.

Процессы селекции информации могут протекать не только под контролем сознания, но и на бессозна­тельном (непроизвольном, автоматизированном) уров­не, под непосредственным влиянием доминирующих мотивов и в соответствии с индивидуальными особен­ностями переработки информации [128].

Еще одной обеспечивающей подсистемой являет­ся подсистема регистрации информации. Ее назначе­ние состоит в том, чтобы обеспечивать широкий диа­пазон когнитивных (познавательных) функции — от перцептивных процессов до решения задач, объеди­няемых тем, что все они предполагают использование накопленной информации. Эту подсистему иначе можно назвать «память». Ее задачей является регис­трация, организация, хранение сведений о мире в до­ступной для использования форме, что обеспечивает ее обладателю способность к отображению объективной реальности в субъективных образах, то есть в виде информации. Этот аспект соответствует основ­ной функции памяти — функции индивидуального тезауруса субъекта. Именно в этом аспекте память можно выделить как особую подсистему обеспечения информационных процессов, как «информационный фонд» СПИ. Здесь лишь отметим, что работа этой под­системы обычно описывается на основе трехкомпо-нентной модели памяти, предполагающей наличие у человека трех видов памяти: сенсорных регистров, кратковременного хранилища, долговременного хра­нилища [16].

К числу обеспечивающих подсистем условно мож­но отнести и интенции личности. Условность состоит в том, что эта подсистема обеспечивает информацион­ные процессы не непосредственно, а опосредствен-но — через подсистему энергообеспечения (рис. 2.1). Интенции представляют собой любую устремленность к активной деятельности; все явления и механизмы, по­буждающие к деятельности, направляющие ее на дос­тижение цели. В основе интенционального компонен­та деятельности человека лежит его потребностно-мотивационная сфера, т. е. потребности и мотивы. Эта сфера представляет собой иерархически построенную систему побуждений. Потребности и мотивы в этой системе находятся в различных отношениях между собой: синергичности (однонаправленности); антаго­низма (конфликта), взаимоусиливают или ослабляют друг друга. При этом мотивы не всегда осознаются человеком. Более того, высказываемые людьми моти­вировки своих поступков не всегда соответствуют ис­тинным побуждениям.

При изучении интенционального компонента дея­тельности человека применяется классификация внут­ренних факторов, побуждающих человека к активномуповедению, в основе которой лежит уровень конкре­тизации направленности этого поведения:

а) состояние бодрствования — совокупность уровней не­специфической мотивации организма, психики, создаю­щих стремление к любой деятельности;

б) потребности, которые могут быть векторными и функци­ональными; первые являются наиболее дифференциро­ванными по актуализируемому предмету деятельности (как вещественному, так и мысленному, идеальному) и способам удовлетворения потребностей;

в) функциональные потребности — стремление к напря­женной активности (преодоление препятствий), к опреде­ленному темпу выполнения действий, к смене видов дея­тельности (в том числе — к новизне впечатлений);

г) мотивы — конкретные векторные потребности; при этом переход от векторной потребности к мотиву осуществля­ется под влиянием ситуации, т. е. совокупности внешних и внутренних сигналов, которые воздействуют на человека.

Механизмы интенции тесно связаны с социальной и волевой сферами человека. Интенциональные фак­торы являются не только побудительными компонен­тами целенаправленной деятельности, они действуют и в процессе деятельности, являясь регуляторами ее протекания [53].

В заключение необходимо отметить, что до сих пор система переработки информации человеком рассмат­ривалась как одноканальная. Это удобно с методологи­ческой точки зрения, поскольку позволяет довольно на­глядно показать последовательность этапов переработки информации. Однако такое положение дел не всегда соответствует действительности, что подтверждается предложенной А.А. Крыловым концепцией включения [40, 81].

Концепция включения представляет методологичес­кие положения, объясняющие принципы организации целостной деятельности функциональных механизмов мозга, предназначенных для обработки поступающей информации. Концепция включения исходит из пред­положения (впоследствии доказанного эксперименталь­но) о приспособленности информационной системы мозга принимать новые сигналы в процессе текущей деятельности. Новый сигнал может означать такие из­менения во внешней среде, при которых ранее начатая деятельность может быть бесполезной или даже вред­ной. Отсюда возникает необходимость немедленного прекращения осуществляющейся деятельности, а затем корректировки или полного отказа от ее продолжения в зависимости от конкретно сложившихся условий. Кро­ме того, может возникнуть необходимость одновремен­ной обработки информации, относящейся к уже нача­той деятельности, и вновь поступивших сигналов.

Новая деятельность может органически вклю­чаться в предыдущую или протекать в известной мере изолированно. Следовательно, во всех случаях вновь поступившие сигналы так или иначе включа­ются в процесс обработки информации. Это включе­ние может осуществляться либо путем преобразова­ния действовавшей функциональной системы, либо образованием новой системы, предназначенной для информационных преобразований в новой деятель­ности. В дальнейшем, в ходе тренировки, если ана­логичные ситуации возникают многократно, принцип включения все более реализуется в плане преодоле­ния устойчивости частных функциональных систем и образования единой функциональной системы те­кущей деятельности.

Таким образом, концепция включения объединяет принципы организации целостной деятельности функ­циональных информационных механизмов мозга и по­зволяет рассматривать механизм приема и переработки информации человеком как иерархическую многоканаль­ную систему, в которой каждый новый сигнал, новое действие не блокируются на «входе» оператора, а ведут к гибкой перестройке информационного процесса в мозгу человека.

2.5. Воспроизведение информации в системе «чешек-машина»

Информационные процессы, протекающие в нер­вной системе оператора, существуют не изолирован­но сами по себе, а органически вплетаются в общий информационный процесс в системе «человек—маши­на». Процессы переработки информации происходят и в машинных звеньях системы, поэтому от степени их согласованности с процессами переработки информации человеком во многом зависит эффективность всей системы. Интегральным понятием, характеризу­ющим информационный процесс в системе в целом является воспроизведение информации [74]. Под ним понимается процесс формирования информационной модели (изображения) текущей обстановки, ее воспри­ятия человеком и принятия решения по поводу соот­ветствия построенной модели ее эталону (кодовому эк­виваленту).

Основная проблема воспроизведения информации состоит в том, чтобы найти оптимальное соотношение между требованиями, обусловленными необходимос­тью согласования характеристик информационной модели, с характеристиками управляемого процесса (объекта), оператора и решаемых задач.

В процессе воспроизведения информации реша­ются следующие задачи:

1. прием сообщений, поступающих от источника сообще­ний по каналу связи;

2. размещение информации в буферной памяти согласно адресам и ее хранение в течение требуемого времени;

3. преобразование принятых кодов в соответствующие коды изображений (кодовые эквиваленты информацион­ной модели);

4. визуальное предъявление изображений (информацион­ной модели) в течение требуемого времени;

5. зрительное восприятие информации и принятие решения о соответствии информационной модели эталонной;

6. формирование концептуальной модели (оперативного образца).

Для решения этих задач создается тракт воспроиз­ведения информации, представляющий собой челове­ко-машинную систему, в которой задачи 1 и 2 являют­ся чисто техническими; задачи 3 и 4 хотя и являются техническими, но должны решаться с учетом возмож­ностей и ограничений оператора; задачи 5 и 6 реша­ются оператором.

Структурная схема тракта воспроизведения инфор­мации представлена на рис. 2.3. Пунктирными линия­ми на ней выделены средства отображения информа­ции, на вход которых поступает входной ансамбль кодов F_BX (t), а с выхода снимается преобразованная информация (комбинация выходных символов, образующих информационную модель) F_BX (t+∆t).

Особенностью информационной модели является то, что в ней изменяется физическая природа выход­ных сигналов по отношению к входным. При этом осуществляется промежуточное преобразование мно* жества входных кодов F_BX (t) в некоторое множество кодов изображений F_вхp(t+∆t₁). Множество F_BX (t) состав­ляет первичный кодовый эквивалент информацион­ной модели, а множество преобразованных кодов F_BX (t+∆t₁) — вторичный кодовый эквивалент информа­ционной модели F_BUX (t+∆t). Множества F_вх(t) F_np(t+∆t), F_BUX(t+∆t) связаны между собой зависимостью функци­онального характера.

(2.11)

где ∆t>∆t₁ — времена соответствующих преобразова­ний, I — смысловое содержание информации, заклю­ченное в выходных и входных сигналах.

Рис.2.3. Структурная схема тракта воспроизведения информации.

В тракте воспроизведения информации (рис. 2.3) возможно появление ошибок (сбоев). Их источниками могут являться как технические звенья (при решении задач 1. 4), так и оператор (при решении задач 5, 6). При этом следует иметь ввиду, что ошибки оператора зависят не только от его психофизических качеств, но в определенной степени и от результатов решения за­дач 3 и 4 техническими элементами тракта воспроиз­ведения информации. Ошибки оператора оказывают отрицательное влияние на процесс воспроизведения информации, что может привести к неадекватному формированию оперативного образа. Эти ошибки мож­но сократить путем повышения квалификации опера­тора за счет профессионального отбора и обучения и совершенствования технических средств тракта вос­произведения информации путем учета инженерно-психологических требований при их проектировании и изготовлении.

На последнем аспекте требуется остановиться особо. Дело в том, что при создании средств отображе­ния информации (СОИ) обычно учитываются инженер­но-психологические требования только к информаци онной модели, отображаемой с помощью лицевых ча­стей СОИ. Однако только этого не достаточно для обес­печения надежной работы оператора и всего тракта воспроизведения информации. Качество информаци­онной модели зависит также (при решении задач 3 и 4) и от выполнения инженерно-психологических требо­ваний к техническим элементам СОИ, обеспечиваю­щих решение этих задач. Это объясняется тем, что на вход СОИ поступают данные в машинном коде (кодо­вые эквиваленты), а с выхода снимаются символы зрительного алфавита.

При этом сигналы на входе СОИ определяются методом их кодирования, а на выходе — методом их формирования. Автономное использование этих методов позволяет производить только одностороннюю оценку СОИ как преобразователя машинного алфа­вита в зрительный. Из этого возникает естественная необходимость совместного изучения и исследования методов кодирования применительно к соответствую­щим им методам формирования отображаемых дан­ных и, наоборот, методов формирования элементов отображения к соответствующим методам их кодиро­вания. Органическое сочетание этих двух методов (а они составляют суть решения задач 3 и 4) удобно назвать принципом преобразования машинного алфа­вита в зрительный [30]. Эти принципы делятся на два основных вида: непосредственное и с промежуточным преобразованием кодовых эквивалентов, адекватных отдельным элементам информационной модели, под­лежащим отображению.

Иными словами, при создании технических средств, обеспечивающих преобразование машинного алфави­та в зрительный, необходимо учитывать чисто техни­ческие требования (емкость запоминающих устройств, их количество, частоту выборки кодовых эквивалентов и т. д.) и требования, вытекающие из характеристик ин­формационной модели (количество элементов отобра­жения, требуемая частота воспроизведения данных, ин­формационная емкость изображения и др.). Для учета степени реализации этих требований введено понятие коэффициента преобразования машинного алфавита в зрительный, получены формулы для его определения при различных методах преобразования, проведена сравнительная оценка этих методов при различных исходных данных, что позволяет в каждом конкретном случае выбрать наиболее эффективный метод преоб­разования [30]. Только при применении такого комп­лексного подхода, основанного на одновременном уче­те чисто технических и инженерно-психологических требований, возможно достижение качественного вос­произведения информации в СЧМ.

Качество воспроизведения информации оценивает­ся с помощью ряда показателей, основными из которых являются: быстродействие, информационная емкость, изобразительная возможность, точность, достоверность и надежность воспроизведения информации [74].

Быстродействие тракта воспроизведения информа­ции характеризуется временем полного цикла Т_ц. Это есть минимальное время между последовательными моментами смены информации на информационной модели,равное

(2.12)

где t_фс— время формирования сообщения, т. е. ин­тервал времени, в течение которого в источнике со­общений (например, ЭВМ) подготавливается к пе­редаче в СОИ требуемый массив информации (первичный кодовый эквивалент F_BX); t_вэ— время выдачи отображаемой информации на экран; t_on — время восприятия информации оператором, т. е. ин­тервал времени, в течение которого он осознал смысл предъявляемой информации и делает заклю­чение о степени соответствия воспринятого изоб­ражения эталонному.

Быстродействие может быть также охарактеризо­вано скоростью смены информации, которая равна

(2.13)

где I (А) — количество информации в одном цикле.

Частным случаем формулы (2.13) является такой, когда ее числитель и знаменатель относятся к отрезку времени, обратному критической частоте слияния мель­каний [30].

Информационная емкость тракта воспроизведения характеризует максимальное количество информации, которое может быть отображено на информационной модели. Значение информационной емкости зависит от структуры информационного поля, количества позиций в нем и числа символов в алфавите, закрепленном за позицией. Если в СОИ для любой из позиций инфор­мационного поля используются алфавиты с одинако­вым числом символов, то информационная емкость равна

(2.14)

где n — количество позиций, которые могут занимать элементы отображения в пределах информационного поля; m — число состояний, в которых может находить­ся каждый элемент.

Если же в СОИ информационные поля использу­ют алфавиты с различным числом символов, закреп­ленных за определенными группами позиций, то ин­формационная емкость равна

(2.15)

где М — число различных алфавитов, используемое в данном информационном поле; n_i — число позиций, занимаемых символами i-ro алфавита; m_i— длина i-гo алфавита.

Информационная емкость определяет максималь­ные информационные возможности СОИ. Реальное же количество отображаемой информации обычно мень­ше информационной емкости. Равенство возможно лишь в том случае, если для каждой позиции информа­ционного поля равновероятно появление любого из символов алфавита, относящегося к ней. Если появле­ние символов алфавита длиной m равновероятно для любой из n позиций, то количество отображаемой ин­формации равно

(2.16)

где P_j — вероятность появления j-того символа.

В случае, когда алфавиты различны для разных групп позиций, то предыдущее соотношение принимает вид

(2.17)

Приведенные формулы не учитывают статистичес­кие связи между появлением различных символов ал­фавита. В ряде случаев пользуются понятием удельной информационной емкости, под которой понимается максимальное значение количества информации при­ходящейся на единицу площади экрана, т. е. отноше­ние 1_и к площади экрана.

Изобразительная возможность тракта характери­зуется набором воспроизводимых символов и опера­ций над ними на экране СОИ. Оптимальный набор символов составляет информационную модель для данного класса решаемых задач. Символы набора дол­жны удовлетворять легкости запоминания, скорости и безошибочности опознания. Это во многом зависит от степени различия отдельных символов алфавита. Ме­рой оценки степени различимости двух символов яв­ляется коэффициент декорреляции

(2.18)

где n₀ — число элементов, входящих в оба символа, п₁ и п₂ — количество элементов, составляющих сим­волы.

Интегральная оценка всего алфавита определяет­ся соотношением

(2.19)

где N — длина алфавита символов.

Изобразительные возможности во многом зависят также от сложности обобщенной фигуры знакоместа. Они характеризуются величиной 8

(2.20)

где n_ф — число элементов структуры знакоместа.

На рис. 2.4 показаны зависимости значений ρ_∑ и δ от величины n_ф для цифро-буквенных изображений с кусочно-линейной аппроксимацией. Примеры воз­можных структур знакомест для этих изображений приведены на рис. 2.5. Из рис. 2.4 следует, что изоб­разительная возможность существенно улучшится при увеличении n_ф до 8 — 9 элементов, при дальней­шем увеличении n_ф величины ρ_∑и δ изменяются не­значительно, а при n_ф>20 они практически не зависят от n_ф. Изобразительные возможности существенно улучшаются, если имеются возможности стирания, из­менения, дополнения отдельных знаков, возможность изменять масштаб, ориентацию, обозначать линии, заштриховывать отдельные части символов, если име­ется возможность использования различных цветов и полутонов [73].

Достоверность формирования изображений есть степень соответствия сформированного изображения эталонному, т. е. сформированному в соответствии с первичным кодовым эквивалентом. Количественно она может быть определена через вероятность безошибоч­ного формирования изображения Р_ф при отсутствии наложения изображений. В более сложных случаях необходимо учитывать и возможность появления нало­жений. В ряде случаев для оценки достоверности фор­мирования изображений можно использовать форму­лы (2.8). (2.10).

Точность воспроизведения информации характе­ризуется смещением информации при ее отображении относительно системы координат. Различают абсолют­ную и относительную точность воспроизведения ин­формации. Абсолютная точность принимается во вни­мание при анализе измерений на воспроизводимом изображении с экрана. Относительная точность при­нимается во внимание при анализе общего изображе­ния с помощью экранов (точность наложения или со­вмещения).

Рис. 2.4. Зависимость коэффициента декорреляции и

сложности обобщенной фигуры от числа элементов

Рис. 2.5. Пример обобщенных структур для формирования

Особо высокие требования предъявляются к точ­ности устройств индивидуального пользования, исполь­зуемых для количественной оценки информации, точ­ных расчетов, точных графических построений и т. д. Так как точность воспроизведения в значительной степени зависит от оператора, то требования к точно­сти СОИ, должны согласовываться с конкретными задачами, решаемыми системой, и возможностями оператора. При этом суммарная ошибка воспроизведения информации определяется как

(2.21)

где σ_оп и σ_сои — соответственно среднеквадратические ошибки восприятия информации оператором и отобра­жения информации.

Надежность воспроизведения информации ха­рактеризует способность тракта воспроизведения выполнять в полном объеме возложенные на него функции при заданных условиях работы. В процессе функционирования тракта воспроизведения инфор­мации отказ может производиться как по вине чело­века-оператора, так и по причине выхода из строя технических средств. В случае последовательного соединения элементов (например, как показано на рис. 2.3) вероятность безотказной работы тракта рав­на произведению вероятностей безотказной работы каждого элемента

(2.22)

Формула (2.22) показывает лишь принцип опреде­ления надежности системы, включающей в себя n последовательно соединенных технических звеньев и человека.

Источник