Что такое обработка данных как можно схематически представить этот процесс
Обработка данных
При этом данные, по сути, являются формой представления информации вне сознания отдельного человека.
Содержание
Типичные цели обработки данных
Эти цели, в свою очередь, приводят к постановке задач обработки данных
Общие задачи обработки данных
Описание структуры обработки данных (пример различных направлений математического и графического устройства (CPU & GPU)
Прикладные области обработки данных
Нетрудно вообразить себе и множество других примеров.
Полезное
Смотреть что такое «Обработка данных» в других словарях:
обработка данных — Систематическое осуществление операций над данными. [ИСО/МЭК 2382 1] [ГОСТ Р 52292 2004] обработка данных Технологическая операция, в результате которой изменяет свое значение хотя бы один из показателей, характеризующих состояние данных (объем… … Справочник технического переводчика
Обработка данных — процесс выполнения последовательности операций над данными. Обработка данных может осуществляться в интерактивном и фоновом режимах. По английски: Data processing Синонимы английские: Performing data См. также: Обработка данных Данные Финансовый… … Финансовый словарь
Обработка данных — [data processing, information processing] процесс приведения данных к виду, удобному для использования. Независимо от вида информации, которая должна быть получена, и типа оборудования любая система О.д. выполняет три основные группы операций:… … Экономико-математический словарь
ОБРАБОТКА ДАННЫХ — (data processing, DP) Класс компьютерных операций, состоящих в манипулировании большими объемами информации. В бизнесе к таким операциям относят бухгалтерский учет, калькуляции платежных ведомостей и общую регистрацию поступающей информации.… … Словарь бизнес-терминов
ОБРАБОТКА ДАННЫХ — ОБРАБОТКА ДАННЫХ, систематизированная последовательность операций, совершаемых с ДАННЫМИ, прежде всего в компьютере, для получения новой информации путем вычислений, пересмотра и уточнения имеющейся информации, хранящейся на магнитном или… … Научно-технический энциклопедический словарь
обработка данных — 7.1.1 обработка данных: Систематическое осуществление операций над данными. (ИСО/МЭК 2382 1) [1] Источник: ГОСТ Р 52292 2004: Информационная технология. Электронный обмен информацией. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
обработка данных — duomenų apdorojimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. data handling; data processing vok. Datenbehandlung, f; Datenverarbeitung, f rus. обработка данных, f pranc. traitement de données, m; traitement de information, m; traitement… … Automatikos terminų žodynas
обработка данных — duomenų apdorojimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. data processing; handling of data vok. Datenverarbeitung, f rus. обработка данных, f pranc. traitement de données, m … Fizikos terminų žodynas
ОБРАБОТКА ДАННЫХ — один из этапов социологич. исследования. Включает ряд компонентов, каждый из к рых требует решения организационных, технич., методич., а подчас и теоретич. проблем. Необходимо подчеркнуть взаимосвязь этапа О.д. с др. этапами исследования. Многие… … Российская социологическая энциклопедия
ОБРАБОТКА ДАННЫХ — комплекс процедур, направленных на преобразование и обобщение данных социологического исследования. В отечественной социологии термин трактуется очень широко. Обычно к О.Д. относят процедуры проверки и кодирования заполненного инструментария, в… … Социология: Энциклопедия
Что такое обработка данных как можно схематически представить этот процесс
Обработка (преобразование) информации — это процесс изменения формы представления информации или её содержания. Обрабатывать можно информацию любого вида, и правила обработки могут быть самыми разнообразными.
В результате обработки имеющейся (входной) информации мы получаем новую (выходную) информацию.
Во многих задачах бывает заранее известно правило, по которому следует осуществлять преобразование входной информации в выходную. Это правило может быть представлено в виде формулы или подробного плана действий.
Обработка информации — это решение информационной задачи, или процесс перехода от исходных данных к результату.
Процесс обработки информации не всегда связан с получением каких-то новых сведений. Например, при переводе текста с одного языка на другой. Обработка информации, связанная с изменением её формы, но не изменяющая содержания, происходит при систематизации информации, поиске информации, кодировании информации.
Обработка информации – это:
· представление и преобразование информации из одного вида в другой в соответствии с формальными правилами;
· процесс интерпретации (осмысления) данных;
· процесс преобразования к виду, удобному для передачи или восприятия (кодирование, декодирование и т.д.);
· процесс преднамеренного искажения или изменения структуры данных, изменение числовых значений данных и т.д.
Обработка информации заключается в различных преобразованиях самой информации или формы ее представления:
— извлечение новой информации из данной путем логических рассуждений, например, раскрытие преступления по собранным уликам
— изменение формы представления информации, например, перевод текста с одного языка на другой или шифровка (кодирование) текста;
— сортировка информации, например, упорядочение списка фамилий по алфавиту;
— поиск информации, например, поиск телефона в телефонной книге или поиск иностранного слова в словаре.
Под обработкой информации в информатике понимают любое преобразование информации из одного вида в другой, производимое по строгим формальным правилам. Примерами таких преобразований могут служить: замена одной буквы на другую в тексте; замена нулей на единицы, а единиц на нули в последовательности битов; сложение двух чисел, когда из информации, представляющей слагаемые, получается результат – сумма.
Слова «Обработка информации», таким образом, вовсе не подразумевают восприятие информации или ее осмысление. Компьютер – всего лишь машина и способна только к технической, машинной обработке информации.
Конечно, технические преобразования информации обычно производятся с целью достижения некоторого осмысленного эффекта. Например, если в тексте восклицательный знак заменить на вопросительный, то это будет соответствовать и некоторому смысловому изменению. Однако сама замена восклицательного знака на вопросительный носит технический характер и может быть произведена в любом тексте:
Это правда! à Это правда?
Обработка информации на ЭВМ обычно состоит в выполнении огромного количества такого рода элементарных, технических операций.
Но всегда ли нам известно, как, по каким правилам входная информация преобразовывается в выходную?
Такую систему, в которой наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а её структура и внутренние процессы неизвестны, называют «чёрным ящиком».
Обработка информации
Обработка информации — процесс планомерного изменения содержания или формы представления информации.
Обработка информации производится в соответствии с определенными правилами некоторым субъектом или объектом (например, человеком или автоматическим устройством). Будем его называть исполнителем обработки информации.
Исполнитель обработки, взаимодействуя с внешней средой, получает из нее входную информацию, которая подвергается обработке. Результатом обработки является выходная информация, передаваемая внешней среде. Таким образом, внешняя среда выступает в качестве источника входной информации и потребителя выходной информации.
Обработка информации происходит по определенным правилам, известным исполнителю. Правила обработки, представляющие собой описание последовательности отдельных шагов обработки, называются алгоритмом обработки информации.
Исполнитель обработки должен иметь в своем составе обрабатывающий блок, который назовем процессором, и блок памяти, в котором сохраняются как обрабатываемая информация, так и правила обработки (алгоритм). Все сказанное схематически представлено на рисунке.
Схема обработки информации
Пример. Ученик, решая задачу на уроке, осуществляет обработку информации. Внешней средой для него является обстановка урока. Входной информацией — условие задачи, которое сообщает учитель, ведущий урок. Ученик запоминает условие задачи. Для облегчения запоминания он может использовать записи в тетрадь — внешнюю память. Из объяснения учителя он узнал (запомнил) способ решения задачи. Процессор — это мыслительный аппарат ученика, применяя который для решения задачи, он получает ответ — выходную информацию.
Схема, представленная на рисунке, — это общая схема обработки информации, не зависящая от того, кто (или что) является исполнителем обработки: живой организм или техническая система. Именно такая схема реализована техническими средствами в компьютере. Поэтому можно сказать, что компьютер является технической моделью “живой” системы обработки информации. В его состав входят все основные компоненты системы обработки: процессор, память, устройства ввода, устройства вывода (см. “Устройство компьютера” 2).
Входная информация, представленная в символьной форме (знаки, буквы, цифры, сигналы), называется входными данными. В результате обработки исполнителем получаются выходные данные. Входные и выходные данные могут представлять собой множество величин — отдельных элементов данных. Если обработка заключается в математических вычислениях, то входные и выходные данные — это множества чисел. На следующем рисунке X: <x1, x2, …, xn> обозначает множество входных данных, а Y: <y1, y2, …, ym> — множество выходных данных:
Схема обработки данных
Обработка заключается в преобразовании множества X в множество Y:
Здесь Р обозначает правила обработки, которыми пользуется исполнитель. Если исполнителем обработки информации является человек, то правила обработки, по которым он действует, не всегда формальны и однозначны. Человек часто действует творчески, не формально. Даже одинаковые математические задачи он может решать разными способами. Работа журналиста, ученого, переводчика и других специалистов — это творческая работа с информацией, которая выполняется ими не по формальным правилам.
Для обозначения формализованных правил, определяющих последовательность шагов обработки информации, в информатике используется понятие алгоритма (см. “Алгоритм” 2). С понятием алгоритма в математике ассоциируется известный способ вычисления наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел, который называют алгоритм Евклида. В словесной форме его можно описать так:
1. Если два числа равны между собой, то за НОД принять их общее значение, иначе перейти к выполнению пункта 2.
2. Если числа разные, то большее из них заменить на разность большего и меньшего из чисел. Вернуться к выполнению пункта 1.
Здесь входными данными являются два натуральных числа — х1 и х2. Результат Y — их наибольший общий делитель. Правило (Р) есть алгоритм Евклида:
Такой формализованный алгоритм легко запрограммировать для современного компьютера. Компьютер является универсальным исполнителем обработки данных. Формализованный алгоритм обработки представляется в виде программы, размещаемой в памяти компьютера. Для компьютера правила обработки (Р) — это программа.
Методические рекомендации
Объясняя тему “Обработка информации”, следует приводить примеры обработки, как связанные с получением новой информации, так и связанные с изменением формы представления информации.
Первый тип обработки: обработка, связанная с получением новой информации, нового содержания знаний. К этому типу обработки относится решение математических задач. К этому же типу обработки информации относится решение различных задач путем применения логических рассуждений. Например, следователь по некоторому набору улик находит преступника; человек, анализируя сложившиеся обстоятельства, принимает решение о своих дальнейших действиях; ученый разгадывает тайну древних рукописей и т.п.
Второй тип обработки: обработка, связанная с изменением формы, но не изменяющая содержания. К этому типу обработки информации относится, например, перевод текста с одного языка на другой: изменяется форма, но должно сохраниться содержание. Важным видом обработки для информатики является кодирование. Кодирование — это преобразование информации в символьную форму, удобную для ее хранения, передачи, обработки (см. “Кодирование” ).
Структурирование данных также может быть отнесено ко второму типу обработки. Структурирование связано с внесением определенного порядка, определенной организации в хранилище информации. Расположение данных в алфавитном порядке, группировка по некоторым признакам классификации, использование табличного или графового представления — все это примеры структурирования.
Особым видом обработки информации является поиск. Задача поиска обычно формулируется так: имеется некоторое хранилище информации — информационный массив (телефонный справочник, словарь, расписание поездов и пр.), требуется найти в нем нужную информацию, удовлетворяющую определенным условиям поиска (телефон данной организации, перевод данного слова на английский язык, время отправления данного поезда). Алгоритм поиска зависит от способа организации информации. Если информация структурирована, то поиск осуществляется быстрее, его можно оптимизировать (см. “Поиск данных”).
В пропедевтическом курсе информатики популярны задачи “черного ящика”. Исполнитель обработки рассматривается как “черный ящик”, т.е. система, внутренняя организация и механизм работы которой нам не известен. Задача состоит в том, чтобы угадать правило обработки данных (Р), которое реализует исполнитель.
Исполнитель обработки вычисляет среднее значение входных величин: Y = (X1 + X2)/2
На входе — слово на русском языке, на выходе — число гласных букв.
Наиболее глубокое освоение вопросов обработки информации происходит при изучении алгоритмов работы с величинами и программирования (в основной и старшей школе). Исполнителем обработки информации в таком случае является компьютер, а все возможности по обработке заложены в языке программирования. Программирование есть описание правил обработки входных данных с целью получения выходных данных.
Следует предлагать ученикам два типа задач:
— прямая задача: составить алгоритм (программу) для решения поставленной задачи;
— обратная задача: дан алгоритм, требуется определить результат его выполнения путем трассировки алгоритма.
При решении обратной задачи ученик ставит себя в положение исполнителя обработки, шаг за шагом выполняя алгоритм. Результаты выполнения на каждом шаге должны отражаться в трассировочной таблице.
Обработка данных
Процессам обработки, в том числе и обработке данных, присуще свойство, заключающееся в том, что обработка состоит из нескольких стадий, этапов, операций, которые могут рассматриваться как более простые процессы (подпроцессы) обработки. Стадии обработки могут быть взаимосвязаны. Выполнение тех или иных этапов обработки зависит от результатов выполнения других этапов.
Описание процессов обработки осуществляется в виде совокупности предписаний или достаточно простых действий, которые должны быть выполнены для придания объекту обработки желаемых свойств. Подобные описания, представленные в формализованном виде, обычно называются алгоритмами.
Для исследования процессов обработки данных используются различные формальные модели : конечные автоматы, сети Петри, взаимодействующие последовательные процессы Хоара, системы и сети массового обслуживания и многие другие. Они описывают различные аспекты процессов обработки. Некоторые из этих моделей рассматриваются далее.
Описание процесса обработки данных. Понятие алгоритма и его свойства. Способы формальной записи алгоритмов
В повседневной жизни часто встречаются различного рода предписания, инструкции и другие подобные документы, определяющие порядок действий, которые необходимо выполнить для достижения определенного результата. Примерами таких документов являются инструкции по использованию различных устройств (бытовых приборов, банкоматов, торговых автоматов и т.п.), правила выполнения работ в промышленности и строительстве, регламенты совершения различных действий (банковских операций, сделок на фондовых валютных и товарных биржах, проверок технического состояния оборудования и объектов и т.п.). Эти предписания могут отличаться различной степенью точности и детальности описания действий. Если предполагается, что исполнителем предпи-саний будет некоторое устройство (агрегат, станок, транспортное средство или ЭВМ), то предписание будет написано на некотором формальном языке. Типичным примером такого предписания является компьютерная программа, написанная на некотором языке программирования. Обобщением различного рода инструкций и предписаний является понятие алгоритма [27], [35].
Рассмотрим более подробно отдельные аспекты данного определения. Во-первых, в определении говорится, что описание должно быть точным. Точность описания необходима для того, чтобы обеспечить однозначность понимания действий, которые требуется выполнять, и последовательности их выполнения. В зависимости от того, для кого предназначен алгоритм, точность его описания может быть различной. Если алгоритм предназначен для выполнения человеком, то он может быть описан на естественном языке, например, на русском. В этом случае однозначному пониманию алгоритма не мешают некоторые орфографические ошибки или безобидные опечатки. Если алгоритм должен выполняться автоматическим устройством, то описание алгоритма выполняется на некотором формальном языке (см. п. 6.3), например, на языке инструкций вычислительной системы или языке программирования высокого уровня. Важно также, чтобы описание было конечным, чтобы его можно было загрузить (прочитать) за конечное время.
Во-вторых, важную роль в алгоритме играют элементарные шаги или действия, с помощью которых выполняется алгоритм. Эти действия должны быть достаточно конкретно описаны, чтобы однозначно интер-претироваться исполнителем. Алгоритм для исполнителя должен включать только те команды (элементарные действия), которые ему (исполнителю) доступны. Например, если алгоритм предназначен для выполнения на ЭВМ, то элементарные действия должны входить в систему команд ЭВМ.
В-третьих, алгоритмы, как правило, предназначены для решения не только частных задач (выполнения преобразований конкретных исходных данных), но и для решения целых классов задач. Подлежащие решению частные задачи выделяются из рассматриваемого класса выбором параметров алгоритма. Параметры играют роль исходных данных для алгоритма (процедуры преобразования исходных данных в результат). Например, может быть задан алгоритм, который осуществляет сложение любых двух натуральных чисел. Такому алгоритму нужны два натуральных числа в их десятичном представлении в качестве исходных данных, и он вырабатывает одно число в десятичном представлении как выходные данные (результат).
Алгоритмы характеризуются различными свойствами в зависимости от особенностей процесса их исполнения [26], [35]. Алгоритм называется терминистическим или завершающимся, если он всегда (для всех допустимых исходных данных) заканчивается после конечного числа шагов.
Алгоритм называется детерминистическим, если в процессе его выполнения нет никакой свободы в выборе очередного шага обработки.
Алгоритм называется детерминированным или однозначным, если результат алгоритма определен однозначно (даже если некоторые шаги алгоритма не определены однозначно).
Рассмотрим примеры алгоритмов.
Алгоритм вычисления значения дроби 
. Сначала вычисляются (используя алгоритмы сложения и вычитания) значения выражений 
и 
(в любой последовательности), потом находится частное от деления полученных результатов (используя алгоритм деления).
Этот пример демонстрирует иерархическую структуру алгоритмов. Алгоритм вычисления дроби основан на алгоритмах сложения, вычитания и деления чисел. Из того, что операции и могут выполняться в любой последовательности, следует, что этот алго-ритм не детерминистический, но детерминированный. Очевидно, что алгоритм завершающийся (достаточно всего трех элементарных действий: сложения, вычитания и деления).
Алгоритм вставки карточки в упорядоченную картотеку. Постановка задачи. Имеется колода карт. Пусть на каждой карте зафиксировано одно натуральное число. Требуется вставить карточку в картотеку, не нарушив упорядоченности картотеки.
В случае пустой картотеки (в картотеке нет карточек) вставка карточки тривиальна. В противном случае раскроем картотеку в произвольном месте и сравним записанное на открывшейся карточке число с числом на вставляемой карточке. В соответствии с результатом этого сравнения будем действовать тем же самым способом, вставляя карточку соответственно в переднюю или хвостовую часть картотеки. Процесс заканчивается, когда карточку нужно вставлять в пустое множество карт.
Алгоритм для вычисления наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел. Постановка задачи. Пусть даны два натуральных числа 
, где 
0″ style=»display: inline; «> и 
0″ style=»display: inline; «>; надо найти наибольший общий делитель НОД 
чисел 
и 
.
Еще в III веке до нашей эры математик Евклид, известный автор первого дошедшего до нас теоретического трактата по математике «Начала», в геометрической форме изложил правило получения наибольшего общего делителя двух натуральных чисел. Идея этого правила (обоснование его корректности) заключается в том, что если НОД — наибольший общий делитель двух натуральных чисел и , то в случае равенства этих чисел он совпадает с любым из них, а в случае их неравенства разность между большим и меньшим вместе с меньшим имеет тот же самый наибольший общий делитель. Назовем число, равное тому из двух чисел , которое не меньше другого, их верхней гранью и обозначим 
, а второе обозначим 
. После вычитания одного числа из другого получим новую пару чисел 
и , верхняя грань 
которых строго меньше . Новые числа имеют тот же наибольший общий делитель НОД 
. Значит, мы свели задачу к нахождению наибольшего общего делителя натуральных чисел, верхняя грань которых меньше первоначальной.
Повторяя прием, мы должны, в конце концов, прийти к случаю, когда новые полученные натуральные числа между собой равны, так как безграничное число шагов уменьшения верхней грани невозможно (потому что натуральных чисел, не превосходящих числа , всего несколько).
Сам алгоритм нахождения наибольшего общего делителя НОД двух натуральных чисел и (алгоритм Евклида) можно изложить так:
Для алгоритма Евклида арифметическая операция «-» и проверка выполнения отношений » и 0″ style=»display: inline; «>, то получается алгоритм, который для неравных отрицательных чисел не прерывается, то есть не является завершающимся. Кроме того, данный алгоритм является детерминистическим, то есть для каждых исходных данных последовательность отдельных шагов точно определена.
Для рассмотренных достаточно простых алгоритмов их свойства (детерминистичность, детерминированность, завершаемость) легко устанавливаются. Однако в общем случае различные свойства алгорит-мов необходимо доказывать. Доказательство свойств алгоритмов относится к проблематике теории алгоритмов. Одним из важнейших вопросов, которым занимается теория алгоритмов, является выяснение того факта, что алгоритм решает сформулированную задачу для заданного множества исходных данных. Представляет интерес также нахождение множества исходных данных, на котором алгоритм решает сформулированную задачу.
В приведенных выше примерах описаний алгоритмов все время встречались некоторые похожие друг на друга фрагменты. Так, некоторые шаги алгоритма могут выполняться лишь при определенном условии, или выполнение некоторых шагов производится неоднократно. Часто также поставленная задача решается с помощью решения той же самой задачи, но с другими исходными данными (более простыми). В этих случаях говорят о разветвлении, повторении и рекурсии.
Наряду с рекурсией и повторением в алгоритмах встречается также анализ возможных случаев. Без анализа отдельных случаев и выявления условий завершения было бы невозможно окончание рекурсивных алгоритмов.
Способы описания алгоритмов. Алгоритмы обрабатывают определенные объекты в качестве исходных данных («входные») и выдают другие объекты в качестве результатов. Объекты могут быть конкретными, как, например, десятичное число в случае алгоритма сложения десятичных чисел, или абстрактными, как, скажем, натуральные числа (для которых могут использоваться разнообразные эквивалентные системы предста-вления) в случае нахождения наибольшего общего делителя. Для описанного ранее алгоритма нахождения НОК совершенно не существенно, записываются числа в десятичной или двоичной системе счисления или даже римскими цифрами: свойства делимости от этого не меняются. В теоретических исследованиях предпочитают опираться на алгоритмы, которые работают, например, только с натуральными числами (Гедель) либо только с цепочками знаков (Марков). С практической точки зрения нет никакой пользы или нужды в таких ограничениях, допустимы какие угодно множества объектов, если только можно аккуратно определить их свойства. Разве лишь, поскольку приходится привлекать разбор отдельных случаев, необходимо включить в множество объектов, по крайней мере, значения истинности «истина» и «ложь». В зависимости от того, какие допускаются классы объектов (и соответствующих операций), приходят к различным классам алгоритмов.
Рассмотрим чуть более подробно специальную запись алгоритмов преобразования последовательностей знаков [27], [35]. Такая запись пред-ставляет собой один из способов уточнения понимавшегося до сих пор интуитивно понятия алгоритма.
Без сомнения, элементарной операцией над последовательностями знаков может считаться замена подслова на некоторое слово (текстовая замена). Будем исходить из множеств 
и 
слов над общим набором знаков (алфавитом) 
. Отдельную операцию замены, которую также называют продукцией, будем записывать в виде 
и понимать ее следующим образом.
Если 
является подсловом заданного слова 
, то заменить это под-слово на 
. В случае если подслово встречается в несколько раз, словом заменяется то из них, которое стоит в самой левой позиции.
Далее, если дано конечное множество таких продукций, перечисленных в определенном порядке, то текстовая замена должна производиться посредством применения самой первой (относительно этого порядка) из применимых продукций. Все это повторяется до тех пор, пока возможно, или же до применения особым образом отмеченной продукции («останавливающей»). Учитывая, что одно из слов в продукции может быть пустым словом (см. 2.1.3), текстовая замена включает в себя вставку и присоединение знаков, а также вычеркивание знаков.
Такого рода алгоритмы называют алгоритмами Маркова по имени советского математика А. А. Маркова, который впервые описал их в 1951 г. Сам Марков называл их » нормальными алгоритмами «. Их можно считать уточнением понятия алгоритма, достигаемым за счет использования специальной формы описания. Существуют и другие подходы к уточнению (формализации) понятия алгоритма, используемые, в основном, для теоретических исследований.
Для практических целей часто используют графические способы описания алгоритмов, которые являются более компактными и наглядными. При графическом описании каждая операция процесса обработки изображается отдельной стандартной геометрической фигурой (блоком).
Некоторые стандартные блоки, их назначение и краткое описание приведены в таблице.
