Г.А. Доррер
ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ
Учебное пособие
Красноярск - 2008
1
Федеральное агентство по образованию РФ
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»
Кафедра системотехники <...> Г.А. Доррер
ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ
Учебное пособие
для студентов специальности 230201.65 –
«Информационные системы и технологии»
Красноярск 2008
2
УДК 681.3
Доррер Г.А. <...> Теория информационных процессов и систем: Учебное пособие для
студентов специальности 230201.65 - «Информационные системы и
технологии» / Г.А. Доррер. <...> Изложены элементы теории информации и кодирования, в том числе
теория оптимальных и корректирующих кодов. <...> Рассмотрены Фурье-преобразования случайных сигналов,
их спектральный анализ, в том числе быстрое преобразование Фурье, вейвлет преобразования, методы прогнозирования временных рядов. <...> Даны понятия машинного эксперимента, описаны построение моделей
систем методами линейной регрессии и оценка достоверности и качества
регрессионных моделей. <...> Описан жизненный цикл информационных ресурсов, дан
обзор современного состояния и перспектив развития информационных
технологий. <...> Рассмотрены Фурье-преобразования
случайных сигналов, их спектральный анализ, в том числе быстрое
преобразование Фурье, вейвлет-преобразования. <...> Здесь рассматриваются понятия машинного эксперимента,
построение моделей систем методами линейной регрессии. <...> Поэтому можно
говорить о жизненном цикле информационного ресурса. <...> Исходя из сказанного, модель жизненного цикла информационного
ресурса (ИР) может быть упрощенно представлена в виде цепи Маркова,
графическая схема которой показана на рисунке 1.1. <...> В наиболее общем случае типовые программные компоненты, входящие в
состав информационной системы, реализуют:
диалоговый ввод-вывод;
логику диалога;
прикладную логику обработки данных;
логику управления данными;
операции манипулирования файлами и (или) базами данных. <...> 20
2.2
Основные
информационных <...>
Теория_информационных_процессов_и_систем.pdf
2
УДК 681.3
Доррер Г.А.
Теория информационных процессов и систем: Учебное пособие для
студентов специальности 230201.65 - «Информационные системы и
технологии» / Г.А. Доррер. – Красноярск : СибГТУ, 2008. – 202 с.
Пособие предназначено для студентов специальности 230201.65 при
изучении дисциплины «Теория информационных процессов и систем».
Даны общие понятия, связанные с информационными процессами и
информационными ресурсами, приведено описание
системами,
информационных систем как программ, а также архитектуры информационных
систем. Рассмотрены отечественные и международные стандарты по
информационным системам и информационным технологиям, основные
характеристики открытых систем.
Изложены элементы теории информации и кодирования, в том числе
теория оптимальных и корректирующих кодов. Даны понятия сигнала и канала
передачи сигналов. Рассмотрены Фурье-преобразования случайных сигналов,
их спектральный анализ, в том числе быстрое преобразование Фурье, вейвлет -
преобразования, методы прогнозирования временных рядов.
Описаны методологии моделирования реальности в информационных
системах. Приведена классификация математических моделей систем:
D,F,P,Q,N,A – схемы, рассмотрены модели, относящиеся к каждому из
перечисленных классов.
Рассмотрены методы оценки параметров информационных процессов и
систем. Даны понятия машинного эксперимента, описаны построение моделей
систем методами линейной регрессии и оценка достоверности и качества
регрессионных моделей. Приводится оригинальный материал, связанный с
оценкой параметров цепей Маркова по экспериментальным данным.
В пособие включен цикл из восьми лабораторных работ, а также
инструкции к выполнению курсовой работы.
Книга может быть полезна студентам и аспирантам других
специальностей и направлений подготовки.
Рекомендована к изданию научно-методическим советом СибГТУ
Рецензенты: д.т.н. проф. С.В.Ченцов (Сибирский федеральный
университет)
© ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»,
2008
© Г.А. Доррер, 2008
Стр.3
194
Содержание
Введение ............................................................................................................................................ 3
Глава 1 Информационные процессы и системы – общие понятия ............................................... 5
1.1 Термины и определения ........................................................................................................... 5
1.2 Информационные ресурсы ....................................................................................................... 6
1.3 Информационные технологии ............................................................................................... 11
1.4 Информационные технологии и информационные системы ............................................. 13
1.5 О становлении информационных технологий ..................................................................... 13
1.6 Современное развитие новых информационных технологий ............................................ 15
Глава 2 Информационные системы как программы..................................................................... 18
2.1 Основные понятия .................................................................................................................. 18
2.2 Основные составляющие корпоративных информационных систем ................................ 20
2.3 Классификация информационных систем ............................................................................ 21
Глава 3 Концепция открытых систем и стандарты информационных технологий .................. 29
3.1 Формы представления информационных технологий ........................................................ 29
3.2 Отечественные стандарты по информационным технологиям .......................................... 30
3.3 Концепция открытых систем. Основные понятия ............................................................... 35
3.4 Многоуровневая модель системы стандартов ИТ ............................................................... 44
Глава 4 Элементы теории информации и кодирования ............................................................... 49
4.1 Определение количества информации .................................................................................. 49
4.2 Понятие о кодировании .......................................................................................................... 53
4.3 Оптимальный код Шеннона – Фено ...................................................................................... 54
4.4 Корректирующие коды ........................................................................................................... 56
4.5 Современные системы кодирования текстовых символов ................................................. 60
Глава 5 Обработка сигналов ........................................................................................................... 63
5.1 Основные понятия: информация и сигнал ........................................................................... 63
5.2 Детерминированные модели сигналов ................................................................................. 66
5.3 Преобразование сигналов....................................................................................................... 68
5.3 Модели случайных сигналов ................................................................................................. 72
5.4 Спектральный анализ случайных сигналов.......................................................................... 80
5.5 Анализ и прогнозирование временных рядов ...................................................................... 91
Глава 6 Моделирование информационных процессов и систем ............................................... 102
6.1. Общие определения теории систем.................................................................................... 102
6.2 Методология описания информационных систем ............................................................. 104
6.3 Моделирование реальности в информационных системах .............................................. 106
6.4 Классификация математических моделей систем ............................................................. 111
6.5 Модели классов D и F- детерминированные динамические системы ............................. 113
6.7 Модели дискретно – статистического типа (P - модели) .................................................. 124
6.7 Непрерывно-стохастические модели (Q – модели) ........................................................... 133
6.8 Сетевые модели (N – модели) .............................................................................................. 135
6.9 Комбинированные модели (A – модели). Система AnyLogic .......................................... 147
Глава 7 Методы оценки параметров систем ................................................................................ 151
7.1 О планировании машинного эксперимента ........................................................................ 151
7.2 Построение моделей систем методами линейной регрессии ........................................... 155
7.3 Оценка параметров цепи Маркова по экспериментальным данным ............................... 163
Заключение ..................................................................................................................................... 170
Лабораторные работы .................................................................................................................... 171
Курсовая работа ............................................................................................................................. 190
Библиографический список .......................................................................................................... 192
Стр.195