Бортовые информационные системы

Содержание.

Введение......................................................................................................................................2

1.Теоретическая  часть..............................................................................................................3

1.1. Понятие "информация" и её свойства...........................................................................3

1.2. Определение информационных технологий  и их классификация...........................6

1.3. Информационные технологии.Свойства......................................................................11

1.4. Применение информационных технологий..................................................................12

2. Практическая часть.............................................................................................................14

2.1. Носители картографической информации...................................................................14

2.2. Спектр программного обеспечения и оборудования для навигации.......................16

2.2.1Соэнки..................................................................................................................................16

2.3.Картографическая основа..................................................................................................17

2.4. Использование официальных векторных электронных карт...................................19

2.4.1 Использование неофициальных векторных электронных карт.............................21

Заключение.................................................................................................................................23

Список литературы...................................................................................................................24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

На протяжении нескольких тысячелетий основными инструментами для навигации были компас, карта и секстант. Достигнув в ходе развития совершенства, эти три кита, на которых покоилось судовождение, стали, тем не менее, преградой на пути технического прогресса в судовождении. Возросшие размеры и скорости судов, повышение интенсивности судоходства потребовали внедрения новых навигационных технологий, автоматизации судовождения, повышения безопасности судов — того, чего не могли обеспечить традиционные орудия судоводителя.

Для того, чтобы преодолеть тупик, требовался качественный скачок в картографии, и он произошел в конце прошедшего столетия. Новые высокопроизводительные компьютеры дали возможность переводить бумажные карты в цифровую форму, хранить их, записывать на компактные носители, передавать по линиям связи и вновь восстанавливать на дисплеях компьютеров.

Вершиной современных навигационных и компьютерных технологий стало создание мозга современного судна — электронной картографической информационной системы, осуществляющей отображение карт и места судна, прокладку трассы движения и контроль отклонений от заданного маршрута, вычисление безопасных курсов, предупреждение судоводителя об опасности, ведение судового журнала, управление автопилотом и т. п.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Теоретическая часть

1.1. Понятие "информация" и её свойства.

Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение.

Информация — это настолько общее и глубокое понятие, что его нельзя объяснить одной фразой. В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских ситуациях.

В обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п. "Информировать" в этом смысле означает "сообщить нечто, неизвестное раньше".

Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.

Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей — в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

Так, сообщение, составленное на японском языке, не несёт никакой новой информации человеку, не знающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека, владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение, изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.

Информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно.

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.

Применительно к компьютерной обработке данных под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущую смысловую нагрузку и представленную в понятном компьютеру виде. Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения

Информация передаётся в виде сообщений от некоторого источника информации к её приёмнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приёмнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением. Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.

Любое событие или явление может быть выражено по-разному, разным способом, разным алфавитом. Чтобы информацию более точно и экономно передать по каналам связи, ее надо соответственно закодировать.

Информация не может существовать без материального носителя, без передачи энергии. Закодированное сообщение приобретает вид сигналов-носителей информации. Они-то и идут по каналу. Выйдя на приемник, сигналы должны обрести вновь общепонятный вид.

С этой целью сигналы пробегают декодирующее устройство, приобретая форму, удобную для абонента. Система связи сработала, цель достигнута. Когда говорят о каналах связи, о системах связи, чаще всего для примера берут телеграф. Но каналы связи - понятие очень широкое, включающее множество всяких систем, самых разных.

Свойства информации.Объективность – не зависит от чего-либо мнения.Достоверность – отражает истинное положение дел.Полнота – достаточна для понимания задачи и принятия решения.Актуальность – важна и существенна для настоящего времени.Ценность (полезность, значимость) обеспечивает решение поставленной задачи, нужна для того чтобы принимать правильные решения.Понятность (ясность) - выражена на языке, доступном получателю. Кроме того информация обладает еще следующими свойствами.Атрибутивные свойства (атрибут – неотъемлемая часть чего-либо).

  Важнейшими среди них являются:

-  дискретность (информация состоит из отдельных частей, знаков);

-  непрерывность (возможность накапливать информацию).

Динамические свойства связаны с изменением информации во времени:

- копирование – размножение  информации;

- передача от источника к  потребителю;

- перевод с одного языка на  другой;

- перенос на другой носитель;

- старение (физическое – носителя, моральное – ценностное).

Практические свойства - информационный объем и плотность.

Информация хранится, передается и обрабатывается в символьной        (знаковой) форме. Одна и та же информация может быть представлена в различной форме:

1) Знаковой письменной, состоящей  из различных знаков среди которых выделяют символьную в виде текста, чисел, спец. символов; графическую; табличную и т.д.

2) В виде жестов или сигналов.

3) В устной словесной форме (разговор).  

 

Представление информации осуществляется с помощью языков, как знаковых систем, которые строятся на основе определенного алфавита и имеют правила для выполнения операций над знаками. 

 

Язык – определенная знаковая система представления информации. Существуют:

Естественные языки – разговорные языки в устной и письменной форме. В некоторых случаях разговорную речь могут заменить язык мимики и жестов, язык специальных знаков (например, дорожных);

Формальные языки – специальные языки для различных областей человеческой деятельности, которые характеризуются жестко зафиксированным алфавитом, более строгими правилами грамматики и синтаксиса. Это язык музыки (ноты), язык математики (цифры, математические знаки), системы счисления, языки программирования и т.д.  

 

В основе любого языка лежит алфавит – набор символов/знаков.

Полное число символов алфавита принято называть мощностью алфавита. 

 

Носители информации – среда или физическое тело для передачи, хранения и воспроизведения информации. (Это электрические, световые, тепловые, звуковые, радио сигналы, магнитные и лазерные диски, печатные издания, фотографии и т.д.) 

 

Информационные процессы - это процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации (т.е. действия, выполняемые с информацией). Т.е. это процессы, в ходе которых изменяется содержание информации или форма её представления.  

 

Для обеспечения информационного процесса необходим источник информации, канал связи и потребитель информации. Источник передает (отправляет) информацию, а приемник её получает (воспринимает). Передаваемая информация добирается от источника до приемника с помощью сигнала (кода). Изменение сигнала позволяет получить информацию

1.2. Определение информационных  технологий и их классификация.

Информациоонные технологии (ИТ, также — информационно-коммуникационные технологии) — процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов (ФЗ № 149-ФЗ); приёмы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки, передачи и использования данных(ГОСТ 34.003-90); ресурсы, необходимые для сбора, обработки, хранения и распространения информации (ISO/IEC 38500:2008).

Специалистов в области информационных систем и технологий часто называют ИТ- или IT-специалистами.

Информационные технологии охватывают все ресурсы, необходимые для управления информацией, особенно компьютеры, программное обеспечение и сети, необходимые для создания, хранения, управления, передачи и поиска информации. Информационные технологии могут быть сгруппированы следующим образом:

• Сети

• Терминалы

• Услуги

Сети

В настоящее время существуют различные сети передачи данных — совокупности оконечных устройств (терминалов) связи, объединённых каналами передачи данных и коммутирующими устройствами (узлами сети), обеспечивающими обмен сообщениями между всеми оконечными устройствами.

Существуют следующие виды сетей передачи данных:

• Телефонные сети — сети, в которых оконечными устройствами являются простые преобразователи сигналамежду электрическим и видимым/слышимым.

• Компьютерные сети — сети, оконечными устройствами которых являются компьютеры.

Телефонные

Основной до 2003-2004 г, в настоящее время устаревший метод для подключения к Интернету - использовать модем, подключенный к телефонной сети. Хотя он имеет все необходимые функции, широкополосный доступ более предпочтителен для многих пользователей Интернета. Почти во всех странах Европейского Союза степень доступности для домохозяйств телефонной линии очень высока, за исключением Австрии, Финляндии и Португалии. Тем не менее в Испании доступ к основным телефонным сетям (узкополосным) практически исчез. В 2003 году половина всех интернет-соединений была телефонной. В настоящее время 97% интернет-соединений производится через системы широкополосного доступа. Почти 95% соединений осуществляется со скоростью больше или равной 1 Мбит.

Широкополосные.

Термин широкополосные включает в себя широкий диапазон технологий, которые обеспечивают более высокие скорости передачи данных, доступ к сети Интернет. Эти технологии используют провода или волоконно-оптические кабели.

Multilink dial-up.

Обеспечивают повышенную пропускную способность путем соединения двух или более подключений удаленного доступа вместе и рассматривая их как один канал данных. Требуется два или больше модемов, телефонные линии, и номера счетов, а также провайдер, который поддерживает данную технологию. Этот вариант был на короткое время популярным до ISDN, DSL и других более современных технологий. Некоторые производители создали специальные модемы для поддержки данного метода.

ISDN.

ISDN — (англ. Integrated Services Digital Network) цифровая сеть с интеграцией служб. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными. Название было предложено группой XI CCITT в 1981 году. Основное назначение ISDN — передача данных со скоростью до 64 кбит/с по абонентской проводной линии и обеспечение интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс, и пр.). Использование для этой цели телефонных проводов имеет два преимущества: они уже существуют и могут использоваться для подачи питания на терминальное оборудование. Для объединения в сети ISDN различных видов трафика используется технологияTDM (англ. Time Division Multiplexing, мультиплексирование по времени). Для каждого типа данных выделяется отдельная полоса, называющаяся элементарным каналом (или стандартным каналом). Для этой полосы гарантируется фиксированная, согласованная доля полосы пропускания. Выделение полосы происходит после подачи сигнала CALL по отдельному каналу, называющемуся каналом внеканальной сигнализации.

xDSL.

xDSL — (англ. digital subscriber line, цифровая абонентская линия) семейство технологий, позволяющих значительно повысить пропускную способность абонентской линии телефонной сети общего пользования путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала. Технологии хDSL появились в середине 90-х годов как альтернатива цифровому абонентскому окончанию ISDN. К основным типам xDSL относятся ADSL, HDSL, IDSL, MSDSL, PDSL, RADSL, SDSL, SHDSL, UADSL, VDSL. Все эти технологии обеспечивают высокоскоростной цифровой доступ по абонентской телефонной линии. Некоторые технологии xDSL являются оригинальными разработками, другие представляют собой просто теоретические модели, в то время как третьи уже стали широко используемыми стандартами. Основным различием данных технологий являются методы модуляции, используемые для кодирования данных.

Связь по ЛЭП.

Связь по ЛЭП - термин, описывающий несколько разных систем для использования линий электропередачи (ЛЭП) для передачи голосовой информации или данных. Сеть может передавать голос и данные, накладывая аналоговый сигнал поверх стандартного переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц. PLC включает BPL (англ. Broadband over Power Lines — широкополосная передача через линии электропередачи), обеспечивающий передачу данных со скоростью до 200 Мбит/с, и NPL (англ. Narrowband over Power Lines — узкополосная передача через линии электропередачи) со значительно меньшими скоростями передачи данных до 1 Мбит/с.

ATM.

ATM - (асинхронный способ передачи данных) — сетевая высокопроизводительная технология коммутации и мультиплексирования, основанная на передаче данных в виде ячеек (cell) фиксированного размера (53 байта), из которых 5 байт используется под заголовок. В отличие от синхронного способа передачи данных (STM —англ. Synchronous Transfer Mode), ATM лучше приспособлен для предоставления услуг передачи данных с сильно различающимся или изменяющимся битрейтом.

Сотовая связь.

Один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид шестиугольных ячеек (сот). Сеть составляют разнесённые в пространстве приёмопередатчики, работающие в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных абонентов и обеспечивать непрерывность связи при перемещении абонента из зоны действия одного приёмопередатчика в зону действия другого.

Электросвязь.

Разновидность связи, способ передачи информации с помощью электромагнитных сигналов, например, по проводам, волоконно-оптическому кабелю или по радио. В настоящее время, передача информации на дальние расстояния осуществляется с использованием таких электрических устройств, как телеграф, телефон, телетайп, с использованием радио и СВЧ-связи, а также ВОЛС, спутниковой связи и глобальной информационно-коммуникационной сети Интернет. Принцип электросвязи основан на преобразовании сигналов сообщения (звук,текст, оптическая информация) в первичные электрические сигналы. В свою очередь, первичные электрические сигналы при помощи передатчика преобразуются во вторичные электрические сигналы, характеристики которых хорошо согласуются с характеристиками линии связи. Далее посредством линии связи вторичные сигналы поступают на вход приёмника. В приемном устройстве вторичные сигналы обратно преобразуются в сигналы сообщения в виде звука, оптической или текстовой информации.

Терминалы.

Терминалы выступают в качестве точек доступа пользователей к информационному пространству.

Персональный компьютер.

Компьютер - (англ. computer, МФА:«вычислитель»), электронное устройство, предназначенное для эксплуатации одним пользователем, то есть для личного использования. К персональным компьютерам (далее - ПК) условно можно отнести также и любой другой компьютер, используемый конкретным человеком в качестве своего личного компьютера. Подавляющее большинство людей используют в качестве ПК настольные и различные переносные компьютеры (лэптопы, планшетные компьютеры). Хотя изначально компьютер был создан каквычислительная машина, в качестве ПК он обычно используется в других целях — как средство доступа винформационные сети и как платформа для компьютерных игр, а также для работы с графическими интерфейсами.

Сотовый телефон.

Мобильный телефон, предназначенный для работы в сетях сотовой связи; использует радиоприёмопередатчик и традиционную телефонную коммутацию для осуществления телефонной связи на территории зоны покрытиясотовой сети. В настоящее время сотовая связь — самая распространённая из всех видов мобильной связи, поэтому обычно мобильным телефоном называют именно сотовый телефон, хотя мобильными телефонами, помимо сотовых, являются также спутниковые телефоны, радиотелефоны и аппараты магистральной связи.

Телевизор.

Современное электронное устройство для приёма и отображения изображения и звука, передаваемых по беспроводным каналам или по кабелю (в том числе телевизионных программ или сигналов от устройств воспроизведения видеосигнала — например, видеомагнитофонов).

Игровая приставка.

Специализированное электронное устройство, разработанное и созданное для видеоигр. Наиболее часто используемым устройством вывода является телевизор или, реже, компьютерный монитор — поэтому такие устройства и называют приставками, так как они приставляются к независимому устройству отображения. Портативные (карманные) игровые системы имеют собственное встроенное устройство отображения (ни к чему не приставляются), поэтому называть их игровыми приставками несколько некорректно. Изначально игровые приставки отличались от персональных компьютеров по ряду важных признаков — они предполагали использование телевизора в качестве основного отображающего устройства и не поддерживали большинство из стандартных периферийных устройств, созданных для персональных компьютеров — таких как клавиатура илимодем. До недавнего времени почти все продаваемые приставки предназначались для запуска собственническихигр, распространяемых на условиях отсутствия поддержки других приставок. Однако, по мере развития игровых приставок, разница между ними и персональными компьютерами стала постепенно размываться — некоторые приставки могут позволить подключение клавиатуры, жёсткого диска и даже запуск на них операционной системыLinux. Схемы и программное обеспечение некоторых приставок могут распространяться, в виде исключения, подсвободными лицензиями. Рынок игровых приставок развился из сравнительно простых электронных телевизионных игровых систем, таких как Pong, превратившись в наши дни в мощные многофункциональные игровые системы.

 

 

 

 

1.3. Информационные технологии.Свойства.

Информационная технология – это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединённых в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распределение и отображение информации, а также повышение их надёжности и оперативности.

 
Свойства информационных технологий

Информационные технологии характеризуются следующими основными свойствами:

• предметом (объектом) обработки (процесса) являются данные.

• целью процесса является получение информации.

• средствами осуществления процесса является программные, аппаратные и программно-аппаратные вычислительные комплексы.

• процессы обработки данных разделяются на операции в соответствии с данной предметной области.

• выбор управляющих воздействий на процессы должен осуществляться лицами, принимающими решение.

• критериями оптимизации процесса являются своевременность доставки информации пользователю, её надёжность, достоверность, полнота.

Из всех видов технологий информационная технология сферы управления предъявляет самые высокие требования к «человеческому фактору», оказывая принципиальное влияние на квалификацию работника, содержание его труда, физическую и умственную нагрузку, профессиональные перспективы и уровень социальных отношений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Применение информационных  технологий.

Выделим наиболее важные направления применения информационных технологий:

1. Ориентация на активное и эффективное использование информационных ресурсов общества, являющихся важным стратегическим фактором его развития. Активизация, распространение и эффективное использование информационных технологий (научных знаний, изобретений, передового опыта) позволяет получать существенную экономию различных видов ресурсов (сырья, энергии, полезных ископаемых, материалов и оборудования, людских ресурсов, времени).

2. Оптимизация и автоматизация информационных процессов. Общеизвестно, что развитие цивилизации происходит в направлении становления информационного общества, в котором объектами и результатами труда большинства занятого населения становятся не материальные ценности, а главным образом информация и научные знания. Большая часть работоспособного населения в той или иной мере связана с процессами подготовки, хранения, обработки и передачи информации и поэтому вынуждена осваивать и практически использовать эти информационные технологии.

3. Внедрение в производственные и социальные технологии. При этом, как правило, реализуются “интеллектуальные” функции этих технологий: системы автоматизированного проектирования промышленных изделий, гибкие автоматизированные и роботизированные производства, автоматизированные системы управления технологическими процессами и т.п.

4. Обеспечение информационного взаимодействия между людьми, в системах подготовки и распространения массовой информации. В дополнение к традиционным средствам связи (таким, как телефон, телеграф, радио и телевидение) в социальной сфере широко используются системы электронных телекоммуникаций (электронная почта и другие виды компьютерной связи). Эти средства создают людям бόльшие удобства, снимают многие производственные, социальные и бытовые проблемы, вызываемые процессами глобализации и интеграции мирового сообщества, расширением внутренних и международных экономических и культурных связей, миграцией населения и его всё более динамичным перемещением по планете.

5. Интеллектуализация общества, развитие системы образования и культуры. Использование обучающих информационных технологий оказалось эффективным методом для систем образования, а также для систем повышения квалификации и переподготовки кадров. Информационным технологиям в образовании (ИТО) определена роль: ускорителя эволюционных изменений в образовательной деятельности; способа совершенствования методов и организационных форм обучения, повышения качества обучения; средства автоматизации учебной, внеучебной, методической, управленческой, научной деятельности и т.д.

6. Включение в процессы получения и накопления новых знаний. На смену традиционным методам информационной поддержки научных исследований путём накопления и распространения научно-технической информации приходят новые методы, основанные на использовании возможностей информационной продержки фундаментальной и прикладной науки. В первую очередь здесь используются методы информационного моделирования исследуемых наукой процессов и явлений, позволяющие учёному проводить своего рода “вычислительный эксперимент”. При этом условия эксперимента могут быть такими, которые трудно или невозможно реализовать на практике из-за их большой сложности, высокой стоимости или же опасности для экспериментатора. Методы искусственного интеллекта позволяют находить решения плохо формализуемых задач, а также задач с неполной информацией и с нечёткими исходными данными.

7. Содействие в решении глобальных проблем человечества и, прежде всего, проблем, связанных с необходимостью преодоления переживаемого мировым сообществом глобального кризиса цивилизации. Методы информационного моделирования глобальных процессов, особенно в сочетании с методами космического информационного мониторинга, могут обеспечить прогнозирование многих кризисных ситуаций в регионах повышенной социальной и политической напряжённости, а также в районах экологического бедствия, в местах природных катастроф и крупных технологических аварий, представляющих повышенную опасность для общества.