Чем заканчивается обработка данных на компьютере

Обработка данных

Обработка данных — это 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 оптическом диске, магнитной ленте и т. п.

Данные могут иметь вид цифр, представляющих собой результаты измерений, научные или технические факты, либо перечней географических названий, имен, книжных заглавий. Основные операции обработки, выполняемые компьютером, это арифметические операции сложения, вычитания, умножения и деления, а также логические операции принятия решений на основе сопоставления данных.

Обработка информации состоит в получении одних «информационных объектов» из других «информационных объектов» путем выполнения некоторых алгоритмов и является одной из основных операций, осуществляемых над информацией, и главным средством увеличения ее объема и разнообразия.

На самом верхнем уровне можно выделить числовую и нечисловую обработку. В указанные виды обработки вкладывается различная трактовка содержания понятия «данные». При числовой обработке используются такие объекты, как переменные, векторы, матрицы, многомерные массивы, константы и т.д. При нечисловой обработке объектами могут быть файлы, записи, поля, иерархии, сети, отношения и т.д. Другое отличие заключается в том, что при числовой обработке содержание данных не имеет большого значения, в то время как при нечисловой обработке нас интересуют непосредственные сведения об объектах, а не их совокупность в целом.

С точки зрения реализации на основе современных достижений вычислительной техники выделяют следующие виды обработки информации:

• · последовательная обработка, применяемая в традиционной фоннеймановской архитектуре ЭВМ, располагающей одним процессором;
• · параллельная обработка, применяемая при наличии нескольких процессоров в ЭВМ;
• · конвейерная обработка, связанная с использованием в архитектуре ЭВМ одних и тех же ресурсов для решения разных задач, Причем если эти задачи тождественны, то это последовательный конвейер, если задачи одинаковые — векторный конвейер.

Создание данных, как процесс обработки, предусматривает их образование в результате выполнения некоторого алгоритма и дальнейшее использование для преобразований на более высоком уровне.

Модификация данных связана с отображением изменений в реальной предметной области, осуществляемых путем включения новых данных и удаления ненужных.

Контроль, безопасность и целостность направлены на адекватное отображение реального состояния предметной области в информационной модели и обеспечивают защиту информации от несанкционированного доступа (безопасность) и от сбоев и повреждений технических и программных средств. информация компьютер диск

Поиск информации, хранимой в памяти компьютера, осуществляется как самостоятельное действие при выполнении ответов на различные запросы и как вспомогательная операция при обработке информации.

Поддержка принятия решения является наиболее важным действием, выполняемым при обработке информации. Широкая альтернатива принимаемых решений приводит к необходимости использования разнообразных математических моделей.

Создание документов, сводок, отчетов заключается в преобразовании информации в формы, пригодные для чтения как человеком, так и компьютером. С этим действием связаны и такие операции, как обработка, считывание, сканирование и сортировка документов.

При преобразовании информации осуществляется ее перевод из одной формы представления или существования в другую, что определяется потребностями, возникающими в процессе реализации информационных технологий.

Реализация всех действий, выполняемых в процессе обработки информации, осуществляется с помощью разнообразных программных средств.

Наиболее распространенной областью применения технологической операции обработки информации является принятие решений.

К зависимости от степени информированности о состоянии управляемого процесса, полноты и точности моделей объекта и системы управления, взаимодействия с окружающей средой, процесс принятия решения протекает в различных условиях:

Принятие решений в условиях определенности. В этой задаче модели объекта и системы управления считаются заданными, а влияние внешней среды — несущественным. Поэтому между выбранной стратегией использования ресурсов и конечным результатом существует однозначная связь, откуда следует, что в условиях определенности достаточно использовать решающее правило для оценки полезности вариантов решений, принимая в качестве оптимального то, которое приводит к наибольшему эффекту. Если таких стратегий несколько, то все они считаются эквивалентными. Для поиска решений в условиях определенности используют методы математического программирования.

Принятие решений в условиях риска. В отличие от предыдущего случая для принятия решений в условиях риска необходимо учитывать влияние внешней среды, которое не поддается точному прогнозу, а известно только вероятностное распределение ее состояний. В этих условиях использование одной и той же стратегии может привести к различным исходам, вероятности появления которых считаются заданными или могут быть определены. Оценку и выбор стратегий проводят с помощью решающего правила, учитывающего вероятность достижения конечного результата.

Принятие решений в условиях неопределенности. Как и в предыдущей задаче между выбором стратегии и конечным результатом отсутствует однозначная связь. Кроме того, неизвестны также значения вероятностей появления конечных результатов, которые либо не могут быть определены, либо не имеют в контексте содержательного смысла. Каждой паре «стратегия — конечный результат» соответствует некоторая внешняя оценка в виде выигрыша. Наиболее распространенным является использование критерия получения максимального гарантированного выигрыша.

Принятие решений в условиях многокритериальности. В любой из перечисленных выше задач многокритериальность возникает в случае наличия нескольких самостоятельных, не сводимых одна к другой целей. Наличие большого числа решений усложняет оценку и выбор оптимальной стратегии. Одним из возможных путей решения является использование методов моделирования.

Решение задач с помощью искусственного интеллекта заключается в сокращении перебора вариантов при поиске решения, при этом программы реализуют те же принципы, которыми пользуется в процессе мышления человек.

Обработка данных: что это такое и что нужно делать

В современную цифровую эпоху предприятия получают огромные объемы данных в режиме онлайн. Необработанные данные должны обрабатываться эффективно и тщательно. Здесь на помощь приходит обработка данных, которая помогает преобразовать необработанные данные в ценные, информативные результаты.

При правильном подходе вы сможете сделать более точные бизнес-решения с помощью обработки данных. Здесь вы можете узнать о том, что такое обработка данных, какие этапы она включает в себя, а также о лучших практиках, которые с ней связаны. Итак, давайте начнем!

1. Что такое обработка данных?
2. Преимущества работы с данными?
3. Необходимые шаги для проведения анализа данных
4. Лучшие практики анализа данных
5. Вывод

Что такое обработка данных?

Обработка данных — это процесс преобразования необработанных данных в более обработанную форму путем их реорганизации, очистки и обогащения. Обработка данных подразумевает обработку данных в различных форматах и анализ, а также их объединение с другим набором данных для получения значимых выводов. Конкретные стратегии зависят от используемых данных и цели, которую вы пытаетесь достичь.

Ниже приведены примеры работы с данными:

• Сочетание источников данных для анализа.
• Заполнение или устранение пробелов в данных.
• Удаление ненужных или неактуальных данных проекта.
• Определение выбросов данных и их объяснение или удаление для проведения анализа.

Разработка данных может выполняться вручную или автоматически. Когда наборы данных огромны, очень важно очищать их автоматически. В компаниях с обширной командой специалистов по данным за обработку данных часто отвечает специалист по анализу данных или другой выделенный член команды. Небольшие компании часто полагаются на специалистов, не занимающихся данными, которые очищают данные перед их использованием.

Benefits of data wrangling?

Уборка данных выгодна. Если подумать о том, какую пользу она принесет, становится ясно, что стоит потратить время на то, чтобы разобраться в ней. Ниже перечислены некоторые преимущества, которые может обеспечить обработка данных для вашего бизнеса:

• Простой анализ: Бизнес-аналитики и заинтересованные стороны могут быстро, эффективно и качественно изучить даже самые сложные данные после того, как сырые данные будут обработаны и преобразованы.

• Обработка данных: Процедура превращает необработанные, неструктурированные данные в строки и столбцы. Техника обогащает данные для более глубокого понимания.

• Улучшение таргетинга: Объединение данных из нескольких источников помогает лучше понять свою аудиторию, что улучшает таргетинг рекламных кампаний и стратегию контента.

• Экономия времени: Эта техника позволяет аналитикам тратить меньше времени на управление беспорядочными данными и больше времени на получение информации, чтобы принимать точные решения на основе простых для понимания данных.

• Визуализация данных: Данные могут быть экспортированы в любую платформу визуального анализа для сортировки, анализа и обобщения данных после их упорядочивания.

Необходимые шаги для выполнения wrangling данных

Каждый проект по работе с данными требует своей стратегии, чтобы гарантировать надежность и доступность конечного набора данных. Их часто называют необходимыми этапами или действиями, необходимыми для выполнения операций с данными.

Этап 1: обнаружение

Процесс обнаружения является начальным шагом в процессе работы с данными. Это шаг к лучшему пониманию данных. Чтобы облегчить использование и анализ данных, вы должны посмотреть на них и подумать, как бы вы хотели их расположить.

В процессе обнаружения данных могут проявиться тенденции или закономерности. Это очень важный шаг, поскольку он повлияет на все последующие действия. Он также позволяет выявить очевидные проблемы, например, отсутствующие или неполные значения.

Шаг 2: Структурирование

В большинстве случаев неполные или неправильно отформатированные исходные данные не подходят для намеченной цели. Процесс получения необработанных данных и их преобразования таким образом, чтобы их можно было легче использовать, называется структурированием данных.

Это метод извлечения необходимой информации из новых данных. Данные могут быть структурированы в электронной таблице путем добавления столбцов, классов, заголовков и т. д. Это улучшит удобство использования, чтобы аналитик мог легко использовать их в своем анализе.

Шаг 3: Очистка

Очистка данных подразумевает устранение любых укоренившихся недостатков, которые могут исказить ваш анализ или снизить его полезность. Очистка данных или устранение недостатков направлена на то, чтобы конечные данные для анализа не пострадали.

Необработанные данные обычно содержат ошибки, которые необходимо устранить, прежде чем их можно будет использовать. Очистка данных включает в себя исправление выбросов, удаление плохих данных и т. д. При очистке данных вы получаете следующие результаты:

• Удаляются выбросы, которые могут исказить результаты анализа данных.
• Изменяется тип данных и упрощаются данные для повышения качества и согласованности.
• Отыскивает дубликаты значений, устраняет структурные проблемы и проверяет данные, чтобы облегчить их использование.

Шаг 4: обогащение

Добавление контекста к данным — вот что подразумевается под обогащением. Этот процесс преобразует ранее очищенные и отформатированные данные в новые типы. На данном этапе вам необходимо стратегически спланировать работу с уже имеющейся у вас информацией, чтобы извлечь из нее максимальную пользу.

Снижение выборки, повышение выборки и последующее обогащение данных — лучший способ получить их в наиболее совершенной форме. Если вы считаете, что обогащение необходимо, вам придется повторить эти методы для всех дополнительных данных, которые вы получите. Шаг обогащения данных является необязательным. Если уже имеющиеся у вас данные не удовлетворяют вашим потребностям, вы можете обойтись без этого шага.

Шаг 5: Проверка достоверности

Повторные шаги программирования необходимы для обеспечения правильности, согласованности, безопасности и достоверности данных. Процесс обеспечения точности и согласованности данных называется проверкой данных. Этот шаг может выявить проблемы, которые необходимо устранить, или сделать вывод, что данные готовы к анализу.

Шаг 6: публикация

Публикация — это последний шаг в работе с данными, показывающий, чем закончился весь процесс. Речь идет о размещении новых данных в месте, где вы и другие заинтересованные стороны смогут легко найти и использовать их. Информация может быть добавлена в новую базу данных. Если вы будете следовать предыдущим шагам, у вас будут высококачественные данные для анализа, бизнес-отчетов и многого другого.

Передовые методы работы с данными

Вы можете выполнять работу с данными различными методами. Методы могут различаться в зависимости от целевой аудитории, для которой представляются данные. Ниже приведен список некоторых рекомендуемых методов, которые применимы в любых обстоятельствах:

Получите лучшее представление о своей аудитории

Уникальные потребности в работе с данными зависят от конкретной компании. Очень важно определить, кто будет получать доступ к данным и анализировать их, и чего они намерены достичь. Таким образом, вы сможете получить полезную информацию о вашей аудитории, чтобы узнать о ней больше.

Например, вы можете получить всю демографическую информацию о ваших текущих клиентах, чтобы маркетологи знали, на кого ориентироваться в своей рекламе.

Выбор подходящих данных

Дело не в том, чтобы иметь много данных; дело в том, чтобы иметь правильные данные. Именно поэтому выбор данных так важен. Вот несколько советов по выбору подходящих данных:

• Избегайте использования данных, содержащих большое количество нулей или одинаковых или повторяющихся чисел.
• Держитесь подальше от значений, которые были рассчитаны, и выбирайте данные, которые ближе к источнику.
• Собирайте информацию с различных типов платформ.
• Применяйте определенные фильтры к данным, а затем выбирайте тему, удовлетворяющую требованиям и рекомендациям.

Понимание данных

Вам необходимо понять, насколько данные соответствуют принципам и руководящим указаниям вашей организации. Обратите внимание на следующие важные факты:

• Получите представление о данных, базе данных и типах файлов.
• Изучите текущее состояние данных с помощью функций, предоставляемых инструментами визуализации.
• Создайте метрики качества данных с помощью характеризации.
• Учитывайте ограничения данных.

Применяйте новые инструменты и методы

Каждый день новые технологии объединяются с существующими, а аудитория продолжает расширяться. Специалисты по данным должны адаптироваться к новым инструментам и технологиям аналитики, чтобы предоставлять эффективные услуги по обработке данных.

Вывод

В последние годы обработка данных приобретает все большее значение в связи с огромными объемами данных, которые ежедневно обрабатываются для улучшения пользовательского опыта. Бизнес пострадал бы без мощной системы хранения данных и инвестиций в методы управления данными. Благодаря этой статье вы теперь должны лучше понимать, что такое сбор данных и связанные с ним процессы.

В компании мы предоставляем все инструменты, необходимые исследователям для успешного выполнения своих задач. Она проведет вас через весь процесс, чтобы извлечь максимальную пользу из ваших данных.

Компьютерная грамотность с Надеждой

Заполняем пробелы — расширяем горизонты!

Как работает ПК: Обработка информации на компьютере

Мы давно уже привыкли к персональным компьютерам (сокращенно ПК). Включаем их и работаем, ни мало не задумываясь над тем, как они устроены и как происходит обработка информации на компьютере.

Все это благодаря тому, что разработчики ПК и программного обеспечения к ним научились создавать надежные продукты, которые не дают нам повода лишний раз задуматься над устройством компьютера или обслуживающих его программ.

Случай на экзамене
Профессор. Как работает трансформатор?
Студент. У-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у…

Вероятно, читателям блога небезынтересно узнать о принципах работы компьютера и программного обеспечения.

Обработка информации на компьютере: основные этапы

Компьютер изначально был задуман для автоматизации процессов обработки информации. Он устроен соответствующим образом, чтобы иметь все возможности для успешного выполнения своего предназначения.

Для того чтобы обрабатывать в компьютере информацию, с ней необходимо делать следующие основные операции:

1) вводить информацию в компьютер:

Эта операция нужна для того, чтобы компьютеру было что обрабатывать. Без возможности ввода информации в компьютер он становится как бы вещью в себе.

2) хранить введенную информацию в компьютере:

Очевидно, что если дать возможность вводить информацию в компьютер, то надо также иметь возможность эту информацию в нем хранить, и затем использовать в процессе обработки.

3) обрабатывать введенную информацию:

Здесь надо понимать, что для обработки введенной информации нужны определенные алгоритмы обработки, иначе ни о какой обработке информации речи быть не может. Компьютер должен быть снабжен такими алгоритмами и должен уметь их применять к вводимой информации с тем, чтобы «правильно» преобразовывать ее в выходные данные.

4) хранить обработанную информацию

Так же как и с хранением введенной информации, в компьютере должны храниться результаты его работы, результаты обработки входных данных с тем, чтобы в дальнейшем ими можно было бы воспользоваться.

5) выводить информацию из компьютера

Эта операция позволяет вывести результаты обработки информации в удобочитаемом для пользователей виде. Именно эта операция дает возможность воспользоваться результатами обработки информации на компьютере. Иначе эти результаты обработки так и остались бы внутри компьютера, что сделало бы их получение совершенно бессмысленным.

Что такое обработка информации на компьютере

Самое важное умение компьютера – это обработка информации. Прелесть компьютера как раз и состоит в том, что он может информацию преобразовывать. Все устройство компьютера обусловлено требованием обработки информации в кратчайшие сроки, наиболее быстрым способом.

Под обработкой информации на компьютере можно понимать любые действия, которые преобразуют информацию из одного состояния в другое.

Соответственно, компьютер имеет специальное устройство, называемое процессором, которое предназначено исключительно для чрезвычайно быстрой обработки данных, со скоростями, доходящими до миллиардов операций в секунду.

Оперативная память (ОЗУ)

Требуемые для обработки данные процессор получает (берет) из оперативной памяти.

Оперативная память — это устройство, которое предназначено для ВРЕМЕННОГО хранения как входных, так и выходных данных.

Там же в оперативной памяти находится и место для хранения промежуточных данных, формируемых в процессе обработки информации. Таким образом, процессор как получает данные из оперативной памяти, так и записывает обработанные данные в эту память. Там информация хранится временно, до тех пор, пока она находится в обработке.

Наконец, для ввода и вывода данных к компьютеру подключаются внешние устройства ввода-вывода, которые позволяют ВВОДИТЬ информацию, подлежащую обработке, и ВЫВОДИТЬ результаты этой обработки.

Внешний винчестер, внешнее DVD-устройство, флешка, клавиатура, мышь

Процессор и оперативная память работают с одинаково большой скоростью. Как уже говорилось выше, скорость обработки информации может составлять многие миллионы и миллиарды операций в секунду. Никакое внешнее устройство ввода и вывода информации не может работать на таких скоростях.

Поэтому для их подключения в компьютере предусмотрены специальные контроллеры устройств ввода-вывода. Их задача состоит в том, чтобы согласовать высокие скорости работы процессора и оперативной памяти с относительно низкими скоростями ввода и вывода информации.

Эти контроллеры подразделяются на специализированные, к которым могут быть подключены только специальные устройства, и универсальные. Примером специализированного устройства контроллера служит, например, видеокарта, которая предназначена для подключения к компьютеру монитора.

Контроллеры могут быть и универсальными, в этом случае – это так называемые порты ввода-вывода, К портам ввода-вывода могут подключаться разнообразные устройства (клавиатуры, манипуляторы «мышь», принтеры, сканеры и т.п.).

Технологический цикл обработки информации на компьютере

В общем виде решение любой задачи с использованием компьютера предполагает реализацию по меньшей мере следующих восьми этапов: 1) постановка задачи; 2) формализация задачи; 3) выбор технологии программирования; 4) разработка алгоритма; 5) составление программы на выбранном языке программирования и ее отладка; 6) тестирование программы; 7) документирование программы, проведение расчетов; 8) использование полученных результатов.

Обычно данную последовательность действий называют технологическим циклом решения задачи на ЭВМ (хотя непосредственно к программированию из них относятся четвертый и пятый этапы).

На этапе постановки задачи следует четко определить, что дано и что требуется найти. Важно описать полный набор исходных данных, необходимых для решения задачи.

На этапе формализации задача переводится с вербального (словесного) описания на какой-либо формализованный язык моделирования знаний о предметной области задачи (графических диаграмм, математических уравнений, логических отношений). Таким образом, формализация задачи заключается в построении некоторой модели реального объекта, процесса или явления, достаточно адекватно отражающей особенности предметной области.

Выбор технологии программирования предполагает принятие решения о том, какие стандарты, методы и средства (ресурсы) будут использованы на последующих этапах для достижения поставленной на первом этапе цели.

На этапе разработки алгоритма программисты проектируют программы на промежуточном наглядном языке, прибегая к каким-либо спе циальным средствам описания алгоритмов (диаграммы, схемы алгоритмов, псевдокоды).

На пятом этапе результаты четвертого этапа переводят (вручную или автоматизированно) на выбранный язык программирования и производят ее отладку. При этом программист добивается, чтобы программа работала правильно в соответствии с постановкой задачи.

Этап тестирования программы заключается в проведении серии экспериментов на специально подобранных наборах исходных данных (тестах) с целью выявления возможных сбоев (отказов) в работе программы (связанных, например, с неправильным вводом исходных данных, изменением параметров настроек компьютера и тому подобным).

Этап документирования программы предполагает подготовку комплекта документации, необходимой для ее последующей эксплуатации и модернизации (например, руководства пользователя и руководства программиста).

На последнем этапе разработанная программа уже используется для решения практических задач.

Таким образом, первые три этапа — это подготовительная работа. Последующие два этапа — это собственно алгоритмизация и программирование на определенном языке в выбранной системе программирования. Остальные этапы — завершающие технологический цикл обработки информации на компьютере.

Следует отметить, что в зависимости от ситуации один специалист (например, программист) может выполнять один, несколько или все этапы данного технологического цикла обработки информации на компьютере (выполнять одну или несколько функций — ролей).

Способ организации исполнения каждого этапа и взаимодействия этапов между собой называют моделью жизненного цикла (ЖЦ) разработки программного обеспечения (ПО). Более общая трактовка понятия ЖЦ ПО определяет его как период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания ПО и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации.

Таким образом, под моделью ЖЦ ПО понимается некоторая структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении ЖЦ. Модель ЖЦ зависит от специфики, масштаба, сложности проекта и специфики условий, в которых система создается и функционирует.

Наиболее часто используют классическую (каноническую) водопадную (waterfall) модель, спиральную модель и модель, основанную на использовании средств быстрой разработки приложений.

Первая из них предполагает тщательное планирование, скрупулезную реализацию и документирование результатов каждого этапа высококвалифицированными специалистами. При этом этапы выполняются последовательно, один за другим, и повторное выполнение какого-либо из предыдущих этапов не предполагается.

Вторая модель, наоборот, предполагает многократное (3, 4 раза) повторение всех этапов с постепенным повышением степени тщательности выполнения каждого из этапов. Это приводит к появлению нескольких (3, 4) версий программы, каждая последующая из которых является более функционально полной, отлаженной, протестированной и документированной, чем предыдущая. При этом на разных витках данной спирали и на разных ее этапах могут работать специалисты различной квалификации.

Третья модель предполагает использование таких средств автоматизации процессов алгоритмизации и программирования, которые могут позволить небольшой группе специалистов средней квалификации (или даже одному такому специалисту) быстро реализовать спиральную модель жизненного цикла разработки программного обеспечения и получить в результате вполне работоспособную программу. Однако, как правило, данная программа обладает низкими потребительскими качествами (неудобный интерфейс, низкое быстродействие, большой объем занимаемой памяти и т. п.).

Таким образом, разработчик программного обеспечения должен уметь проводить системный анализ предметной области для подготовки постановки задачи, обеспечивать формализацию задачи, выбор технологии программирования, разработку алгоритма, составление программы на выбранном языке программирования и ее отладку, тестирование программы, документирование программы и использование полученных результатов. Основой профессиональной грамотности программиста является развитое системное алгоритмическое мышление. Овладению навыками данной грамотности и посвящены последующие главы данного учебного пособия.