10801

Информационные технологии Учебное пособие

Книга

Информатика, кибернетика и программирование

Информационные технологии Учебное пособие для студентов специальности 071201 Библиотечноинформационная деятельность содержание введение5 Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ7 1.1. Технологические уровни развития цивилизаций7 1.2. Технология: поня

Русский

2013-04-02

1.61 MB

469 чел.

Информационные технологии

Учебное пособие

для студентов специальности 071201

«Библиотечно-информационная деятельность»

содержание

введение 5

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ 7

1.1. Технологические уровни развития цивилизаций 7

1.2. Технология: понятие, свойства,  компонентная структура 8

1.3. Технологическая система: структура, принципы функционирования 12

1.4. Технология как наука 16

Глава 2. Информационная технология:  понятийная и структурная характеристика 21

2.1. Информационные революции. Краткая характеристика 21

2.2. Информационная технология: многозначность понятия 26

2.3. Системная характеристика  информационной технологии 34

2.4. свойства и основные направления развития  информационной технологии 48

2.5. Компонентная структура информационной технологии 51

2.6. Информационная технологическая система 53

Глава 3. КЛАССИФИКАЦИЯ ИнформационнЫХ технологиЙ 59

3.1. Классификация ИТ по признаку сферы применения 59

3.2. Классификация ИТ по назначению  и характеру использования 68

3.3. Классификация ИТ по пользовательскому интерфейсу 69

3.4. Классификация ИТ по способу организации сетевого  взаимодействия 72

3.5. Классификация ИТ по принципу построения 73

3.6. Классификация ИТ по степени охвата задач управления 75

3.7. Классификация ИТ по характеру участия технических средств в диалоге с пользователем 76

3.8. Классификация ИТ по способу управления производственной технологией 77

3.9. Перспективы развития информационных технологий 79

Глава 4. ИнформационнЫе системы 94

4.1. Информационные системы: основные понятия 94

4.2. Информационные системы: разновидности, особенности структуры и реализации 99

4.3. Информационные системы:  типы, свойства, специфика разработки 102

4.4. Разработка информационных систем на базе методов управления проектом 107

4.5. Модели жизненного цикла информационной системы 115

Глава 5. Информационные процессы 124

5.1. Номенклатура информационных процессов 124

5.2. Генерирование информации 125

5.3. Восприятие информации 127

5.4. Сбор и регистрация информации 128

5.5. Обработка информации 134

5.6. Хранение информации 139

5.7. Поиск информации 144

5.8. Передача информации 152

Глава 6. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА 159

6.1. Технические средства 159

6.2. Программные средства 163

6.3. Лингвистические средства 168

Глава 7. РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ ДОКУМЕНТЫ 180

7.1. Государственные нормативно-правовые акты 181

7.2. Стандарты 184

7.3. Нормативная документация 187

7.4. Организационная документация 188

7.5. Технологическая документация 190

Глава 8. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОДУКТЫ И УСЛУГИ 192

8.1. Определение понятий: информационные продукты, информационные услуги 192

8.2. Потребительские свойства информационных  продуктов и услуг 195

8.3. Классификация информационных продуктов и услуг 197

8.4. Тенденции развития ассортимента информационных 201

Глава 9. ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРОИЗВОДСТВО В СТРУКТУРЕ ОБЩЕСТВЕННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ТРУДА 206

9.1. Информационное производство в расширенном  общественном воспроизводстве 206

9.2. Метрика и законы движения информации 212

9.3. Основные принципы организации  информационного производства 222

9.4. Принципы и критерии эффективной  организации производства 236

9.5. Типы производства и методы 238

организации производства 238

9.6. Производственные процессы 240

9.7. Технологические процессы 241

9.8. Технологические операции 243

9.9. Продукты и услуги информационного производства 247

9.10. Рынок информационных продуктов и услуг: структура и характерные особенности 255

9.11. Информационная индустрия: основные понятия 262

9.12. Современная структура информационной 266

Глава 10. БАЗОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 270

10.1. Технологии баз данных 270

10.2. Гипертекстовые технологии 279

10.3. Мультимедийные технологии 286

10.4. Телекоммуникационные технологии 291

10.5. Геоинформационные системы 299

10.6. CASE–технологии 303

10.7. Технологии искусственного интеллекта 309

10.8. Технологии защиты информации 319

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 347

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 349

введение

Модернизация библиотечно-информационной деятельности осуществляется в направлении ее технологизации. Через эту стадию развития прошли или проходят все ныне эффективные отрасли экономики и социальной сферы. Поэтому формирование технологического тезауруса и освоение современных информационных технологий составляет ядро профессиональной подготовки специалистов библиотечно-информационной сферы.

Характерной чертой нашего времени являются интенсивно развивающиеся процессы информатизации практически во всех сферах человеческой деятельности. Они привели к формированию новой информационной инфраструктуры, которая связана с новым типом общественных отношений, с новой реальностью, с новыми информационными технологиями различных видов деятельности. Сердцевиной современных информационных технологий являются автоматизированные информационные системы (АИС), создание, функционирование и использование которых привело к возникновению специфических понятий, категорий, приемов и навыков.

Дисциплина «Информационные технологии» принадлежит к блоку общепрофессиональных дисциплин федерального компонента ГОС по специальности 071201 «Библиотечно-информационная деятельность» и представляет собой теоретическую и практическую основу изучения процесса организации, хранения и обработки больших объемов данных.

Главная цель дисциплины заключается в формировании системного представления об организации, хранении и обработки больших объемов данных с помощью компьютерных средств.

Данная учебная дисциплина служит логическим продолжением изучения курса «Информатика» и служит основой для изучения цикла специальных дисциплин. Она имеет целью освоение студентами технологического подхода к информационной деятельности как способа ее теоретического осмысления и практического внедрения информационных технологий в различные сферы общественной жизни.

Учебник разработан в полном соответствии с учебной программой дисциплины «Информационные технологии».

Структура издания ориентирована на системное изложение учебного материала. В первой главе «Теоретические основы технологии» представлены технологические уровни развития цивилизаций; понятие, свойства и компонентная структура категории «технология»; структура и принципы технологической системы, а также методология технологии как науки. Во второй главе «Информационная технология: понятийная и структурная характеристика» дана краткая характеристика информационных революций; системная характеристика, свойства, основные направления развития и компонентная структура «информационной технологии»; описана информационная технологическая система. В третьей главе «Классификация информационных технологий» представлены различные классификации. В четвертой главе «Информационные системы» рассмотрены основные понятия информационной системы; описаны разновидности, особенности, типы, свойства и специфика информационных систем; представлены разработка, технологии и модели жизненного цикла информационных систем. В пятой главе «Информационные процессы» рассмотрены основные информационные процессы. В шестой главе «Инструментальные средства информационных технологий» описаны технические, программные и лингвистические средства информационных технологий. Седьмая глава «Регламентирующие документы» посвящена рассмотрению основных регламентов информационной деятельности: государственные нормативно-правовые акты, стандарты, нормативная, организационная и технологическая документация. В восьмой главе «Информационные продукты и услуги» определены понятия «информационный продукт» и «информационная услуга», а также их потребительские свойства, классификация и тенденции развития ассортимента информационных продуктов и услуг. В девятой главе «Информационное производство в структуре общественного разделения труда» представлены основные категории и процессы информационного производства. Десятая глава посвящена базовым информационным технологиям.

В конце каждой главы представлены вопросы для самоконтроля. В издании имеется список использованной литературы, на которую в тексте есть ссылки. Основными источниками для написания данного учебника являются издания следующих авторов – И.С. Пилко, И.А. Коноплева, О.А. Хохлова, А.В. Денисова, Ю.Н. Арсеньева, С.И. Шелобаева, Т.Ю. Давыдова, Г.Т. Артамонова, А.П. Яроцкого.

Пособие предназначено для информационных специалистов, студентов библиотечно-информационных, информационных и иных специальностей и специализаций, изучающих вопросы, связанные с информационными технологиями и их применением в различных областях деятельности.


Глава 1

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ

«Технология – особый тип мироощущения, присущий индустриальной и постиндустриальной эпохам»

Д. М. Федяев

1.1. Технологические уровни развития цивилизаций

Одной из общих закономерностей современного этапа развития общества является рост его технологизации, т. е. развитие и широкое распространение различного рода технологий во всех сферах жизни и деятельности человека. Сегодня большинство специалистов утверждают, что все мы живем в индустриальном технологическом обществе, на смену которому идет информационная эра. В последние годы наблюдается усложнение производственных, экономических и социальных процессов. Широкое развитие кооперации и международного разделения труда, появление автоматизированных производств и стремление производителей гарантировать высокое качество своей продукции для обеспечения ее конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках – все это весьма действенные социальные факторы, которые вызвали к жизни развитие и широкое распространение различного вида производственных технологий. Именно технологизация производственных процессов позволила не только обеспечить потребности современного общества в товарах и услугах массового спроса, но и более эффективно использовать природные и материальные ресурсы, энергию, сырье, оборудование, а главное – экономить социальное время, необходимое для реализации производственных процессов [20, 25, 27].

В своем историческом развитии человечество прошло несколько технологических уровней [1, 7]:

• Первый – был основан на применении энергии, силы, навыков и знаний человека как основного источника и основного пользователя инструментов и орудий (первобытное общество).

• Второй – основывался на использовании энергетических возможностей природы, ветра, воды, огня, силы животных (традиционное общество).

• Третий – связывают с изобретением и применением паровых машин и, соответствовавших этому, средств передвижения: паровоза, парохода (эпоха классического или промышленного капитализма).

• Четвертый – связан с промышленным использованием электричества, химизацией производства, использованием двигателей внутреннего сгорания, механизацией основных видов промышленного, сельскохозяйственного труда, с созданием электроники, процессоров, современной вычислительной техники и средств связи (переход от индустриального к постиндустриальному обществу).

• Пятый – представляет собой максимальную автоматизацию всех процессов в промышленности, сельском хозяйстве, добывающих отраслях, образовании, науке, культуре, быту и т. д. В соединении с новейшими биотехнологиями, возможностью создания материалов с заданными свойствами, гарантией экологической безопасности и максимально рациональным использованием земных и космических ресурсов он составляет технологическую основу информатизации и интеллектуализации общества, ведущей к его материальному и духовному благополучию.

1.2. Технология: понятие, свойства,
компонентная структура

Технологическим фундаментом информационного общества являются информационные технологии. Их научное осмысление базируется на теоретической платформе общей технологии. Последняя, в свою очередь, родилась из недр промышленной технологии. Проследим эволюцию понимания и научного осмысления технологии как способа целесообразной и эффективной деятельности.

Технология сложное и многозначное понятие. В переводе с греческого: techne – искусство, мастерство, умение; logos слово, понятие, учение. В дословном переводе – это знание (учение) о мастерстве, умении.

В недавнем прошлом отечественные энциклопедические издания и терминологические словари трактовали это понятие преимущественно в двух значениях:

технология как практическая деятельность – совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции;

технология как наука – научное описание способов производства с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов.

В подобном толковании область применения понятия «технология» ограничена сферой материального производства, преимущественно промышленного.

В зарубежной справочной и научной литературе понятие «технология» широко используется для характеристики:

а) производственных процессов (химические технологии);

б) сервисных систем (медицинские технологии);

в) оборудования и технических средств (компьютерные технологии);

г) научного инструментария (исследования и проектные разработки).

В промышленном производстве принято понимать под технологией совокупность взаимосвязанных производственных процессов, а также систему правил и документов, регламентирующих производственную деятельность.

Цель промышленной технологии – повышение качества продукции, сокращение сроков ее изготовления и снижение себестоимости. Промышленная технология обеспечивает преобразование исходного сырья в востребованную обществом продукцию посредством специфических методов и средств производства. В ее структуре различают предметы труда (исходное сырье и материалы), орудия (средства) производства, методы и процессы деятельности, готовую продукцию, отвечающую запросам потребителей (табл. 1). Технологические взаимосвязи исполнителей с предметами и средствами труда в процессе производства определяют конечный результат. Технологическая квалификация специалиста складывается из знаний и умений осуществить производственный процесс, использовать рациональные методы и приемы деятельности, выбрать оптимальные ресурсы и средства, распределить обязанности между исполнителями, оценить качество сделанного и т. д.

Сравнительный анализ технологической и деятельностной структур промышленного производства (табл. 1) со всей очевидностью свидетельствует об их абсолютной совместимости: технологическая структура уточняет, конкретизирует деятельностную.

Таблица 1

Компонентная структура

деятельности

промышленной технологии

Цель

Производство промышленной продукции с наименьшими для данных условий и времени ресурсными затратами

Объекты

Предметы труда (сырье, заготовки и полуфабрикаты)

Субъекты

Производители, технический и административный персонал

Процессы

Производственные и технологические процессы

Методы

Регламентированные требования (предписания, нормы, рекомендации) по осуществлению технологических процессов

Средства

Расходные материалы, техническое, технологическое, документационное, программное и иное обеспечение

Результаты

Продукция с соответствующими потребительскими свойствами и заданными показателями качества

Условия

Организационно-функциональная структура предприятия, внешние связи

С позиций системного (деятельностного) подхода те же компоненты (цель, объекты, процессы, результаты и др.) образуют структуру любой (не только производственной) деятельности. Логично использовать технологическое структурирование для упорядочения других (помимо производственной) видов деятельности, а технологический подход – для их нормализации (регламентации и регулирования).

Осмысление эволюционных и революционных изменений в аграрном секторе, промышленности, сфере услуг, информационной сфере породило технологическое знание о рациональных способах и эффективных средствах научного и практического освоения материального мира. На этом основании различают основные типы человеческой цивилизации: аграрно-ремесленная, индустриальная, информационно-компьютерная (Э. Тоффлер), стадии общественного развития – доиндустриальная, индустриальная, постиндустриальная, информационная (К. К. Колин). Переход к новой, более совершенной технологии, как правило, связан с освоением новых ресурсов (материальных, энергетических, информационных) и обновлением технической базы производства. Технология неосуществима без техники, но не сводится к последней.

Таким образом, наряду с промышленной, получили развитие социальные технологии: информационные, политические, педагогические, социально-культурные и др. А технологический подход стал широко применяться к описанию различных видов деятельности.

В современной (расширительной) трактовке технология может быть определена:

как целесообразная практическая деятельность совокупность ресурсов, средств, приемов их использования и способов организации деятельности, обеспечивающих исполнителю воспроизводство определенных продуктов и услуг или достижение иных значимых результатов с заранее заданными параметрами;

как научное (теоретическое и прикладное) знание, характеризующее эффективные способы деятельности (производства продуктов и услуг);

как учебная дисциплина, ориентированная на освоение технологических знаний и умений.

Технология как практическая деятельность обладает рядом атрибутов (отличительных признаков):

• целесообразность – достижение планируемого результата с оптимальными затратами;

• процессуальность – алгоритмическое представление деятельности в виде последовательностей процессов и операций;

• организованность – структурная и функциональная упорядоченность, управляемость;

• нормализованность – регламентация процессов деятельности, установление требований к конечным результатам;

• воспроизводимость – гарантированность результата при соблюдении технологических предписаний;

• системность – целостность, взаимосвязь технологических подсистем;

• эффективность – адекватность результатов затратам.

Современная технология включает в себя ряд базовых компонентов:

• инструментальный – технические средства: инструменты, машины, устройства, приборы, аппаратура, технологические линии и производственные участки;

• социальный – люди, задействованные в производстве и располагающие профессиональными знаниями, опытом и квалификацией;

• информационный – научные знания, технологические принципы, приемы и правила, оформленные в виде предписаний, норм и нормативов, технологической документации и других регламентов;

• организационный – комплекс мероприятий, связанных с поиском, анализом, разработкой, внедрением, адаптацией, модернизацией технологических решений, с управлением технологическими процессами.

Технология – категория процессуальная. Она ориентирована на разработку и использование эффективных и экономичных процессов. Это достигается путем:

• предварительного проектирования будущей деятельности;

• расчленения процесса на отдельные составляющие;

• координации и поэтапного осуществления действий;

• надежного ресурсного обеспечения;

• однозначного выполнения требований и предписаний.

Технологизация различных отраслей нематериального производства, социальной деятельности позволяет алгоритмизировать процесс, отработать нормативные модели его реализации и обеспечить гарантированный результат.

1.3. Технологическая система: структура, принципы
функционирования

Технология как организованная практическая деятельность системна по своей природе, характеризуется устойчивыми связями как внутренними (между структурными компонентами), так и внешними (с окружающей средой). Любое налаженное производство (материальное и нематериальное) являет собой технологическую систему.

Технологическая система – совокупность функционально взаимосвязанных предметов труда, средств технологического оснащения и исполнителей, реализующих в регламентированных условиях производство продуктов и услуг с заданными свойствами.

Структуру технологической системы образуют основные элементы (предмет труда, продукт производства) и подсистемы (процессы, ресурсы и средства производства, подсистема управления), а также производственные связи между ними (рис. 1).

Подсистема управления

Предмет труда

Подсистема

технологических процессов

Продукция

Подсистема управления

Продукция

Подсистема ресурсного обеспечения

входной контроль

выходной контроль

Рис. 1. Структура технологической системы

Из внешней среды в технологическую систему поступает исходное сырье, которое в процессе производства превращается в предмет труда. Предметами труда могут стать любые объекты реальной действительности (природные ресурсы, продукты человеческой деятельности, энергия, информация и др.), на которые направлены трудовые усилия. В процессе производства – основной подсистеме технологической системы – осуществляется преобразование предмета труда, изменение количественных и качественных параметров (формы, структуры, свойств и т. п.). Результатом процесса производства становится конечный продукт с определенным набором заданных свойств. Именно он в качестве готовой продукции или услуги поступает во внешнюю среду и, будучи востребованным, становится предметом потребления.

В структуре технологической системы различают обеспечивающие подсистемы – ресурсы и средства производства. Ресурсы – это имеющиеся в наличии запасы и средства, которые могут быть использованы при необходимости.

В экономической теории принято различать четыре группы ресурсов производства:

• природные – естественные (созданные природой) силы, вещества, энергоносители, используемые для удовлетворения материальных и духовных потребностей людей;

• материальные – созданные человеком («рукотворные») материалы, вещества, полуфабрикаты, детали, средства производства;

• трудовые – люди, обладающие определенным культурно-образовательным уровнем, профессиональными знаниями и квалификацией;

• финансовые – денежные средства, выделяемые на производственные нужды.

Технологические средства – это часть материальных ресурсов. С их помощью осуществляется воздействие на предметы труда. Это прежде всего техническое оснащение (машины и оборудование, инструменты и приспособления), а также производственные здания и сооружения, технологические линии и участки. Отдельные виды производства используют специфические средства (химические, биологические, фармакологические и т. п.). Ресурсы и часть средств поступают в технологическую систему из внешней среды (от производителей, поставщиков, смежников). Некоторые обеспечивающие средства (технические, программные и др.) могут вырабатываться внутри технологической системы на собственной ресурсной базе.

Рациональную организацию и эффективное функционирование технологической системы обеспечивает подсистема управления. Она осуществляет входной контроль сырья и ресурсов, текущий контроль производства и итоговый контроль качества продукции. Из окружающей среды в подсистему управления поступает информация о потребностях и спросе на производимую продукцию и услуги, а также регламентирующая информация (нормативы, стандарты, технологическая документация). На ее основе регулируется деятельность технологической системы, обеспечивается устойчивое взаимодействие между ее элементами и подсистемами, осуществляется прогноз развития.

Целевая функция любой технологической системы заключается в преобразовании некоторого входного потока (сырья) в выходной (конечный продукт). При этом совершаемые в системе преобразования (характер и содержание процессов деятельности) зависят от ее природы, состава и структуры, целей создания и задач функционирования.

Организованность технологических систем выражается в принципах их функционирования и развития, среди них:

принцип функциональной специализации – выделение специфических трудовых функций и их закрепление за отдельными исполнителями – характеризует разделение труда, является показателем уровня развития производства;

принцип интеграции – объединение элементов с одинаковой конечной функцией – характеризует общую тенденцию интеграции технологий, ориентации отдельных производств на широкий ассортимент продукции, предоставление комплексных услуг;

принцип координации и субординации функций (производственных целей). Конечная цель любой технологической системы – производство качественного продукта (услуги) с наименьшими затратами. В достижении обшей цели каждая подсистема (ресурсов, средств, процессов, управления) выполняет специфические функции (ресурсного обеспечения, выбора адекватных средств производства, соблюдения технологических предписаний, согласования и контроля функционирования всех подсистем). Целостность технологической системы обеспечивается лишь в том случае, если между подсистемами одного структурного уровня налажены связи координации (согласования), а между подсистемами разных уровней – связи субординации (подчинения);

принцип структурно-функциональной мобильности характеризует необходимость потенциальных изменений в системе (обновление ресурсной базы, технических средств, профессиональных методов и приемов, повышение квалификации персонала), динамизм структурных связей, сменяемость функций элементов и подсистем;

принцип унификации – ориентация на типовые технологические решения, приведение к единообразию процессов, средств и результатов труда;

принцип стандартизации – установление единых норм и требований к сырью, полуфабрикатам, материалам, производственным процессам, готовой продукции;

принцип социальной экспансии – стратегия количественного роста производства, расширения ассортимента продукции, повышения ее привлекательности, завоевания новых рынков сбыта – обязательное условие самосохранения и устойчивого развития.

Жизненный цикл технологической системы складывается из нескольких этапов:

1) исследование;

2) экспериментальная разработка;

3) проектирование;

4) апробация и внедрение;

5) распространение и использование (эксплуатация);

6) замена технологической системы.

Любая технологическая система ориентирована на преобразование исходных материалов в продукты и услуги, необходимые обществу, с наименьшими для данных условий и времени затратами. Достижение этой цели требует сохранения целостности технологической системы (устойчивой структуры) и повышения уровня ее организованности.

1.4. Технология как наука

Стремительное развитие и усложнение технологий конкретных сфер производственной и социальной деятельности со всей очевидностью требуют серьезного научного анализа и осмысления. Таким образом, наряду с естественнонаучным, общественнонаучным знанием, формируется специфическое технологическое знание.

В ряду своих многочисленных толкований технология определяется как научное описание производства, его методология, научная и учебная дисциплина, характеризующая принципы и правила построения производственных процессов. По образному выражению выдающегося социолога и мыслителя современности М. Кастельса, «технология есть использование научного знания для определения способов изготовления вещей в воспроизводимой манере...» [26, с 50].

В содержании технологического знания доминируют понятийная и алгоритмическая составляющие. Понятийные знания характеризуют технологический тезаурус, терминологию, базовые принципы функционирования технологических систем. Алгоритмические (процедурные) знания определяют порядок, методы и средства решения конкретных технологических задач, эффективные способы достижения желаемого результата. В структуре технологического знания преобладают сведения прикладного характера, практической направленности.

Научно обоснованная технология обеспечивает оптимальный характер практической деятельности и оценивается как особый интеллектуальный продукт know-how»), который осваивается без значительных затруднений. Технологическое знание служит связующим звеном между научными идеями и их практическим воплощением (внедрением в производство). Его регламентирующий, нормативный характер находит выражение в форме предписаний и проектов. Технология как наука, ориентированная на создание системы норм и правил эффективного и экономичного производства, обеспечивает строгую воспроизводимость результатов. Условный критерий технологического совершенствования – отношение результатов к затратам.

Взамен ремесленнических методов стереотипного, интуитивного поведения, действия по аналогии технология как прикладная наука предлагает метод нормализации – создания комплекса технологических норм и правил эффективного и экономичного производства. Рецептурные знания (количественно-качественные параметры ресурсов, средств, процессов и продуктов производства) составляют неотъемлемую часть технологической науки. Она изучает также способы организации технологических систем.

Основателем технологии как самостоятельной науки принято считать И. Бекмана (1739–1811). Исторически первоначально научному осмыслению была подвергнута промышленная технология, которая имела предметом изучения процессы производства признанной обществом продукции. Ее цель – постижение сущности процессов производства, изучение их взаимосвязей и закономерностей развития. Среди решаемых задач: научное обоснование и практическое внедрение наиболее эффективных и экономичных производственных процессов; выявление природных, социальных и технологических закономерностей протекания производственных процессов; выбор и разработка технического оснащения и технологических средств производственных процессов; формирование учебных технологических дисциплин и др.

Специфически технологическим исследовательским методом является операционный анализ (расчленение процесса на составляющие его операции), а также связанные с ним методы технологического проектирования (разработки регламента процесса).

Наконец, промышленная технология имеет развитую терминосистему, закрепленную государственными стандартами: Единая система технологической документации (ЕСТД) и Технологическая подготовка производства (ТПП).

Выработанные промышленной технологией термины и понятия, специфические методы исследования, базовые теоретические положения и вскрытые закономерности производственных процессов постепенно приобретает статус общенаучных.

Базовой теорией технологии как науки об эффективных и экономичных производственных процессах является теория технологических систем. Она обладает большим познавательным эффектом. В ходе продолжительных эмпирических наблюдений и теоретического анализа установлено, что реальная технология (технологическая система) в процессе эволюции проходит три основные стадии развития:

1) период формирования основных принципов и накопления необходимых материально-технических средств;

2) период интенсивного ускоряющегося развития;

3) период замедляющейся эволюции по приближению к предельным физическим и технологическим параметрам.

На протяжении эволюционного развития технологии чередуются фазы ее дифференциации (разделения труда) и интеграции (создания крупных технологических комплексов). Технология сама создает средства для своей эволюции.

Достигнув предельных для данных условий и времени параметров развития, технология подчиняется закону критического уровня: переход на принципиально новый этап технологического освоения действительности требует новых фундаментальных знаний и экспериментальных исследований, открытия дополнительных источников энергии, развития новых средств связи, поиска путей эффективного решения экологических проблем и т. п.

Создание новых конкурирующих технологий не означает, что они обязательно заменят своих предшественников. Традиционные технологии могут перейти в разряд дополняющих. Так, внедрение новых видов телефонной связи – сотовая, мобильная, пейджинговая – не исключает активное использование традиционной, а бурное развитие электронных средств массовой информации – существование печатных каналов ее (информации) распространения. В качестве поддерживающих технологий выступают так называемые «инфраструктурные» технологии: энергообеспечения, ресурсосбережения, обеспечения транспортными средствами, связью и др. Современные технологии достаточно дороги: стоимость технологии изготовления конечного продукта (вещества, материала) несопоставимо дороже стоимости исходных ресурсов.

Основные положения теории технологических систем актуальны для моделирования технологии любого вида деятельности. Теоретическое и практическое значение имеют научные принципы:

• эвристического (не поддающегося полной формализации) характера технологических задач;

• одновременной разработки всех технологических подсистем;

• иерархического управления технологическими системами;

• многокритериальной оценки их эффективности.

В познавательном плане технологическая модель позволяет уточнить наши представления о структуре изучаемого объекта, характере внутренних и внешних связей, адаптировать принципы функционирования и развития технологических систем к конкретным сферам общественного производства и социальной деятельности. В прагматическом (прикладном) значении технологическая модель играет роль стандарта – эталона деятельности и ее результата, являясь рабочим представлением цели, средством управления, организации практических действий.

Таким образом оформляется методология технологического подхода к анализу любых (не только производственных) процессов. Включение в объект изучения технологии процессов целесообразной человеческой деятельности позволяет по-новому сформулировать ее целевое назначение: научное обоснование способов рациональной и эффективной деятельности по достижению социально значимых результатов. Появляется возможность приложить научный потенциал технологии (ее понятийный аппарат, методы, теоретические положения и прикладные решения) к осмыслению процессов производства не только материальных, но и духовных благ (к научному, художественному творчеству), а также к сфере услуг (медицинских, информационных, образовательных, досуговых), к политической, управленческой, социально-реабилитационной и другой деятельности.

Являясь прикладной наукой, технология адаптирует достижения естественных, технических, общественных наук к практическим нуждам производственной и социальной деятельности. С другой стороны, изменение ресурсной базы, развитие технических средств требует адекватных технологических решений. Недаром современный этап научно-технической революции (примерно с середины 1970-х гг.) именуют технологическим. Он характеризуется появлением наукоемких технологий в промышленности (порошковая металлургия, лазерная и плазменная обработки вещества, биотехнология), появлением «высоких технологий» в науке (космические технологии, генная инженерия), управлении («безбумажные технологии»), медицине (компьютерная диагностика, лазерная хирургия), информационной деятельности (микропроцессорная технология, машинные технологии поиска, переработки, накопления, передачи информации), образовании (дистанционное обучение, мультимедийные технологии) и др. Сказанное со всей очевидностью требует от специалистов XXI в. высокой технологической культуры – освоения перспективных для данных условий и времени методов и средств профессиональной деятельности.

Контрольные вопросы

  1.  Какие технологические уровни прошло человечество в своем историческом развитии?
  2.  Какими атрибутами обладает «технология» как практическая деятельность?
  3.  Какое прикладное значение имеет знание структуры, назначения и принципов функционирования технологических систем?
  4.  В чем проявляется специфика технологического знания?


Глава 2

Информационная технология:
понятийная и структурная характеристика

«Технология – сложный феномен, неотъемлемыми компонентами которого предстают знания и информация...»

А. Ю. Шеховцев

2.1. Информационные революции. Краткая характеристика

Каждый из этих технологических уровней становился возможным благодаря происходившей в соответствующий исторический период информационной революции. На тесную связь между технологическими и информационными революциями в истории развития цивилизации обратил внимание профессор А.И. Ракитов в своих работах. По его мнению, сущность информационной революции заключается в изменении инструментальной основы, способа передачи и хранения информации, а также объема информации, доступной активной части населения [28]. Другими словами, информационная революция означает качественный скачок в развитии общества, новый уровень использования принципиально новых методов и средств переработки информации и процессов информационного взаимодействия в обществе.

В настоящее время выделяют шесть основных информационных революций за всю историю развития человеческого общества [28].

Первая информационная революция связывается с появлением языка и членораздельной человеческой речи. Ведь именно развитие языка оказало колоссальное влияние на развитие сознания людей, а его использование в их практической деятельности стало информационной основой создания первых технологий, т. е. знаний и навыков рациональной организации этой деятельности.

Язык сделал возможным развитие процессов абстрактного мышления, т. е. зарождения интеллектуальной деятельности людей, а также накопления и распространения знаний, которые передавались из поколения в поколение в виде легенд, мифов и сказаний. Ведь не даром во все времена сказители пользовались в обществе всеобщим уважением как хранители и распространители древних знаний.

В первобытном обществе использовались и распространялись только «живые знания», носителями которых являлись живые люди – старейшины, жрецы, шаманы. В этих условиях процессы накопления и распространения знаний в обществе осуществлялись чрезвычайно медленно, а сохранение уже накопленных знаний было недостаточно надежным. Со смертью их носителей многие знания утрачивались и должны были формироваться заново. На это уходили многие столетия.

Ситуация коренным образом изменилась, когда люди научились отчуждать знания и фиксировать их на материальных носителях в виде рисунков, чертежей, условных знаков, многие из которых сохранились до настоящего времени. Именно поэтому вторую информационную революцию большинство современных исследователей связывают с изобретением письменности. Это изобретение позволило не только обеспечить сохранность уже накопленных человеческим обществом знаний, но и повысить достоверность этих знаний, создать условия для их существенно более широкого, чем ранее, распространения. Это был крупнейший шаг в развитии цивилизации, последствия которого мы ощущаем до настоящего времени. Ведь именно с изобретением письменности стало возможным развитие науки и культуры в современном понимании этих терминов.

Существенным образом изменилась и информационная среда общества, стали возможными новые виды информационных коммуникаций между людьми с помощью обмена письменными сообщениями.

Появились исторические летописи, поэзия и литература, зародились элементы того нового и своеобразного явления, которое многие сегодня называют информационной культурой. Новый смысл приобрело и понятие «образование». Теперь образованным мог считаться только тот человек, который достаточно хорошо владел навыками чтения и письма, причем не только на своем родном языке, но и на других языках.

Появление письменности послужило мощным фактором для накопления и распространения знаний в области организации многих производственных и социальных процессов. Фиксация этого опыта в виде рукописных документов, чертежей и рисунков представляла собой процесс зарождения «технологии» – нового понятия в области развития цивилизации, которому суждено было сыграть решающую роль в процессе ее дальнейшего развития.

Третья информационная революция началась в эпоху возрождения и связана с изобретением книгопечатания, которое следует признать одной из первых эффективных информационных технологий. Широкое внедрение этого изобретения в социальную практику привело к первому информационному взрыву. Произошел взрывообразный рост количества используемых в обществе информационных документов, а самое главное – началось и более широкое распространение информации, научных знаний и информационной культуры. Появились первые библиотеки печатных книг, сначала частного характера, а затем и публичные. Печатная книга стала главным хранителем и источником знаний.

Относительная простота процесса книгопечатания, возможность выпуска печатных книг большими тиражами и их существенно меньшая стоимость по сравнению с рукописными книгами – все это привело к тому, что в обществе существенно расширились возможности для получения знаний, образования и самообразования. Без изобретения книгопечатания Колумб не смог бы получить необходимых знаний для того, чтобы совершить свое знаменитое путешествие к берегам Америки. Ведь сыну бедного ткача были недоступны дорогостоящие рукописи Плиния и Марко Поло. И только появление их в печатном виде позволило ему получить необходимые знания для формирования идеи о кругосветном путешествии.

Под воздействием быстро возрастающего спроса на печатные издания появились и стали быстро совершенствоваться технологии для подготовки и издания различного рода печатной продукции. Типографии стали одним из распространенных видов промышленных предприятий.

Высшей точкой развития третьей информационной революции является появление печатных средств массовой информации: газет, журналов, рекламных объявлений, информационных справочников и т. п. Общий годовой объем информации в такого рода изданиях сегодня быстро возрастает. При этом, следуя общим закономерностям увеличения объемов информации в мире, объемы печатной продукции продолжают расти, несмотря на появление и все более широкое использование в последние годы различного рода электронных носителей информации.

Четвертая информационная революция началась в XIX веке, когда были изобретены и стали все более широко распространяться такие новые средства информационной коммуникации, как радио, телефон и телевидение. Эти средства имеются сегодня в развитых странах практически в каждой семье и оказывают значительное воздействие на формирование общественного сознания. Благодаря этим средствам люди уже не испытывают чувства одиночества и изолированности от окружающего их общества. Ведь они сегодня подключены к общему информационному пространству не только своей страны, но и значительной части всей нашей планеты.

Именно это позволяет сейчас многим людям чувствовать свою сопричастность к происходящим в мире событиям, быть в курсе политической, экономической и культурной жизни планеты. Мы уже не мыслим своего существования в отрыве от мирового информационного пространства. А это очень важный аспект формирования сознания человека, который сегодня ощущает себя не только гражданином своей страны, но и, в определенной степени, гражданином всего мира.

Новые качества, которые принесла в информационную сферу общества четвертая информационная революция, заключаются не только в том, что по новым коммуникационным сетям стали передаваться невиданные ранее объемы информации, но также и в том, что информационные коммуникации стали осуществляться с более высокой оперативностью. Любое событие, которое происходит сегодня на нашей планете, в течение нескольких часов может стать известным подавляющему большинству ее обитателей, где бы они ни находились. Именно поэтому мы все больше начинаем ощущать себя жителями единого общечеловеческого «дома» – планеты Земля. Таким образом информационная революция изменяет общественное сознание всего человечества, делает его все более глобальным.

Пятая информационная революция началась в 50-е годы XX века, т. е. с того времени, когда в социальной практике стали использоваться средства цифровой вычислительной техники. Применение этих средств для обработки научной, экономической и социальной информации кардинальным образом изменило возможности человека по активизации и эффективному использованию информационных ресурсов.

Особенно бурное развитие этот процесс получил в последние двадцать лет, когда были сконструированы и стали широко выпускаться промышленностью персональные ЭВМ. Их появление произвело подлинный переворот в информационной сфере общества, во многом изменило психологию и практику научной, педагогической и производственной деятельности людей.

Появление ЭВМ вызвало к жизни бурный рост новых информационных технологий, специально ориентированных на использование возможностей современной вычислительной техники и, в первую очередь, возможностей персональных ЭВМ. Возможности эти сегодня далеко не исчерпаны, и вполне вероятно, что в самом начале XXI века мы станем свидетелями появления новых высокоэффективных средств вычислительной техники, которые существенным образом повысят возможности человека по хранению, поиску, обработке и передаче информации.

Вполне вероятно, что появление и массовое распространение ПЭВМ с такими характеристиками существенным образом расширит сферу социального применения вычислительной техники, которая станет поистине персональной. Социальные последствия этого процесса сегодня еще очень сложно прогнозировать, но, без сомнения, они будут весьма впечатляющими.

Однако самое важное и принципиально новое качество, которое принесла человечеству пятая информационная революция, заключается в том, что впервые за всю историю развития цивилизации человек получил высокоэффективное средство для усиления своей интеллектуальной деятельности. Такого в истории еще никогда не было, и именно это должно поднять цивилизацию на качественно новую ступень развития.

Информатизация общества оказывает революционное воздействие на все сферы жизнедеятельности общества, кардинально изменяет условия жизни и деятельности людей, их культуру, стереотип поведения, образ мыслей. Именно поэтому разворачивающийся на наших глазах процесс информатизации общества следует квалифицировать как новую социотехническую революцию, информационную основу которой составляет шестая информационная революция, результатом которой станет формирование на нашей планете новой цивилизации – информационного общества.

Информационные революции всегда являлись теми критическими точками всемирной истории, после которых начинались качественно иные этапы развития цивилизации. Именно они являлись главными причинами появления и развития принципиально новых технологий, распространение которых приводило затем к радикальным изменениям и самого общества, которое переходило на новый уровень своего социально-экономического развития. Так было всегда, и так это происходит сегодня, когда человечество переживает очередную, шестую по счету, информационную революцию. В то же время сегодняшняя информационная революция имеет свои отличительные черты и особенности, которые, безусловно, заслуживают самого пристального и объективного научного анализа [28].

2.2. Информационная технология: многозначность понятия

Информационная деятельность – специфический вид человеческой (преимущественно интеллектуальной) деятельности, выделившейся в процессе исторического развития. Так, появление языка как средства хранения и передачи информации привело к обособлению группы старейшин и жрецов, которые являлись основными носителями и распространителями накопленных поколениями знаний об окружающей действительности; распространение письменности породило первую информационную «профессию» – писцов и переписчиков книг. Дальнейший прогресс человечества (по мере изобретения и развития книгопечатания, средств связи, электронно-вычислительной техники) неуклонно сопровождался расширением разнообразия, увеличением масштабов и ростом значимости информационной деятельности.

Информационная деятельность – это деятельность, обеспечивающая сбор, создание, обработку, организацию, хранение, поиск, распространение и использование информации.

Именно востребованная обществом информация (текстовая, числовая, графическая, звуковая, видео, анимационная) служит объектом и результатом информационной деятельности.

Информация (в ее социальном значении) воспринимаемые человеком и (или) специальными устройствами сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах.

Информация может существовать в форме сигнала (светового, звукового, электрического и др.), информационного сообщения (текстового, графического, речевого, визуального, аудиовизуального и др.), формализованных данных (символов, показателей, параметров и др.). Информация, зафиксированная на материальном носителе любым доступным человеку способом, является документированной (суть документом).

В процессе поиска, восприятия и усвоения информации человек осуществляет над ней некоторые действия – преобразования. Эти преобразования могут носить формальный характер (смена носителя информации, форматирование текста, тиражирование документа), либо касаться содержания информационного сообщения (перевод с иностранного языка, конспектирование лекции, редактирование текста, подготовка резюме, составление реферата). В зависимости от характера решаемых задач и квалификации исполнителя информационная деятельность может:

• являться основным видом профессиональной деятельности, осуществляться информационными работниками, обладающими специальной подготовкой, информационными знаниями и умениями;

• обеспечивать выполнение субъектом профессиональных функций, быть «включенной» в политическую, управленческую, научную, проектную, коммерческую, педагогическую и иную деятельность;

• осуществляться в режиме информационного самообслуживания – для удовлетворения учебных, самообразовательных, досуговых, бытовых и иных запросов.

Таким образом, в структуре информационной деятельности можно выделить две относительно самостоятельные сферы:

• информационное производство;

• информационное самообслуживание.

Сосредоточим свое внимание на информационном производстве, т. к. сфера информационного самообслуживания лежит за пределами изучаемого курса.

Информационное производство – область профессиональной деятельности по удовлетворению потребностей общества в информации путем ее создания, переработки, организации и распространения. Целью информационного производства является формирование информационного ресурса общества и организация доступа к нему.

Осознание значимости информационной деятельности в жизни человека и общества привело к формированию понятия «информационная технология». В русскоязычной научно-технической литературе оно получило распространение в середине 80-х гг. XX в. Первоначально его значение связывали исключительно с развитием компьютерных технологий, с разработкой автоматизированных информационных систем и программно-технического обеспечения. На рубеже 1990-х гг. это положение было закреплено в отечественных и международных стандартах группы «Информационная технология», регламентирующих создание и сопровождение автоматизированных информационных систем и программных средств. Однако постепенно пришло осознание необходимости распространения технологического подхода на все сферы информационного производства в целях обеспечения его эффективности, расширения номенклатуры и повышения качества производимых продуктов и услуг.

Оставаясь многозначным понятием, информационная технология может быть определена:

в прикладном значении (применительно к сфере информационного производства) – как способ производства информационных продуктов и услуг требуемого качества и количества с оптимальными для данных условий и времени затратами;

в расширительном толковании – как совокупность рациональных методов и средств информационной деятельности, обеспечивающих гарантированный результат.

На самом общем уровне технологические представления об информационном производстве можно выразить схемой (рис. 2).

Документированная информация.

Запросы пользователей

Производственный информационный процесс

Информационный продукт (информационная услуга)

Рис. 2. Общая схема информационного производства

К сфере информационного производства могут быть отнесены предприятия, учреждения, организации и службы, предметом деятельности которых является информация, а конечным продуктом – информационные продукты и услуги. Специфика данного производства заключается в том, что оно связано с созданием и доведением до потребителей интеллектуальных и духовных ценностей (информации, т. е. заключенных в ней смыслов и знаний).

Современному информационному производству присущи тенденции дифференциации (специализация на отдельных видах деятельности) и интеграции (создание многопрофильных информационных комплексов). Самостоятельный сектор информационной экономики составляют отрасли производства и реализации информационной продукции в печатной и электронной форме (издательское дело, рынок программных продуктов и баз данных [БД], средства массовой информации). Отдельные учреждения и социальные институты (библиотеки, архивы, копировально-множительные службы, книготорговые организации, учреждения связи и др.) специализируются преимущественно на информационном сервисе – удовлетворении информационных запросов потребителей. Причем доля услуг на мировом информационном рынке составляет более 60 % и неуклонно возрастает. Наконец, существуют информационные учреждения, которые производят собственную информационную продукцию и предоставляют на ее базе широкий спектр информационных услуг (органы НТИ, фирмы-агрегаторы БД, центры анализа информации, рекламные агентства, справочные службы и др.). Сочетание «производственных» и «сервисных» функций – еще одна особенность информационного производства.

Современное информационное производство опирается на солидную материальную базу. Техническое оснащение информационного производства обеспечивается развитой индустрией информационной техники: компьютеров, потребительской электроники, средств связи, офисного, полиграфического, коммуникационного оборудования, систем обеспечения бизнеса, управления, образования и т. п. Созданы предпосылки для перехода к индустриальным (применяемым в массовых масштабах, машинным) способам поиска, обработки и передачи информации. Обеспечить эффективное информационное взаимодействие людей, их доступ к мировым информационным ресурсам и удовлетворение потребностей в информационных продуктах и услугах призвана информационная индустрия.

Информационная индустрия отрасль экономики, связанная с созданием, переработкой, организацией и распространением всех видов информации, производством необходимых для этого программно-технических средств (табл. 2).

Таким образом, информационная индустрия является многономенклатурной отраслью экономики, которая производит:

• технические средства (компьютерная техника, телефоны, радиоприемники, магнитофоны, музыкальные центры, видео- и кинокамеры, телевизоры, плееры и др.);

• носители информации (дискеты, оптические диски, видео-, аудиоленты и др.);

• телекоммуникационное оборудование и сети (кабели, провода, спутники, линии передач, телекоммуникационные сети и др.);

• информацию в виде текстовых, графических, звуковых, аудиовизуальных, тактильных, мультимедийных документов и организованных информационных массивов (базы и банки данных, библиотечные и архивные фонды, документохранилиша, информационно-поисковые системы и т. п.);

• программное обеспечение, позволяющее пользователям манипулировать данными, получать доступ и работать с большими массивами информации;

• стандарты, межсетевые протоколы и соглашения, обеспечивающие унификацию информационного производства, взаимодействие между информационными системами и сетями, защиту информации от несанкционированного доступа, искажения или уничтожения.

Таблица 2

Информационная индустрия

Производственные отрасли

Сервисные отрасли

Производство информационной техники: проектирование, изготовление и реализация компьютеров и периферийного оборудования, средств связи; телекоммуникационного оборудования, потребительской электроники, аудиовизуальной техники, копировально-множительной техники; оргтехники и др.

Сервисное обслуживание информационной техники: монтаж, наладка, техническое обслуживание, ремонт, консультационные и посреднические услуги и др.

Производство программного обеспечения: проектирование, разработка, тестирование, тиражирование и реализация программных средств

Сервисное обслуживание программного обеспечения: установка, сопровождение, обучение пользователей, консультационные услуги, доработка в соответствии с пожеланиями заказчика и др.

Информационное производство: создание информационных продуктов различного содержания и назначения в учреждениях информационной сферы; создание и обработка информации в различных сферах управления, экономики, образования, культуры, искусства и др.

Информационный сервис: удовлетворение информационных запросов пользователей в библиотеках, архивах, музеях, справочных, консультационных информационных службах, услуги связи, защита информации от искажений и несанкционированного доступа и др.

Специалисты в области информационных технологий указывают на свойственную информационной индустрии тенденцию конвергенции – сближения различных технологий; объединения информационных рынков; интеграции таких отраслей информационной индустрии, как производство техники и оборудования, создание информационной продукции, предоставление информационных услуг. Конвергенция приводит к соединению содержания (печатной и аудиовизуальной продукции), инфраструктур (телевещание, телекоммуникации), технологий (информационно-коммуникационные, мультимедийные, информационно-образовательные), возможностей компьютеров по обработке, хранению и передаче информации и бытовой электроники.

В современной экономике информационная индустрия становится ведущей отраслью производства и сервиса, обеспечивающей своими продуктами и услугами другие сферы общественного разделения труда. Прирост национального дохода в развитых странах на 60 % обеспечивается новыми технологиями (информационным инновационным потенциалом), на 10 % – трудом, на 15 % – капиталом, на 15 % – природными ресурсами. Информационная индустрия – наиболее динамично развивающаяся отрасль мировой экономики: ее рост составляет 7–8 % в год [19, с. 17]. Увеличивается доля информационного сектора в структуре валового внутреннего продукта, возрастает удельный вес занятого в информационной сфере трудоспособного населения, формируется специализированный рынок информационной техники, программных средств, информационных продуктов и услуг. Происходящие в обществе технологические и экономические трансформации находят отражение в объеме и содержании понятия «информационная технология».

Информационная технология, согласно ГОСТ 7.0-99 «Информационно-библиотечная деятельность. Библиография», – совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологический комплекс, обеспечивающий сбор, создание, хранение, накопление, обработку, поиск, вывод, копирование, передачу и распространение информации.

Единство понятий «технология» и «информационная технология» заключается, прежде всего, в том, что в основе и той и другой лежит процесс, под которым понимается определенная совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. При этом любой технологический процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализовываться с помощью совокупности различных методов и средств.

Методами информационных технологий являются методы обработки и передачи информации.

Средства информационных технологий – это технические, программные, информационные и другие средства, при помощи которых реализуется информационная технология.

Современные информационные технологии имеют общие черты с промышленными. И это не только техническое оснащение, машинные способы производства, маркетинговые механизмы реализации продукции. Как и в промышленной, в информационной технологии различают вспомогательные (обеспечивающие основное производство) процессы: формирование ресурсной базы (приобретение документов, технических средств, оборудования и комплектующих, расходных материалов), транспортирование сырья и продукции (доставка документов, передача информации по коммуникационным каналам), хранение (складирование) сырья и продукции (хранение фондов, архивирование данных). Хотя основные информационные процессы весьма специфичны, для оценки их эффективности приемлемы некоторые промышленные показатели (трудоемкость, себестоимость, расход материалов и др.). Специфика информационной технологии проявляется в преимущественно интеллектуальном характере труда, многономенклатурности (разнообразии ассортимента производимой продукции и услуг), небольших (по сравнению с промышленностью) объемах продуктов и услуг одного наименования.

Принципиальное отличие информационной технологии от технологии материального производства состоит в том, что в первом случае технология не может быть непрерывной, т. к. она соединяет работу рутинного типа (анализ, оперативный учет) и творческую работу, пока не поддающуюся формализации (принятие управленческих решений). Во втором случае функция производства непрерывна и отражает строгую последовательность всех операций для выпуска продукции (технологический производственный процесс). Используемые в производственной сфере технологические понятия (норма, норматив и т. д.) могут быть в настоящее время распространены только на простейшие, рутинные операции над информацией.

В целом можно выделить основные особенности информационных технологий:

• целью информационного технологического процесса является получение информации;

• предметом технологического процесса (предметом обработки) являются данные;

• средства, которые осуществляют технологический процесс – это разнообразные вычислительные комплексы (программные, аппаратные, программно-аппаратные);

• процессы обработки данных разделяются на операции в соответствии с выбранной предметной областью;

• управляющие воздействия на процессы осуществляется руководящим составом организации;

• критериями оптимальности информационного технологического процесса являются своевременность доставки информации пользователям, ее надежность, достоверность и полнота.

Информационная технология направлена на целесообразное использование информационных ресурсов и снабжение ими всех элементов организационной структуры. Информационные ресурсы являются исходным «сырьем» для системы управления любой организации, учреждения, предприятия, а конечным продуктом является принятое решение. Принятие решения в большинстве случаев осуществляется в условиях недостатка информации, поэтому степень использования информационных ресурсов во многом определяет эффективность работы организации.

Таким образом, основная цель автоматизированной информационной технологии – получать посредством переработки первичных данных информацию нового качества, на основе которой вырабатываются оптимальные управленческие решения.

Основная цель информационной технологии достигается за счет:

• интеграции информации;

• обеспечения актуальности и непротиворечивости данных;

• использования современных технических средств для внедрения и функционирования качественно новых форм информационной поддержки деятельности аппарата управления.

Информационная технология справляется с существенным увеличением объемов перерабатываемой информации, ведет к сокращению сроков ее обработки и является наиболее важной составляющей процесса использования информационных ресурсов в управлении.

Автоматизированная информационная технология непосредственно связана с особенностями функционирования предприятия или организации.

Выбор стратегии организации автоматизированной информационной технологии определяется следующими факторами:

• областью функционирования предприятия или организации;

• типом предприятия или организации;

• производственно-хозяйственной или иной деятельностью;

• принятой моделью управления организацией или предприятием;

• новыми задачами в управлении;

• существующей информационной инфраструктурой и т. д.

В информационном и технологизированном обществе производство и потребление информации является важнейшим видом деятельности; возрастает значимость информационной составляющей в структуре ресурсного обеспечения различных сфер человеческой деятельности; информационные технологии и техника определяют прогрессивное развитие производственных и социальных процессов; информационная среда наряду с социальной и экологической становится новой средой обитания человека. Информационные технологии играют определяющую роль в обеспечении информационного взаимодействия между людьми; являются технологическим фундаментом интеллектуализации общества, развития системы образования и культуры, играют ключевую роль в процессах получения и накопления новых знаний.

2.3. Системная характеристика
информационной технологии

Информационная технология (ИТ) является сложной и комплексной системой, охватывающей разнообразный круг проблем, явлений, подходов и т. п. Поэтому для дальнейшего раскрытия сущности, состава, содержания и т. п. ИТ будем использовать принципы и методы системного подхода [6, 9, 37, 39].

Системный подход – это методология исследования, конструирования, прогнозирования систем разных типов и классов. Главным методологическим ядром системного подхода является система. Под системой будем понимать взаимосвязанную совокупность элементов преследующих общую для них цель.

Реализация системного подхода в описании ИТ предполагает использование принципа целостности, в соответствии с которым при системном подходе выделяются следующие аспекты или подходы [39].

Сущностный подход заключается в раскрытии сущности системы, качественной специфики, присущих ей системных качеств.

Выявление сущности системы наиболее сложный этап познания существенных признаков ИТ, которые отличают ее от других объектов и систем.

Начало широкого применения понятия ИТ в экономике, управлении и нформационной деятельности приходится на 60–70-е годы XX в. и связано с развитием компьютерных и телекоммуникационных принципов, методов и средств обработки информации, а в последние годы в связи развитием концепции информатизации общества. В эти годы приходит осмысление, что информация выступает как полноправный ресурс наряду с материальными, энергетическими, финансовыми и другими ресурсами [24, 20, 25].

В настоящее время особую актуальность имеет и продолжает развиваться высокими темпами информатика и ее составная часть – информационная технология.

Понятие ИТ является относительно новым в теории и практике информатики. Очевидно, что понятие ИТ является производным от понятий «информация» и «технология». В связи с этим будет уместно определиться с семантикой данных терминов, затем осмыслить понятие «информационная технология».

Большинство исследователей сходится на том, что семантика слова «технология» восходит к древней Греции, где techneобозначало искусство, мастерство, умение, а ... логия – науку. Основные определения термина «информационная технология» приведены в таблице 3.

Анализ приведенных определений понятия технология и информационная технология позволяет выделить ряд существенных признаков.

Процессный характер ИТ проявляется в том, что сущность технологии связана с преобразованием свойств, формы, содержания и т. п. информации, во-первых, и, во-вторых, с процессом организации ИТ.

Формализованный характер. ИТ представляется в различных формализованных формах: в виде проекта, алгоритмов и программ, различного рода математических моделей и др.

Ориентация на практику. Благодаря запросам практики информационные процессы стали реализовываться в форме технологий.

• Концентрация в себе научных знаний и опыта реализации информационных процессов.

Получение эффективности, достижение конечного результата – неотъемлемые характеристики ИТ. Главным критерием социальной эффективности ИТ выступает свободное время человека. ИТ обеспечивает экономию затрат труда, энергии, ресурсов.

• Обеспечение заданного пользователем уровня качества реализации информационных процессов.

По мнению специалистов, в определении ИТ подчеркивают широкий и узкий смысл понятия. В широком смысле ИТ – это наука, научная дисциплина о методах описания, разработки и создания информационных технологий. В узком смысле – это целенаправленная деятельность по реализации информационных процессов с помощью современных методов и средств, с одной стороны, с другой стороны, ИТ – это представленное в проектной форме концентрированное выражение научных знаний и практического опыта, т. е. не что иное, как технологическая документация, технологическая карта и т. п.

Следует отметить, что механический перенос понятия «технология» имеет положительные и отрицательные стороны. Положительное – широкое использование и популяризация этого термина в теории и практике информатики. Отрицательные стороны связаны с отождествлением материальной (вещественной) и идеальной (интеллектуальной) природы информации.

Второй важной составляющей понятия ИТ является понятие «информация». В последнее время термин «информация» приобретает все большую популярность и привлекает к себе внимание многих ученых и специалистов. Однако, несмотря на это, единый взгляд на познание сущности «информация» в настоящее время не выработан.

Рассмотрим основные свойства информации.

Сущностные свойства

Неотрывность информации от ее носителя. Носителем называют материальный объект, предназначенный для хранения и передачи информации. В социальной среде информация проявляется (функционирует) благодаря своим носителям (бумага, глина, пластмасса, металл и др.).

Языковая природа информации. Любая информация представлена на определенном языке (в неживой природе в качестве языка выступает структура).

Независимость информации от носителя и языка. Несмотря на то, что информация неотрывна от носителя и имеет языковую природу, смысл ее не изменяется при фиксировании на разные носители и используя различные языки.

Семантический характер – информация всегда несет определенное значение, смысл.

Дискретность информации проявляется в возможности представления ее различными способами.

Непрерывность информации – она состоит из определенных дискретных элементов, которые отражают ее семантическую сущность.

Таблица 3

 

Определение понятия «Информационная технология»

Определение

Источник

1

2

Технология (от греч. te^chneискусство, мастерство,   умение и ... логия), определяется как «совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, форм сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции. Задача технологии как науки – выявление физических, химических, механических и др. закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов».

Советский энциклопедический словарь [33]

«В широком смысле под технологией понимают науку о законах производства материальных благ, вкладывая в нее три основные части: идеологию, т. е. принципы производства; орудия труда, т. е. станки, машины, агрегаты; кадры, владеющие профессиональными навыками. Эти составляющие называют соответственно информационной, инструментальной и социальной ... технологию понимают в узком смысле как совокупность приемов и методов, определяющих последовательность действий для реализации производственного процесса».

Б.Я. Советов, с. 91–92

[32]

Под технологией я понимаю, вслед за Харви Бруксом и Дэниэлом Беллом, – «использование научного знания для определения способов изготовления вещей в воспроизводимой манере» В информационные технологии я включаю, как и все, сходящуюся совокупность технологий в микроэлектронике, создании вычислительной техники (машин и программного обеспечения), телекоммуникации/вещании и оптико-электронной промышленности.

Мануэль Кастельс. Информационная эпоха: экономика, общество и культура, 2000 [26]

Продолжение таблицы 3

1

2

Автоматизированная информационная технология (АИТ) – системно организованная для решения задач управления совокупность методов и средств реализации операций сбора, регистрации, передачи, накопления, поиска, обработки и защиты информации на базе применения развитого программного обеспечения, используемых средств вычислительной техники и связи, а также способов, с помощью которых информация предлагается клиентам.

Г.А. Титоренко, 1998,

с. 22–23 [25]

«...автоматизированная информационная технология состоит из технических устройств, чаще всего из компьютеров, коммуникационной техники, средств организационной техники, программного обеспечения, организационно-методических материалов, персонала, объединенных в технологическую цепочку. Эта цепочка обеспечивает сбор, передачу, накопление, хранение, обработку, использование и распространение информации.

Если рассматривать весь жизненный цикл информационной системы, то под автоматизированными информационными технологиями понимают совокупность методологий и технологий проектирования информационных систем, базовых программных, аппаратных и коммуникационных платформ, обеспечивающих весь жизненный цикл информационных систем и их отдельных компонентов от проектирования до утилизации».

В.В. Годин, И.К. Корнеев. Управление информационными ресурсами, с. 22 [12]

«Информационная технология – это, во-первых, совокупность процессов циркуляции и переработки информации и, во-вторых, описание этих процессов. Объектами переработки и циркуляции являются информация, данные. В качестве составных частей описаний могут выступать технологические маршруты и сценарии процессов переработки информации».

Ю.Г. Данилевский и др. [20]

Продолжение таблицы 3

1

2

ИТ – это «приемы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки, передачи и использования данных».

ГОСТ 34.003-90

«Информационная технология – это представленное в проектной форме (т. е. в формализованном виде, пригодном для практического использования) концентрированное выражение научных знаний и практического опыта, позволяющее рациональным образом организовать тот или иной достаточно часто повторяющийся информационный процесс. При этом достигается экономия затрат труда, энергии или материальных ресурсов, необходимых для реализации данного процесса.

Именно поэтому сегодня представляется исключительно актуальной и важной проблема формирования информационной технологии, как самостоятельной научной дисциплины о методах создания высокоэффективных информационных технологий (в обычном, узком понимании этого термина), т. е. своего рода теории и методологии проектирования информационных технологий».

К.К. Колин [27, 28]

Динамические свойства

Рост информации проявляется в увеличении ее объема через определенные промежутки времени.

Рассеяние информации – распределение ее по темам, источникам и т. п.

Старение информации – это снижение спроса на информацию через определенное время.

Бренность информации представляет физическое старение носителя информации.

Прагматические свойства

Актуальность – способность информации сохранять свою ценность.

Достоверность информации позволяет в наибольшей степени истинно отражать реальный объект, осуществлять передачу информации без искажения смысла.

Ценность информации проявляется в способности достигать поставленные цели наилучшим способом.

Полезность – пригодность к практическому использованию.

Защищенность информации – уровень несанкционированного использования. В техническом аспекте защищенность проявляется в недоступности информации, в социальном – конфиденциальности.

В социальной среде информация часто проявляется в форме сообщения, данных, семантической информации и знания.

Информация, предназначенная для передачи, называется сообщением. Сообщение представляется в виде знаков и символов на определенном языке и носителе.

Данные – это организованные по определенным правилам знаки (символы) для представления различных изменений состояний окружающей нас действительности. Представляя информацию в виде данных, потребитель не учитывает ее содержание (смысл).

Семантический аспект рассмотрения информации связывают с организацией данных, которые способны изменять состояние потребителя информации на осведомленное (информированное), т. е. несущее определенный смысл. Состояние потребителя информации характеризуется семантической структурой, которая называется тезаурусом. При получении информации тезаурус может изменяться, и степень этого изменения характеризует воспринятое количество информации. Такую информацию будем называть семантической информацией.

Интерпретация полученных данных, семантической информации предполагает использование познавательных процессов более высокого уровня – это анализ, синтез, систематизация, классификация и т. п., в результате которых наступает понимание и способность распространять его на различные ситуации. В этом случае принято говорить, что потребитель обладает знанием.

Таким образом, термин «информация» используется как обобщенное понятие, включающее различные формы ее проявления и функционирования – в виде сообщения и данных, сведений и семантической информации, знаний. Все они между собой тесно взаимосвязаны, и выделить их можно только условно. Поэтому в дальнейшем мы будем использовать термин информация в рассмотренном смысле.

Элементный аспект предполагает описание состава системы, количественную и качественную характеристику частей, компонентов, их координацию и субординацию, приоритетную (лидирующую) часть системы.

Рассмотрим общую модель ИТ, которая опирается на рассмотренную сущность и особенности ИТ и состоит из следующих подсистем. ИТ как наука и целенаправленная деятельность по переработке информации делится на технологическую и обеспечивающую части (см. рисунок 3).

Проблемы формирования ИТ как научной дисциплины разрабатывает профессор Института проблем информатики РАН К.К. Колин [27, 28].

Объектом исследований информационной технологии как научной дисциплины являются информационные технологии (в узком понимании этого термина), т. е. способы рациональной организации информационных процессов. Предметом исследований должны стать теоретические основы и методы создания информационных технологий, а также их проектирование и эффективная реализация [27].

К.К. Колин выделяет следующие первоочередные задачи теории ИТ:

• Разработка методов структуризации и классификации информационных технологий различного вида и назначения по их характерным признакам.

• Разработка критериев эффективности информационных технологий, методов их оптимизации и сравнительной количественной оценки.

• Определение перспективных направлений развития информационных технологий на ближайшие годы, а также научных методов, которые должны лежать в их основе.

• Определение принципов построения перспективных средств для реализации высокоэффективных информационных технологий нового поколения.

В технологическую подсистему входят компоненты, осуществляющие преобразования информации в соответствии с характеристиками разработанными теорией ИТ. Это объект преобразования (операнд) – данные, семантическая информация, знания, технологический принцип (способ) преобразования, действия над операндом, структура технологического информационного процесса, конечный результат (операнд с требуемыми свойствами).

ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

НАУКА

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ИТ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДСИСТЕМА

ТЕОРИЯ

МЕТОДОЛОГИЯ

Данные, семантическая информация, знания

Технологические

принципы и методы преобразования

Информационный ресурс, продукт

Средства обеспечения

Техсредства: аппаратные средства, оргтехника, телекоммуникации, компьютерные сети и др. Программное обеспечение. Информационное, правовое, кадровое, эргономическое и др. Организационно-методическое и др.

Рис. 3. Модель информационной технологии

Средства обеспечения ИТ представлены методами, техническими средствами (аппаратные средства ЭВМ, оргтехника и др.), алгоритмическими и программными средствами, информационным и методическим обеспечением, компьютерными сетями и телекоммуникациями, персоналом и др.

Интересный подход к пониманию сущности и основных элементов ИТ рассматривает Милан Желены в своей работе [24]. Наряду с программным и аппаратным обеспечением он выделяет интеллектуальное обеспечение, под которым понимает «...Цели и стремления, причина и обоснование применения или внедрения аппаратного и программного обеспечения определенным способом. Это «знаю что» и «знаю почему» технологии. То есть это определение того, что использовать или внедрять, когда, где и почему» [24, с. 83]. Данные части связаны между собой и образуют ядро ИТ. И далее: «Но есть еще четвертый, самый важный, аспект технологии ... Сеть поддержки технологий. Требующиеся физические, организационные, административные и культурные структуры: правила работы, правила постановки задач, содержание работ, стандарты и критерии, стили и культурные и организационные модели поведения ... Все четыре характеристики необходимы, если мы хотим дать определение технологии: технология – это единство находящихся во взаимодействии аппаратного, программного и интеллектуального обеспечения, встроенных в сеть отношений, которая требуется для их поддержки» [Там же, с. 83–84]. Структура ядра ИТ и сети поддержки представлена на рисунке 4.

интеллектуальное обеспечение

Аппаратное обеспечение

Программное обеспечение

Рис. 4 . Структура ИТ. Ядро технологии

Функциональный подход требует дать ответ на вопросы. Каковы внутренние и внешние функции? Как эти функции позволяют достигать цели системы? Какова активность, жизнедеятельность системы?

Определение функций системы предполагает установление ее цели. ИТ является целенаправленной системой. Основная цель ИТ состоит в формировании качественного информационного ресурса (новой информации, знаний), необходимого для повышения эффективности системы, в которой она функционирует. Декомпозиция общей цели позволяет построить дерево целей, которое отражает все направления реализации ИТ.

Для достижения целей ИТ необходимо выполнить определенные функции. Главными из них являются формирование концептуальной модели ИТ, преобразование данных, информации и знаний (сбор, обработка, хранение, передача, распространение и др.) и функции по обеспечению ИТ. Внешние функции реализуются для удовлетворения потребностей в качественных и эффективных ИР разнообразных элементов: государства, политической среды, социальной и производственной сферы, науки, экономики, технологии и др.

Структурный подход позволяет установить внутреннюю организацию системы, способы взаимосвязи элементов, компоненты в системе, ее структуры.

Выделенные функции закрепляются в структурах, которые представляют собой способы взаимодействия элементов в системе. Обобщенная структура ИТ представлена на рисунке 3. Функциональная структура технологического информационного процесса задается логикой реализации процедур преобразования информации и технологическими принципами. Конкретная ИТ должна вписываться в соответствующую организационную структуру управления ИС, технологическую систему.

Коммуникативный подход раскрывает вопросы взаимодействия системы с внешней средой путем определения материальных, энергетических и информационных связей. Данное свойство системы называют открытостью.

Свойство открытости ИТ проявляется во взаимодействии с внешней средой путем постоянного обмена с ней энергией, веществом и информацией. Здесь мы основное внимание обратим на информационный аспект, хотя материальный и энергетический обмен также играет не последнюю роль в функционировании и развитии технологии.

ИТ как открытая система имеет следующие характерные свойства. Первое, обладает свойством активности. Оно проявляется в целенаправленном взаимодействии с внешней средой для удовлетворения своих потребностей. Активность ИТ связана с наличием в ней целенаправленных и целеустремленных компонентов, главным элементом которого является персонал.

Возрастание активной роли ИТ связано с изменением характера развития внешней среды и с возрастающей сложностью взаимодействия с потребителем. ИТ (субъект) по воздействию на объект должна приводить его в то состояние, которое в наибольшей степени помогает достигать цели объекта, т. е. носить активный характер. Активность ИТ предполагает, прежде всего, расширение ее действий и функций в процессе своего функционирования и развития. Поэтому активность ИТ должна обладать определенной устойчивостью.

В ходе практической реализации поставленных целей ИТ необходимо управлять своей деятельностью, в соответствии с изменениями внешней среды. Следовательно, активность ИТ должна, прежде всего, быть направлена на познание закономерностей развития внешней среды для дальнейшего активного воздействия на нее.

Важным в использовании ИТ является учет свойства гомеостатичности, которое обеспечивает целостность системы в условиях постоянно меняющегося состояния внешней среды. Здесь следует указать на то, что при различных состояниях внешней среды существенные переменные системы остаются стабильными или изменяются в заданных пределах, тем самым обеспечивая равновесие с внешней средой. Такое состояние характеризует систему как целостность и не может быть приписано ни одной ее части (подсистеме).

В практическом плане свойство открытости ИТ реализовано в разработке концепции открытых ИС. Суть ее кратко сводится к следующему: каждая открытая ИС предназначена для решения двух задач (обработки и передачи данных) и состоит из двух частей – прикладные процессы, предназначенные для обработки данных и, в первую очередь, для удовлетворения потребностей пользователей; и область взаимодействия, обеспечивающая передачу данных между прикладными процессами, расположенными в различных системах. Главную роль в разработке открытых систем играет Международная организация по стандартизации (ISO). Она разрабатывает стандарты взаимодействия открытых систем (OSI).

Интегративный подход выявляет системообразующие факторы, механизмы обеспечения единства системы, ее целостности.

Исследуя проблему целостности, многие ученые придерживаются различных взглядов на понятие целостности. Первый подход к проблеме целостности связывают с наличием у системы новых свойств (неаддитивности, эмерджентности, интегральности и т. п.), не присущих ее элементам. Второй подход акцентирует внимание на автономности, цельности системы и противопоставленности внешней среде. В третьем подходе в качестве критерия целостности системы выделяют наличие определенной степени упорядоченности, организованности элементов системы, взаимосвязей и взаимодействий, определенной тесноты связей; наличие такого сочетания элементов (подсистем), свойств и связей системы, которое в наибольшей степени отвечает ее целям функционирования и развития. Здесь прослеживается тесная связь свойства целостности с организованностью системы. Четвертый подход объединяет первый и третий, вместе взятые [39].

В последнее время в связи с развитием функционального подхода в научном познании развивается взгляд на проблему целостности с этих позиций. Выделение функциональной целостности в познании систем – еще один шаг в изучении этой сложной проблемы, позволяющий учитывать свойство открытости. Рассматривая источник целостности систем, необходимо учитывать связи с внешней средой.

ИТ действительно обладает новыми свойствами, которые проявляются в результате ее функционирования и развития. Особый интерес представляет появление среди новых свойств таких, которые не присущи ни одному из элементов системы, т. е. интегральных (эмерджентных и т. п.) свойств. По мнению многих специалистов, причиной возникновения у системы интегральных свойств является наличие многообразных, устойчивых связей как внутри системы, так и с внешней средой. Именно связи составляют то новое скрытое слагаемое, которое отличает целое от суммы частей.

Новые свойства ИТ могут быть самыми разнообразными. Для целенаправленных систем (какой и является ИТ) важное значение имеет появление новых свойств, связанных с их целевым назначением, т. е. тех свойств, которые определяют ее качественную специфику. ИТ целостная система в процессе своего функционирования и развития способна на большее, чем каждый из ее изолированных элементов или подсистем. Такое новое свойство систем в теории организации получило название синергетического эффекта.

Итак, свойство целостности ИТ можно конкретизировать и выразить через систему связей между элементами и с внешней средой, с одной стороны, и интегративностью – с другой. Из теории систем известно, что наличие связей не является характерным признаком только систем. Для обеспечения целостности ИТ необходимо, чтобы связи между элементами носили устойчивый характер и среди них находились системообразующие связи. Роль системообразующих связей играют связи управления, организационные, функциональные, обратные, технологические и др.

Исторический подход описывает процессы возникновения системы, ее становления, функционирования, тенденции и перспективы развития.

Наибольший интерес для наших задач имеют этапы развития ИТ, связанные с развитием ЭВМ.

Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.

Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека как для профессиональной сферы, так и для бытовой [23].

Признак деления – вид задач и процессов обработки информации.

1-й этап (60–70-е гг.) – обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация операционных рутинных действий человека.

2-й этап (с 80-х гг.) – создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

Признак деления – проблемы, стоящие на пути информатизации общества.

1-й этап (до конца 60-х гг.) характеризуется проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.

2-й этап (до конца 70-х гг.) связывается с распространением ЭВМ серии IBM/360. Проблема этого этапа – отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств.

3-й этап (с начала 80-х гг.) – компьютер становится инструментом непрофессионального пользователя, а информационные системы – средством поддержки принятия его решений. Проблемы – максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде.

4-й этап (с начала 90-х гг.) – создание современной технологии межорганизационных связей и информационных систем. Проблемы этого этапа весьма многочисленны. Наиболее существенными из них являются:

• выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи;

• организация доступа к стратегической информации;

• организация защиты и безопасности информации.

2.4. свойства и основные направления развития
информационной технологии

Информационная технология предполагает умение грамотно работать с информацией, программными продуктами и вычислительной техникой. Эффективность функционирования информационной технологии определяется ее основными свойствами, представленными ниже.

1. Целесообразность – состоит в повышении эффективности производства за счет внедрения современных средств вычислительной техники, распределенных баз данных, различных вычислительных сетей, что позволяет обеспечить эффективную циркуляцию и переработку информации.

Функциональные компоненты – это конкретное содержание процессов циркуляции и обработки данных (информационная база ИТ).

Структура информационной технологии – это внутренняя организация, представляющая собой взаимосвязанные компоненты ИТ.

2. Наличие компонентов и структуры. В состав информационной технологии должны входить:

1) комплекс технических средств (КТС), состоящий из средств вычислительной, коммуникационной и организационной техники;

2) программные средства, состоящие из общего (системного), прикладного (программ для решения функциональных задач специалистов) и инструментального программного обеспечения (алгоритмических языков, систем программирования, языков спецификаций, технологии программирования и т. д.);

3) система организационно-методического обеспечения, включающая нормативно-методические и инструктивные материалы по организации работы управленческого и технического персонала конкретной ИТ.

3. Взаимодействие с внешней средой предполагает организацию взаимосвязи информационной технологии с объектами управления, внешними предприятиями, организациями, включая потребителей и поставщиков продукции, финансово-кредитные органы и т. д. Взаимодействие информационных технологий различных объектов организуется посредством программных и технических средств автоматизации.

4. Целостность. Информационная технология является целостной системой, способной решать задачи, не свойственные ни одному из ее компонентов.

5. Развитие во времени – это обеспечение динамичности развития информационной технологии, возможность ее модернизации и модификации, изменение структуры, включение новых компонентов, возможность решения новых задач и т. д.

Применение автоматизированных информационных технологий позволило представить в формализованном виде, пригодном для практического использования, концентрированное выражение научных знаний и практического опыта для реализации и организации социальных процессов. При этом предполагается экономия затрат труда, времени и других материальных ресурсов, необходимых для осуществления этих процессов. Поэтому автоматизированные информационные технологии играют важную стратегическую роль, которая постоянно возрастает. Можно выделить семь основных направлений, по которым информационная технология оказывает непосредственное влияние на развитие экономики и общества.

1. Информационные технологии позволяют активизировать и эффективно использовать информационные ресурсы общества, которые сегодня являются наиболее важным стратегическим фактором его развития.

Опыт показывает, что активизация, распространение и эффективное использование информационных ресурсов (научных знаний, открытий, изобретений, технологий, передового опыта) позволяют получить существенную экономию других видов ресурсов: сырья, энергии, полезных ископаемых, материалов и оборудования, людских ресурсов и т. д.

2. Информационные технологии позволяют оптимизировать и во многих случаях автоматизировать информационные процессы, которые в последние годы занимают все большее место в жизнедеятельности человеческого общества.

Общеизвестно, что развитие цивилизации происходит в направлении становления информационного общества, в котором объектами и результатами труда большинства занятого населения становятся уже не материальные ценности, а, главным образом, информация и научные знания. В настоящее время в большинстве развитых стран большая часть занятого населения в той или иной мере связана с процессами подготовки, хранения, обработки и передачи информации и поэтому вынуждена осваивать и практически использовать соответствующие этим процессам информационные технологии.

3. Информационные технологии выступают в качестве компонентов соответствующих производственных или социальных технологий.

Объясняется это тем, что информационные процессы являются важными элементами других более сложных производственных или же социальных процессов. При этом они, как правило, реализуют наиболее важные, «интеллектуальные» функции этих технологий. Характерными примерами являются системы автоматизированного проектирования промышленных изделий, гибкие автоматизированные и роботизированные производства, автоматизированные системы управления технологическими процессами и т. п.

4. Информационные технологии сегодня играют исключительно важную роль в обеспечении информационного взаимодействия между людьми, а также в системах подготовки и распространения массовой информации.

В дополнение к ставшим уже традиционными средствами связи (телефон, телеграф, радио и телевидение) в социальной сфере все более широко используются системы электронных телекоммуникаций, электронная почта, факсимильная передача информации и другие виды связи. Эти средства быстро ассимилируются культурой современного общества, так как они не только создают большие удобства, но и снимают многие производственные, социальные и бытовые проблемы, вызываемые процессами глобализации и интеграции мирового общества, расширением внутренних и международных экономических и культурных связей, миграцией населения и его все более динамичным перемещением по планете.

5. Информационные технологии занимают сегодня центральное место в процессе интеллектуализации общества, развития его системы образования и культуры.

Практически во всех развитых и во многих развивающихся странах компьютерная и телевизионная техника, учебные программы на оптических дисках и мультимедиатехнологии становятся привычными атрибутами не только высших учебных заведений, но и обычных школ системы начального и среднего образования. Использование обучающих информационных технологий оказалось весьма эффективным методом и для систем самообразования, продолженного обучения, а также для систем повышения квалификации и переподготовки кадров.

6. Информационные технологии играют в настоящее время ключевую роль также и в процессах получения и накопления новых знаний.

На смену традиционным методам информационной поддержки научных исследований путем накопления, классификации и распространения научно-технической информации приходят новые методы, основанные на использовании вновь открывающихся возможностей информационной поддержки фундаментальной и прикладной науки, которые предоставляют современные информационные технологии.

Современные методы получения и накопления знаний базируются на теории искусственного интеллекта, методах информационного моделирования, когнитивной компьютерной графики, позволяющих найти решения плохо формализуемых задач, а также задач с неполной информацией и нечеткими исходными данными.

7. Использование информационных технологий может оказать существенное содействие в решении глобальных проблем человечества и, прежде всего, проблем, связанных с необходимостью преодоления переживаемого мировым сообществом глобального кризиса цивилизации.

Именно методы информационного моделирования глобальных процессов, особенно в сочетании с методами космического информационного мониторинга, могут обеспечить уже сегодня возможность прогнозирования многих кризисных ситуаций в регионах повышенной социальной и политической напряженности, а также в районах экологического бедствия, в местах природных катастроф и крупных техногенных аварий, представляющих повышенную опасность для общества.

2.5. Компонентная структура информационной технологии

Информационная технология обладает всеми атрибутами технологии практической деятельности и характеризуется собственной целью, предметом, ресурсами, процессами и результатами. Поэтому ее можно использовать для системного описания информационного производства (рис. 5).

С технологической точки зрения информационное производство – это осуществляемое в определенных организационных условиях регламентированное воздействие исполнителя информационного процесса с помощью средств производства на исходную информацию (предмет труда) с целью получения новой информации (информационного продукта) или предоставления информационной услуги.

Специфическая цель информационной технологии – эффективное производство информационной продукции и рациональное использование информационных ресурсов в процессе удовлетворения информационных потребностей пользователей.

Информационная

технология

Цель производства

Информация, запросы

регламентирующая документация

информационные, технические работники

Информационные процессы

Производственная

структура

Ресурсы, средства производства

Информационные продукты, услуги

Рис. 5. Технологическая структура информационного производства

В качестве предметов информационной технологии (объектов преобразования) выступают информация (преимущественно документная) и запросы потребителей.

Номенклатура и содержание процессов информационной технологии информационной наукой и практикой однозначно не определены. В нормативно-правовых актах по вопросам информатизации, научной и учебной литературе к информационным чаще других причисляются процессы сбора, обработки, накопления (организации), хранения, поиска и распространения информации.

В структуре ресурсов информационной технологии определяющее значение имеют:

информационные ресурсы (документы, данные и организованные массивы документов и данных);

кадровые ресурсы (информационные специалисты, обеспечивающие проектирование, разработку и реализацию информационных процессов и контроль за их выполнением; технический персонал, реализующий техническое, хозяйственное, инфраструктурное сопровождение информационного производства и информационного сервиса);

материальные ресурсы (производственные здания, производственные линии, участки, информационно-телекоммуникационные системы, расходные средства и материалы);

финансовые ресурсы.

Информационная технология располагает специфическими обеспечивающими средствами, среди них:

технические (ЭВМ и периферийное оборудование, издательские комплексы, каналы и средства связи, организационная техника, транспортные средства и др.);

лингвистические – естественные и искусственные языки (информационно-поисковые, программирования, алгоритмизации, манипулирования данными и др.);

математические (модели реализации информационных процессов, принятия решений и др.);

программные (операционные системы, системы программирования, базовое и прикладное программное обеспечение).

Регламентирующая документация – совокупность организационных, нормативных, методических, технологических документов, предъявляющих требования к основным компонентам информационной технологии, обеспечивающих нормализацию информационного производства, его унификацию и стандартизацию.

Производственная структура – совокупность структурных подразделений информационного учреждения или информационной службы с указанием функциональных и технологических связей между ними.

Результатом информационной технологии выступают разнообразные по содержанию и форме информационные продукты и услуги (ИПУ).

Качественную специфику информационной технологии определяют следующие ее компоненты: виды и содержание информационных процессов, состав и структура ресурсной базы, номенклатура инструментальных (технических, программных, лингвистических) средств, способы организации производственного процесса.

2.6. Информационная технологическая система

От характеристики отдельных компонентов информационной технологии логично перейти к выявлению координационных и субординационных связей между ними. Это позволит построить технологическую модель информационной системы, установить характер и направленность ее внутренних и внешних связей (рис. 6). Подобная модель может служить графической иллюстрацией к определению информационной системы, установленному законом РФ «Об информации, информатизации и защите информации» [30].

Информационная система – организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.

Весьма абстрактная технологическая модель отражает различные виды протекающих в информационной системе процессов. К их числу относятся:

• собственно «производственные» процессы – технологические процессы и операции, результатом которых становится конечный «продукт» (информационный продукт или информационная услуга);

• управленческие процессы, включая регламентацию (нормативно-методическое обеспечение), регулирование, входной, текущий и итоговый контроль, оценку качества произведенного продукта, предоставленной услуги;

• обеспечивающие процессы – выбор (приобретение) необходимых информационной системе ресурсов и средств производства.

Подсистема нормативно-методического обеспечения

выходной контроль

входной контроль

Подсистема управления и контроля качества

ТОn

ТО2

ТО1

промежуточный продукт 2

промежуточный продукт 1

Информационный продукт, услуга

Документы/данные, запросы

Ресурсы

Средства

Рис. 6. Технологическая модель информационной системы

Информационная технологическая система, преобразующая документированную информацию в актуальные для пользователей информационные продукты и услуги, реализует стандартный набор функций (информационных процессов):

1) сбор исходной информации – основного «сырья» и ресурса информационной системы;

2) передача (транспортировка) информации с входа на выход информационной системы;

3) накопление и хранение информации в информационных массивах;

4) поиск информации по содержательным и формальным признакам;

5) отбор (отторжение, не отвечающей заданным критериям) информации;

6) структурирование (организация) информации в информационной системе и сетях коммуникации;

7) концентрация (свертывание) информации в потоке и массивах;

8) размножение информации путем ее копирования и тиражирования;

9) переработка (преобразование) исходной информации в соответствии с запросами и информационными потребностями пользователей.

Информационные системы имеют чрезвычайно широкий спектр применения в науке, промышленности, управлении, экономике, финансах, образовании, политике, искусстве, частной жизни. Современные информационные системы базируются на автоматизированных информационных технологиях. Различают следующие виды автоматизированных информационных систем:

• измерительные (информационно-измерительные – ИИС);

• вычислительные (информационно-вычислительные – ИВС);

• проектные (проектно-конструкторские – ПКС, системы автоматизированного проектирования – САПР);

• управленческие (управленческие информационные – УИС, автоматизированные системы управления производством – АСУП, автоматизированные системы управления технологическими процессами – АСУТП);

• исследовательские (автоматизированные системы научных исследований – АСНИ);

• связи (информационные системы связи – ИСС);

• справочные (справочные информационные – СИС);

• информационно-поисковые (ИПС);

• испытательные (автоматизированные системы контроля измерений – АСКИ);

• обучающие (ОИС, автоматизированные обучающие системы – АОС);

• прочие.

Многие современные информационные системы строятся по стандартам открытых систем (Open Systems InterconnectionOSI). Это обеспечивает реальную возможность взаимодействия с другими информационными системами. Подобные системы имеют распределенную структуру, позволяют переносить программное обеспечение и информационные ресурсы с одной программно-технической платформы на другую. Технология открытых систем решает проблему создания единого информационного пространства в любых территориальных границах.

В ряду информационных систем различного назначения для специалистов библиотечно-информационной сферы особый интерес представляют Интернет и электронные библиотеки.

Интернет – глобальная информационная система, объединяющая множество информационных сетей (межгосударственных, национальных, региональных, локальных) каналами связи и едиными для всех ее участников правилами доступа к информации и организации ее использования. Эти правила определяются протоколом передачи данных в Интернет TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Верхний уровень структуры Интернета составляет система опорных сетей, как правило, имеющих континентальный и межгосударственный статус. Средний уровень представлен региональными сетями, которые присоединяют к опорной сети информационные ресурсы регионов. Местный (локальный) уровень образуют сети различных организаций, корпораций, университетов, библиотек и т. п., подключенные к региональным сетям, обеспечивающим, в свою очередь, доступ к опорным сетям.

Пользователь, подключенный к Интернету посредством телефонной линии (через модем), через кабельную сеть телевидения, радиоканал или спутниковую связь, получает доступ к сервисам глобальной сети, это:

• электронная почта (E-mail) – оперативный обмен сообщениями по телекоммуникационным каналам, скорость пересылки писем и иных сообщений (вложенных файлов) составляет в среднем несколько минут;

• списки рассылки (Mailing Lists) – рассылка сообщений (информационных, рекламных, учебных, справочных) всем подписчикам за счет объединения по одним адресом электронной почты адресов многих пользователей;

• телеконференции (Usenet) – пересылка сообщений, сгруппированных по определенному признаку (теме телеконференции) по принципу «от одного ко многим», для обмена новостями и мнениями, проведения дискуссий; каждый подписчик имеет возможность обратиться к интересующему его разделу и получать все поступающие туда новости или посылать свою информацию;

FTP (File Transfer Protocol) – доступ к файлам в файловых архивах, пересылка файлов большого объема, хранящихся в удаленных компьютерных системах; метод передачи файлов и одно из базовых приложений Интернета, предназначенное для обмена данными между персональными компьютерами;

WWW – (World Wide Web) служба прямого доступа, позволяющая интерактивно взаимодействовать с представленной на Web-серверах информацией;

• служба IRC (Internet Relay Chat) – система разговорных комнат Интернета для ведения текстовых переговоров в режиме реального времени;

IР-телефония – компьютерная телефония, обеспечивающая все виды телефонной связи, включая сотовую, факсимильную, пейджерную, соединение осуществляется через Интернет посредством использования IР-адресов;

• услуги поиска информации, реализуемые посредством: а) указания конкретного адреса web-страницы, на которой расположен необходимый пользователю ресурс; б) использования поисковых машин и каталогов Интернета (тематический поиск, поиск по произвольно сформулированному запросу с выдачей списка адресов web-страниц, содержащих, «по мнению» поисковой системы, запрошенную пользователем информацию) и др.

Электронная библиотека – это распределенная информационная система, позволяющая формировать, хранить и эффективно использовать разнородные коллекции электронных документов, предоставляя доступ к ним через глобальные сети передачи данных в удобном для пользователя виде. Авторитетный специалист в области электронных библиотек В. Армс [3] к их отличительным особенностям и «потенциальным преимуществам» относит следующие:

• появляется реальная возможность доставлять информацию непосредственно на рабочий стол пользователя;

• компьютерные технологии расширяют возможности поиска и обработки информации;

• размещение цифровой информации в сети делает ее доступной для неограниченного круга пользователей;

• облегчается процесс актуализации информации;

• снимаются временные ограничения на использование информации («двери цифровой библиотеки открыты всегда»);

• происходит диверсификации видов и способов доступа к информации;

• в перспективе возможна эволюция электронных библиотек в направлении нетрадиционных информационных сервисов: превращение их из статических хранилищ (репозиториев) электронных документов в информационно-телекоммуникационные центры, обеспечивающие обмен идеями и реализацию корпоративных проектов.

Современные информационные системы ориентированы на массового пользователя, не обладающего высокой квалификацией в области программирования и компьютерной техники. Как правило, они обладают простым, удобным, легко осваиваемым интерфейсом, комфортны в эксплуатации, предоставляют пользователю широкие возможности доступа к информации.

Контрольные вопросы

  1.  Какое влияние информационные революции оказывали на развитие информационных технологий?
  2.  Каково соотношение понятий «информационная деятельность», «информационное производство», «информационная технология»?
  3.  Какие существенные признаки информационной технологии отличают ее от других объектов и систем?
  4.  Каковы основные свойства и направления развития информационных технологий?
  5.  Какова связь между компонентной структурой информационной технологии и технологической моделью информационной системы?


Глава 3

КЛАССИФИКАЦИЯ ИнформационнЫХ технологиЙ

3.1. Классификация ИТ по признаку сферы применения

Информационные технологии (ИТ), позволяя интенсифицировать информационные процессы, повысить эффективность использования накопленных обществом информационных ресурсов, обеспечивают себе устойчивое и динамичное развитие. Они интегрируют достижения фундаментальных и прикладных наук (математика, кибернетика, программирование, информатика, лингвистика, психология, эргономика и др.), инженерного знания (в области компьютерной техники, коммуникационных систем, средств связи), образования (педагогические технологии, дистанционное обучение), искусства (анимация, видеокультура, живопись, дизайн).

Свободный доступ к информации составляет основу демократического общества, а современные технологические достижения обеспечивают условия информационного взаимодействия между людьми. Информационные технологии предоставляют неизвестные ранее возможности дистанционного обучения, медицинского обслуживания, финансовых расчетов, электронной и телевизионной торговли, работы на дому, обеспечивая качественно новый образ жизни. Они играют ключевую роль в процессах государственного управления, получения и накопления новых знаний, интеллектуализации общества, развитии системы образования и культуры, в решении глобальных проблем и локальных кризисов.

Многообразие информационных технологий и сфер их практического приложения порождают потребность в разработке теоретических и эмпирических классификаций. В качестве оснований эмпирических классификаций информационных технологий специалисты используют различные признаки: сфера применения; вид информации и способ ее обработки; характер информационных процессов и способ их реализации; вид носителя информации; контингент и уровень подготовки пользователей; степень унификации технологических решений; уровень интеграции и др.

По признаку сферы применения принято различать базовые, прикладные и специальные информационные технологии.

Базовые информационные технологии – технологии, использующие универсальные методы работы с информацией, применимые в различных сферах деятельности.

Базовые информационные технологам представляют собой наиболее эффективные способы организации отдельных фрагментов тех или иных информационных процессов, связанных с преобразованием, хранением или же передачей определенных видов информации.

Информационные технологии базового типа могут быть классифицированы относительно классов задач, на которые они ориентированы. Базовые технологии базируются на совершенно разных платформах, что обусловлено различием видов компьютеров и программных сред, поэтому при их объединении на основе предметной технологии возникает проблема системной интеграции. Она заключается в необходимости приведения различных ИТ к единому стандартному интерфейсу.

Примерами таких технологий могут быть технологии сжатия информации, ее кодирования и декодирования, распознавания образов и т. п.

Характерным признаком базовых информационных технологий является то, что они не предназначены для непосредственной реализации конкретных информационных процессов, а являются лишь теми базовыми их компонентами, на основе которых и проектируются затем прикладные информационные технологии.

Таким образом, главная цель базовых информационных технологий заключается в достижении максимальной эффективности в реализации некоторого фрагмента, информационного процесса на основе использования последних достижений фундаментальной науки. Именно поэтому базовые информационные технологии и являются главной частью объекта исследований информационной технологии как науки.

К базовым ИТ специалисты относят:

• технологии баз данных;

• гипертекстовые технологии;

• мультимедийные технологии;

• технологии программирования;

• телекоммуникационные технологии;

• геоинформационные технологии;

• технологии искусственного интеллекта;

• технологии защиты информации и др.

Технологии баз данных – технологии проектирования, ведения и эксплуатации баз данных (БД) различного содержания и назначения. БД – это реализованный компьютерными средствами информационный продукт, содержащий организованные по определенным правилам данные, поддающиеся автоматизированной обработке. Проектирование базы данных предполагает разработку ее концептуальной, логической, физической моделей. На этапе концептуального проектирования осуществляется сбор, анализ и корректировка требований, предъявляемых потенциальными пользователями к данным. В ходе логического проектирования требования к данным преобразуются в структуры, согласованные с выбранными средствами программного обеспечения, системой управления базами данных. В процессе физического проектирования задается производительность системы, определяются структуры хранения данных и методы доступа к ним. Процесс ведения БД предполагает разработку программы ввода данных, непосредственный ввод данных и контроль вводимых данных. Процесс эксплуатации БД включает манипулирование данными (поиск, обработка, преобразование, удаление) и администрирование БД – поддержание в актуальном для пользователя состоянии (обеспечение целостности, регламентация доступа, регулирование производительности).

Гипертекстовые технологии (от греч. hyperнад, сверх, выше нормы) – технологии нелинейной организации текстовой информации в виде множества фрагментов текста (тезисов, информационных единиц, узлов) с явно указанными ассоциативными отношениями (дугами, ссылками, гиперсвязями) между ними. Гипертекст может быть реализован в печатной и электронной форме. Основная идея гипертекста заключается в том, что поиск информации ведется не только по ключевым словам, но и с учетом множества взаимосвязей между поисковыми признаками в конкретном документе и других документах гипертекстовой системы. Это обеспечивает большую эффективность поиска. Электронный гипертекст имеет характер открытой, свободно наращиваемой и изменяемой сети. Создание гипертекста состоит, главным образом, в формировании системы переходов от узла к узлу (системы гиперссылок). Эту работу может осуществлять разработчик или пользователь. Множественность ассоциативных связей между отдельными информационными единицами позволяет осуществлять просмотр гипертекста (броузинг) в любом направлении (а не только слева направо, сверху вниз). Свобода перемещения (навигации) по тексту, отсутствие жестко заданного формата данных, возможность пополнения и редактирования информации без нарушения структуры массива – очевидные преимущества гипертекстовых систем по сравнению с традиционными базами данных. Гипертекстовые технологии лежат в основе построения глобальной сети Интернет (сервиса World Wide Web), формирования и развития гипермедийных технологий.

Мультимедийные технологии (от англ. multimediaмногие среды, сочетание многих средств) – компьютерные технологии, обеспечивающие возможность создания, хранения и использования различной по характеру информации (текст, звук, графика, фото, видео, анимация, запахи) в однородном цифровом представлении. Атрибутивные признаки мультимедийных технологий: формирование многокомпонентной информационной среды; обеспечение надежного и долговечного хранения больших объемов информации; простота переработки и использования информации; интерактивность – возможность произвольного или контролируемого управления мультимедийной информацией в режиме диалога. Основные компоненты мультимедиа: носители мультимедийной информации (CD-ROM, DVD и др.); аппаратные средства и оборудование (персональный компьютер, дисководы CD-ROM или DVD, звуковая карта, видеокарта, стереофоническая система и др.); программные средства (мультимедийные приложения); методы создания, переработки, хранения, передачи, предоставления и использования мультимедийной информации; мультимедийные информационные продукты (электронные энциклопедии, интерактивные обучающие курсы, компьютерные игры, Интернет-приложения, тренажеры, средства торговой рекламы, электронные презентации и др.).

Технологии программирования – технологии разработки, эксплуатации и сопровождения компьютерных программ. Жизненный цикл программного продукта, независимо от языка и технологии программирования, четко регламентирован на уровне государственных и международных стандартов (определены стадии, этапы и содержание работ). Так, например, технология разработки программных средств складывается из стадий: техническое задание, эскизный проект, технический проект, рабочий проект, внедрение. Техническое задание определяет общие требования к программе, определяет стадии, этапы и сроки ее разработки, обосновывает выбор языков программирования, целесообразность применения ранее разработанных программ и т. п. Эскизный проект содержит предварительное описание структуры входных и выходных данных, методов и алгоритма решения задачи, технико-экономическое обоснование проекта. Технический проект предъявляет требования к структуре и формам представления входных и выходных данных, утверждает алгоритм решения задачи и структур программы, определяет семантики и синтаксис языка программирования, состав и конфигурацию технических средств. Рабочий проект включает программирование и отладку программы, разработку программных документов, испытание программы и ее корректировку по результатам испытаний.

В современной информационной практике получили распространение СASE-технологип (Computer-Aided Software Engineering) – технологии автоматизированной разработки программного обеспечения и информационных систем. СASE –технологии позволяют автоматизировать ряд функций на различных этапах проектирования и реализации информационных систем, в их числе: анализ предметной области, формулировка требований к системе, проектирование прикладных программ (приложений) и баз данных, тестирование, документирование разработки, поддержка программного обеспечения на стадии эксплуатации, обеспечение качества, управление проектом и т. д.

Телекоммуникационные технологии (от англ. telecommunication – дальняя связь) – технологии дистанционной связи, передачи аудиальной и визуальной информации на расстояние с помощью технических средств (телеграф, телефон, факс, радио, телевидение, компьютер и др.). В последнее время особую группу средств и способов связи составляют компьютерные телекоммуникации, обеспечивающие возможность взаимодействия в информационных сетях на основе единых правил (протоколов). Компьютерные телекоммуникации могут быть реализованы в реальном времени – синхронная связь (непосредственное общение абонентов в чате, в ходе видеоконференции, телеконференции и т. п.) и в отложенном времени – асинхронная связь (электронная почта, списки рассылки, форумы и др.). Разнообразен ассортимент информационных телекоммуникационных услуг, это: передача данных, передача факсимильной информации, передача речевой информации, передача видеоизображений, электронная почта, служба новостей и конференций, доступ к файлам, доступ к документам, удаленная обработка данных и др.

Геоинформационные технологии – информационные технологии, обеспечивающие работу с данными о пространственно распределенных объектах, процессах, явлениях и событиях. Они обеспечивают сбор геоданных, их обработку, визуальное (двухмерное и трехмерное) представление, формирование геоинформационных систем, моделирование геопроцессов, обслуживание потребностей экономики, транспорта, сельского и городского хозяйства, решение научных, военных, экологических и иных задач. Геоинформационные технологии активно используются в картографии (создание электронных многослойных карт), управлении природными ресурсами и землеустройстве (разработка земельных, водных, лесных кадастров), космических исследованиях (обработка аэрокосмических фотоснимков), геологии и сейсмологии (моделирование возможных изменений горно-геологических условий, прогноз сейсмоактивности) и т. п.

Технологии искусственного интеллекта – технологии разработки и эксплуатации информационных систем, способных накапливать, классифицировать и оценивать знания об окружающем мире; пополнять и обобщать знания с помощью логического вывода; общаться с человеком на языке, приближенном к естественному, оказывать ему помощь за счет хранящихся в памяти знаний и логических средств рассуждений. Различают следующие виды интеллектуальных информационных систем: информационно-поисковые, экспертные, расчетно-логические, диагностические, мониторинговые, обучающие, проектирующие и др. Ядро интеллектуальной системы составляет база знаний – набор фактов, описывающих предметную область, и правил их логической (автоматизированной) обработки, позволяющих делать выводы, отсутствующие в базе в явном виде. База знаний включает в качестве подсистем: базу фактов (данных), базу правил, базу процедур (прикладных программ), базу закономерностей, базу метазнаний (знаний о самой системе), базу целей (сценариев обработки информации), систему управления базами знаний.

Наиболее распространенным классом интеллектуальных систем являются экспертные системы, воспроизводящие деятельность эксперта (консультанта) в определенной предметной области. Технология разработки экспертной системы складывается из следующих этапов: идентификация – определение цели разработки, подлежащих решению задач, выявление ресурсов, экспертов и категорий пользователей; концептуализация – содержательный анализ проблемной области, выявление базовых понятий и их взаимосвязей, определение методов решения задач; формализация – выбор способов представления всех видов знаний и их интерпретации, формализация основных понятий, моделирование работы системы; наполнение базы знаний – разработка прототипа экспертной системы, получение знаний от эксперта, организация знаний, представление знаний в понятном системе виде; тестирование – проверка экспертом и инженером знаний компетентности экспертной системы; опытная эксплуатация – проверка пригодности системы для конечных пользователей, в случае необходимости – модификация системы.

В процессе эксплуатации проблемы ставятся перед системой в виде совокупности фактов, описывающих некоторую ситуацию, и система с помощью базы знаний пытается вывести заключение из этих фактов. Функционирование системы описывается циклическим алгоритмом: выбор (запрос) данных или результатов анализа, наблюдение, интерпретация результатов, усвоение новой информации, выдвижение временных гипотез, выбор следующей порции данных или результатов анализа. Такой процесс продолжается до тех пор, пока не поступит информация, достаточная для окончательного заключения. Экспертная система ориентирована на решение следующих типов задач: интерпретация фактов, символов и сигналов; диагностика состояния объекта; предсказание последствий наблюдаемых ситуаций; конструирование объекта с заданными свойствами при соблюдении установленных ограничений; планирование действий, приводящих к желаемому состоянию объекта; наблюдение за изменяющимся состоянием объекта и сравнение его показателей с установленными или желаемыми; выработка управленческих решений для достижения желаемого состояния (поведения) объекта.

Технологии защиты информации – технологии, обеспечивающие защиту информационных продуктов (информационных массивов, документов, программ, баз, банков данных и т. п.) от несанкционированного использования, искажения или уничтожения. Для целей обеспечения информационной безопасности используют различные аппаратные, программные средства и технологические решения.

Прикладные информационные технологии – технологии, реализующие адаптированные к конкретным областям применения типовые способы работы с информацией. Примерами прикладных ИТ могут служить:

• ИТ в управлении;

• ИТ в промышленном производстве;

• ИТ в торговле;

• ИТ в образовании;

• ИТ в медицине и др.

В этих сферах приложения информационных технологий информация (данные, информационные сообщения, информационные продукты) выступает в качестве ресурса, средства, регламента или промежуточного продукта деятельности, но не является его конечным продуктом.

Основная задача прикладных информационных технологий – рациональная организация того или иного вполне конкретного информационного процесса. Осуществляется это путем адаптации к данному конкретному применению одной или нескольких базовых информационных технологий, позволяющих наилучшим образом реализовать отдельные фрагменты этого процесса. Поэтому основными научными проблемами в области исследования прикладных информационных технологий можно считать следующие:

  1.  Разработка методов анализа, синтеза и оптимизации прикладных информационных технологии.
  2.  Создание теории проектирования информационных технологий различного вида и практического назначения.
  3.  Создание методологии сравнительной количественной оценки различных вариантов построения информационных технологий.
  4.  Разработка требований к аппаратно-программным средствам автоматизации процессов реализации информационных технологий.

Например, работа сотрудника кредитного отдела банка с использованием ЭВМ обязательно предполагает применение совокупности банковских технологий оценки кредитоспособности ссудозаемщика, формирования кредитного договора и срочных обязательств, расчета графика платежей и других технологий, реализованных в какой-либо информационной технологии: СУБД, текстовом процессоре и т. д. Трансформация обеспечивающей информационной технологии в чистом виде в функциональную (модификация некоторого общеупотребительного инструментария в специальный) может быть сделана как специалистом-проектировщиком, так и самим пользователем. Это зависит от того, насколько сложна такая трансформация, т. е. от того, насколько она доступна самому пользователю. Эти возможности все более и более расширяются, поскольку обеспечивающие технологии год от года становятся дружественнее.

Другим примером прикладной информационной технологии может служить технология ввода в ЭВМ речевой информации. С технологической точки зрения весь информационный процесс здесь разделяется на несколько последовательных этапов, на каждом из которых используется своя базовая технология. Такими этапами в данном случае являются:

  1.  Аналого-цифровое преобразование речевого сигнала и ввод полученной цифровой информации в память ЭВМ. Базовой технологией здесь является аналого-цифровое преобразование, а реализуется эта технология, как правило, аппаратным способом при помощи специальных электронных устройств, характеристики которых заранее оптимизированы и хорошо известны проектировщикам.
  2.  Выделение в составе цифровой речевой информации отдельных фонем того языка, на котором произносилась речь, и отождествление их с типовыми «образами» этих фонем, хранящимися в памяти вычислительной системы. Базовой технологией здесь является технология распознавания образов.
  3.  Преобразование речевой информации в текстовую форму и осуществление процедур ее морфологического и синтаксического контроля. Базовыми технологиями здесь являются процедуры морфологического и синтаксического контроля текста, сформированного на основе анализа речевой информации, и внесение в него необходимых корректур, связанных с исправлением ошибок.

Приведенный выше пример достаточно наглядно иллюстрирует принцип формирования прикладной технологии путем адаптации ряда заранее отработанных базовых технологий, необходимых для реализации данного информационного процесса. Этот подход не только дает большую экономию времени для разработчиков прикладных информационных технологий, но также и в значительной степени гарантирует их достаточно высокую эффективность в тех случаях, когда используются передовые и хорошо отработанные базовые технологии.

Специальные (предметные) информационные технологии – технологии, специфичные для конкретных сфер информационного производства, например:

• библиотечные технологии;

• библиографические технологии;

• архивные технологии;

• издательские технологии;

• рекламные технологии;

• офисные технологии;

• научно-аналитические технологии и др.

В этих технологиях информация выступает не только в качестве предмета труда и его промежуточных результатов, но и конечного продукта деятельности. Названные отрасли специализируются именно на удовлетворении потребностей общества в информации (производстве информационных продуктов и предоставлении информационных услуг).

Предметная ИТ – набор программных средств для реализации типовых задач или процессов в определенной области. Например, пакет 1 С-Бухгалтерия.

Распределенная функциональная ИТ применяется, когда при решении задачи ее функции выполняются несколькими работниками на нескольких рабочих местах, причем каждый работник выполняет одну или несколько функций на одном рабочем месте.

3.2. Классификация ИТ по назначению
и характеру использования

По назначению выделяют следующие два основных класса информационных технологий (рис. 7):

• обеспечивающие информационные технологии;

• функциональные информационные технологии.

Информационные технологии

Обеспечивающие

Функциональные

• технологии текстовой обработки;

• мультимедиа технологии;

• технологии работы с базами данных;

• технологии распознания символов;

• телекоммуникационные технологии;

технологии искусственного интеллекта; и др.

• офисные технологии;

• финансовые технологии;

• ИТ в образовании;

• ИТ автоматизированного проектирования;

и др.

Рис. 7. Классификация ИТ по назначению и характеру

использования

Обеспечивающие информационные технологии (ОИТ) – это технологии обработки информации, которые могут использоваться как инструменты в различных предметных областях для решения специализированных задач. Они представляют собой способы организации отдельных технологических операций информационных процессов и связаны с представлением, преобразованием, хранением, обработкой или передачей определенных видов информации.

К ним относятся технологии текстовой обработки, технологии работы с базами данных, мультимедиа технологии, технологии распознавания символов, телекоммуникационные технологии, технологии защиты информации, технологии разработки программного обеспечения и т. д.

ОИТ реализуют основные процессы переработки информации – ИТ сбора, обработки, поиска, обмена и т. д. Иногда их называют базовыми ИТ или инструментарием для разработки предметных ИТ. Современные ОИТ, как правило, включают: программно-аппаратные средства ЭВМ, БД, компьютерные сети и телекоммуникации и др. ОИТ основаны на различных платформах, поэтому при интеграции в предметную технологию, например, банковскую возникает проблема системной интеграции, которая решается путем приведения различных ИТ к единому интерфейсу.

Функциональные информационные технологии – это технологии, реализующие типовые процедуры обработки информации в определенной предметной области. Они строятся на основе обеспечивающих информационных технологий и направлены на обеспечение автоматизированного решения задач специалистов данной области. Модификация обеспечивающих технологий в функциональную может быть сделана как профессиональным разработчиком, так и самим пользователем, что зависит от квалификации пользователя и от сложности модификации.

К функциональным информационным технологиям относятся офисные технологии, финансовые технологии, информационные технологии в образовании, в промышленности, корпоративные информационные технологии, информационные технологии автоматизированного проектирования и т. д.

3.3. Классификация ИТ по пользовательскому интерфейсу

Информационные технологии можно рассматривать с точки зрения пользовательского интерфейса, т. е. возможностей доступа пользователя к информационным и вычислительным ресурсам в процессе обработки информации.

Набор приемов взаимодействия пользователя с приложением называют пользовательским интерфейсом. Под приложением понимается пакет прикладных программ для определенной области применения и потребления информации.

Пользовательский интерфейс включает три понятия: общение приложения с пользователем, общение пользователя с приложением и язык общения, который определяется разработчиком программного приложения.

Свойствами интерфейса являются конкретность и наглядность. Одной из важных функций интерфейса является формирование у пользователя одинаковой реакции на одинаковые действия приложений, их согласованность. Согласование должно быть выполнено по трем аспектам:

  1.   физическом, который относится к техническим средствам;
  2.   синтаксическом, который относится к последовательности и порядку появления элементов на экране (язык общения) и последовательности запросов (язык действий);
  3.   семантическом, который относится к значениям элементов, составляющих интерфейс.

Согласованность интерфейса экономит время пользователя и разработчика. Для пользователя уменьшается время изучения, а затем использования системы, сокращается число ошибок, появляется чувство комфортности и уверенности. Разработчику согласованный интерфейс позволяет выделить общие блоки, стандартизировать отдельные элементы и правила взаимодействия с ними, сократить время проектирования новой системы.

Пользовательский интерфейс зависит от интерфейса, обеспечиваемого операционной системой.

Классификация ИТ по типу пользовательского интерфейса (рис. 8) позволяет говорить о системном и прикладном интерфейсе. И если последний связан реализацией некоторых функциональных ИТ, то системный интерфейс – это набор приемов взаимодействия с компьютером, который реализуется операционной системой или ее надстройкой. Современные операционные системы поддерживают командный, WIMP- и SILK-интерфейсы. В настоящее время поставлена проблема создания общественного интерфейса (social interface).

Командный интерфейс – самый простой. Он обеспечивает выдачу на экран системного приглашения для ввода команды. Например, в операционной системе MS-DOS приглашение выглядит как С:\>, а в операционной системе UNIX – это обычно знак доллара.

WIMP-интерфейс расшифровывается как Windows (окно) Image (образ) Menu (меню) Pointer (указатель). На экране высвечивается окно, содержащее образы программ и меню действий. Для выбора одного из них используется указатель.

SILK-интерфейс расшифровывается – Spich (речь) Image (образ) Language (язык) Knowledge (знание). При использовании SILK-интерфейса на экране по речевой команде происходит перемещение от одних поисковых образов к другим по смысловым семантическим связям.

Общественный интерфейс будет включать в себя лучшие решения WIMP- и SILK-интерфейсов. Предполагается, что при использовании общественного интерфейса, не нужно будет разбираться в меню. Экранные образы однозначно закажут дальнейший путь. Перемещение от одних поисковых образов к другим будет проходить по смысловым семантическим связям.

пользовательский интерфейс

командный

WIMP

SILK

Однопрограммная ОС

(MS DOS)

Многопрограммная ОС (UNIX, OS/2, WINDOWS)

Многопользовательская ОС

(сетевые ОС)

Пакетная

технология

Диалоговая

технология

Сетевая

технология

Рис. 8. Классификация ИТ по пользовательскому интерфейсу

По этому признаку выделяют (рис. 8):

• пакетные информационные технологии;

• диалоговые информационные технологии;

• сетевые информационные технологии.

Пакетные информационные технологии характеризуются тем, что операции по обработке информации производятся в заранее определенной последовательности и не требуют вмешательства пользователя. В этом случае задания или накопленные заранее данные по определенным критериям объединяются в пакет для последующей автоматической обработки в соответствии с заданными приоритетами. Пользователь не может влиять на ход выполнения заданий, пока продолжается обработка пакета, его функции ограничиваются подготовкой исходных данных по комплексу задач и передачей их в центр обработки. В настоящее время пакетный режим реализуется применительно к электронной почте и формированию отчетности.

Диалоговые информационные технологии предоставляют пользователям неограниченную возможность взаимодействовать с хранящимися в системе информационными ресурсами в режиме реального времени, получая при этом всю необходимую информацию для решения функциональных задач и принятия решений. Эти технологии предполагают отсутствие жестко закрепленной последовательности операций преобразования данных и активное участие пользователя, который анализирует промежуточные результаты и вырабатывает управляющие команды в процессе обработки информации.

Сетевые информационные технологии обеспечивают пользователю доступ к территориально распределенным информационным и вычислительным ресурсам с помощью специальных средств связи. В этом случае появляется возможность использования данных, накопленных на рабочих местах других пользователей, перераспределения вычислительных мощностей между процессами решения различных функциональных задач, а также возможность совместного решения одной задачи несколькими пользователями.

3.4. Классификация ИТ по способу организации сетевого  взаимодействия

По способу организации сетевого взаимодействия выделяют (рис. 9):

• информационные технологии на базе локальных вычислительных сетей;

• информационные технологии на базе многоуровневых сетей;

• информационные технологии на базе распределенных сетей.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Локальные

Многоуровневые

Распределенные

Рис. 9. Классификация ИТ по способу организации сетевого

взаимодействия

Информационные технологии на базе локальных вычислительных сетей представляют собой систему взаимосвязанных и распределенных на ограниченной территории средств передачи, хранения и обработки информации, ориентированных на коллективное использование общесетевых ресурсов – аппаратных, программных, информационных. Они позволяют перераспределять вычислительные мощности между пользователями сети в зависимости от изменения их потребностей и сложности решаемых задач и обеспечивают надежный и быстрый доступ пользователей к информационным ресурсам сети.

Построение информационных технологий на базе многоуровневых сетей заключается в представлении архитектуры создаваемой сети в виде иерархических уровней, каждый из которых решает определенные функциональные задачи. Такие технологии строятся с учетом организационно-функциональной структуры соответствующего многоуровневого экономического объекта и позволяют разграничить доступ к информационным и вычислительным ресурсам в зависимости от степени важности решаемых задач и реализуемых функций управления на каждом уровне.

Информационные технологии на базе распределенных сетей обеспечивают надежную передачу разнообразной информации между территориально удаленными узлами сети с использованием единой информационной инфраструктуры. Этот способ организации сетевого взаимодействия ориентирован на реализацию коммуникационных информационных связей между территориально удаленными пользователями и ресурсами сети.

3.5. Классификация ИТ по принципу построения

По принципу построения информационные технологии делятся на следующие виды:

• функционально ориентированные технологии;

• объектно-ориентированные технологии.

При построении функционально ориентированных информационных технологий деятельность специалистов в рассматриваемой предметной области разбивается на множество иерархически подчиненных функций, выполняемых ими в процессе решения профессиональных задач. Для каждой функции разрабатывается технология ее реализации на рабочем месте пользователя, в рамках которой определяются исходные данные, процессы их преобразования в результатную информацию, а также выделяются информационные потоки, отражающие передачу данных между различными функциями.

Построение объектно-ориентированных информационных технологий заключается в проектировании системы в виде совокупности классов и объектов предметной области. При этом иерархический характер сложной системы отражается в виде иерархии классов, ее функционирование рассматривается как совокупность взаимодействующих во времени объектов, а конкретный процесс обработки информации формируется в виде последовательности взаимодействий. В качестве объектов могут выступать пользователи, программы, клиенты, документы, базы данных и т. д. Такой подход характерен тем, что используемые процедуры и данные заменяются понятием «объект», что позволяет динамически отражать поведение моделируемой предметной области в зависимости от возникающих событий.

Сравнительная характеристика функционально ориентированных и объектно-ориентированных технологий приведена в табл. 4.

Таблица 4

Сравнительная характеристика функционально

ориентированных и объектно ориентированных технологий

Функционально ориентированная технология

Объектно ориентированная технология

Рассматриваемая задача

Учет товаров на складе

Представление системы

В виде функций:

• прием товара

• отпуск товара

• инвентарный контроль и т. д.

В форме классов объектов:

• товары

• клиенты

• поставщики

• заказы и т. д.

Принцип построения

Разрабатываются технологии для каждой функции и определяются процессы передачи информации от одной функции к другой

Определяются состав и структура каждого класса объектов и процессы информационного взаимодействия этих классов друг с другом и с внешней средой

3.6. Классификация ИТ по степени охвата задач управления

По степени охвата задач управления выделяют следующие виды:

• информационные технологии обработки данных;

• информационные технологии управления;

• информационные технологии автоматизации офисной деятельности;

• информационные технологии поддержки принятия решений;

• информационные технологии экспертных систем.

Информационные технологии обработки данных предназначены для решения функциональных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы, а также стандартные процедуры их обработки. Эти технологии применяются в целях автоматизации некоторых рутинных, постоянно повторяющихся операций управленческой деятельности, что позволяет существенно повысить производительность труда персонала. Характерной особенностью этого класса технологий является их построение без пересмотра методологии и организации процессов управления.

Целью информационной технологии управления является удовлетворение информационных потребностей сотрудников, имеющих дело с принятием решений. Эти технологии ориентированы на комплексное решение функциональных задач, формирование регулярной отчетности и работы в информационно-справочном режиме для подготовки управленческих решений. Они решают следующие задачи обработки данных:

• оценка планируемого состояния объекта управления;

• оценка отклонений от планируемых состояний;

• выявление причин отклонений;

• анализ возможных решений и действий.

Информационные технологии автоматизации офисной деятельности направлены на организацию и поддержку коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией. В них реализуются типовые процедуры делопроизводства и контроля управления:

• обработка входящей и исходящей информации;

• сбор и последующее составление отчетности за определенные периоды времени в соответствии с различными критериями выбора;

• хранение поступившей информации и обеспечение быстрого доступа к информации, и поиск необходимых данных.

Эти технологии предусматривают наличие интегрированных пакетов прикладных программ: текстовый процессор, табличный процессор, электронная почта, телеконференции, специализированные программы реализации электронного документооборота и т. д.

Информационные технологии поддержки принятия решений предусматривают широкое использование экономико-математических методов, моделей и пакетов прикладных программ для аналитической работы и формирования прогнозов, составления бизнес-планов и обоснованных выводов по изучаемым процессам и явлениям производственно-хозяйственной практики. Отличительными характеристиками этих технологий является ориентация на решение слабоформализованных задач, генерация возможных вариантов решений, их оценка, выбор и предоставление пользователю лучшего из них и анализ последствий принятого решения. Информационные технологии поддержки принятия решений могут использоваться на любом уровне управления и обеспечивают координацию лиц, принимающих решение как на разных уровнях управления, так и на одном уровне.

Информационные технологии экспертных систем составляют основу автоматизации труда специалистов-аналитиков. Эти работники, кроме аналитических методов и моделей для исследования складывающихся в рыночных условиях ситуаций, могут использовать накопленный и сохраняемый в системе опыт оценки ситуаций, т. е. сведения, составляющие базу знаний в конкретной предметной области. Обработанные по определенным правилам такие сведения позволяют подготавливать обоснованные решения и вырабатывать стратегии управления и развития. Отличие информационных технологий экспертных систем от технологии поддержки принятия решения состоит в том, что они предлагают пользователю принять решение, превосходящее его возможности, и способны пояснять свои рассуждения в процессе получения решения.

3.7. Классификация ИТ по характеру участия технических средств в диалоге с пользователем

По характеру участия технических средств в диалоге с пользователем (рис. 10):

• информационно-справочные технологии;

• информационно-советующие технологии.

Информационно-справочные (пассивные) технологии поставляют информацию пользователю после его связи с системой по соответствующему запросу. Технические средства в таких технологиях используются только для сбора и обработки информации об управляемом объекте. На основе обработанной и представленной в удобной для восприятия форме информации оператор принимает решения относительно способа управления объектом.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Информационно-справочные

Информационно-советующие

Рис. 10. Классификация ИТ по характеру участия

технических средств в диалоге с пользователем

Информационно-советующие (активные) технологии характеризуются тем, что сами выдают абоненту предназначенную для него информацию периодически или через определенные промежутки времени. В этих системах наряду со сбором и обработкой информации выполняются следующие функции:

• определение рационального технологического режима функционирования по отдельным технологическим параметрам процесса;

• определение управляющих воздействий по всем или отдельным управляемым параметрам процесса и т. д.

3.8. Классификация ИТ по способу управления
производственной технологией

По способу управления технологией промышленного производства выделяют:

• децентрализованные информационные технологии;

• централизованные информационные технологии;

• централизованные рассредоточенные информационные технологии;

• иерархические информационные технологии.

Использование децентрализованных информационных технологий эффективно при автоматизации технологически независимых объектов управления по материальным, энергетическим, информационным и другим ресурсам. Такая технология представляет собой совокупность нескольких независимых технологий со своей информационной и алгоритмической базой. Для выработки управляющего воздействия на каждый объект управления необходима информация о состоянии только этого объекта.

В централизованной информационной технологии осуществляется реализация всех процессов управления объектами в едином органе управления, который осуществляет сбор и обработку информации об управляемых объектах и на основе их анализа в соответствии с критериями системы вырабатывает управляющие сигналы.

Основная особенность централизованной информационной технологии – сохранение принципа централизованного управления, т. е. выработка управляющих воздействий на каждый объект управления на основе информации о состоянии совокупности объектов управления, но при этом некоторые функциональные устройства технологии управления являются общими для всех каналов системы. Для реализации функции управления каждый локальный орган по мере необходимости вступает в процесс информационного взаимодействия с другими органами управления.

Иерархическая информационная технология построена по принципу разделения функций управления на несколько взаимосвязанных уровней, на каждом из которых реализуются свои процедуры обработки данных и выработка управляющих воздействий. Необходимость использования такой технологии вызвана тем, что с ростом числа задач управления в сложных системах значительно увеличивается объем переработанной информации и повышается сложность алгоритмов управления. Разделение функций управления позволяет справиться с информационными трудностями для каждого уровня управления и обеспечить согласование принимаемых этими органами решений.

Иерархическая информационная технология содержит обычно три уровня:

• уровень управления работой оборудования и технологическими процессами;

• уровень оперативного управления ходом производственного процесса;

• уровень планирования работ.

3.9. Перспективы развития информационных технологий

Компьютерные информационные технологии коренным образом изменили характер информационных процессов и существенно повлияли на их результаты, обеспечили возможность компактного хранения больших объемов информации, оперативного поиска, доступа к удаленным информационным ресурсам, записи на одном носителе различной по характеру (мультимедийной) информации, формирования БД, комплексирующих библиографическую, фактографическую и полнотекстовую информацию и т. п.

Ведущие американские специалисты в области управления Гарвей Л. Поппель и Бернард Голдстаин выделяют пять доминирующих «информационных тенденций», определяющих перспективы развития и масштабы использования информационных технологий:

1) приоритет информационного продукта (в виде программного обеспечения, баз данных, банков знаний, информационных систем) над средствами его создания и доведения до конечного пользователя (стоимость разработки, производства и использования, параметрические характеристики оборудования);

2) способность к взаимодействию – совместимость информационных технологий, обеспечивающая идеальный обмен информационными продуктами (стандартизация программных, лингвистических и аппаратных средств, унификация форматов ввода-вывода, передачи, хранения, обработки информации);

3) ликвидация промежуточных звеньев – посредников в передаче информации, ускорение процессов обмена информационными сообщениями, устранение помех и искажений (электронные публикации, электронная почта, система электронного заказа);

4) глобализация – экспансия информационных технологий во все сферы человеческой деятельности, формирование мирового (лишенного национальных границ) информационного рынка, устойчивый рост потребления информационных продуктов и услуг, связанных с профессиональной, общественной деятельностью, образованием, бытом, досугом и развлечениями;

5) конвергенция – стирание различий между информационным производством и обслуживанием, информационным продуктом и обеспечивающими средствами, использованием в быту и для деловых целей, между режимами работы (пакетным, диалоговым) и каналами передачи информации (текстовой, графической, звуковой, видеоизображения).

Современные специалисты и исследователи (А.Н. Данчул, И.С. Мелюхин, К.К. Колин и др.) добавляют к указанным еще несколько тенденций, в их числе:

6) интеграция – объединение возможностей аналоговых и цифровых информационных технологий (например, телекоммуникационных и телевизионных) за счет массового перевода информационной техники (радио-, телефонной, видео-, кино-, фото-, телевизионной, измерительной, копировальной аппаратуры, издательского оборудования и т. п.) на цифровую элементную базу;

7) интеллектуализация – разработка и внедрение интеллектуальных информационных технологий, поддерживающих решение слабо формализованных задач, обеспечивающих моделирование социально-экономических, производственных, психологических, биологических и иных процессов;

8) расширение номенклатуры автоматизированных информационных технологий, электронных ресурсов и удельного веса их использования в профессиональной и непрофессиональной информационной деятельности;

9) модернизация технической базы информационных технологий, например, создание, оптических суперЭВМ, нейрокомпьютерных вычислительных устройств и систем, базирующихся на голографических принципах хранения информации, запоминающихся устройств высокой емкости, миниатюризация элементной базы информационной техники за счет развития молекулярной электроники и т. п.

К перспективным на обозримое будущее информационным технологиям специалисты относят:

технологии создания и эксплуатации полнотекстовых баз данных, электронных библиотек, электронных архивов. Требуют своего решения проблемы обеспечения достоверности ввода информации (оцифровка, конвертирование), разработки лингвистических средств (классификаторы, словари, тезаурусы и т. п.) для ее последующей обработки и эффективного использования. Известно, что семантический анализ текстов (выделение наиболее информативных фрагментов, значимых для поиска признаков), свертывание (сжатие) информации для представления ее в более компактной, удобной для поиска и предварительного ознакомления форме – трудно формализуемые, затратные и интеллектуально емкие процедуры. Поэтому методы компьютерной обработки полнотекстовой информации (автоматизированное индексирование, аннотирование, реферирование и т. п.) длительное время находятся в стадии экспериментальной разработки;

технологии «электронизации» (оцифровки) информационных ресурсов – перевод информации в цифровую форму и запись ее на воспринимаемые компьютерами носители. Доступность этих носителей определяется большой емкостью, надежностью, малыми габаритами, низкой стоимостью, легкостью серийного тиражирования. Тем самым удается преодолеть существенные недостатки традиционных источников информации: большие объемы хранения (кроме микроформ), ограниченный доступ пользователей. Динамичное развитие форматов записи информации на электронные носители не только текстовой, но и графической, аудиовизуальной информации, приводит к быстрой смене поколений информационной техники (персональных и портативных компьютеров, мобильных телефонов, бытовой электроники);

технологии, адаптированные к потребностям массового пользователя автоматизированных информационных ресурсов. С целью упрощения доступа и преодоления языковых, психологических и физических барьеров ведется работа над созданием дружественных (пиктографических, много алфавитных, голосовых) интерфейсов (средств и правил взаимодействия человека и ЭВМ), гостеприимного технического и программного обеспечения, способов автоматизированного перевода команд, терминов, текстов, методов справочного консультирования и т. п.;

интегральные технологии, обеспечивающие возможность одновременного использования текстов, графики, телевизионных изображений, мультипликации, музыки и речи. Это, например, гипертекстовые и мультимедийные системы, на базе которых создаются учебные и игровые программы, иллюстрированные энциклопедии, туристические путеводители, хрестоматии, компьютерные фильмы и т. п. Сочетание технологий, искусственного интеллекта, мультимедиа, записи и хранения информации на CD-ROM, DVD, позволяет создавать компьютерные системы искусственной (виртуальной) реальности с эффектом активного участия человека в моделируемых игровых, учебных, производственных и иных ситуациях. Мультимедийные технологии решают проблемы визуализации знаний, доступности достижений культуры и искусства широким слоям населения, развития форм, методов и средств обучения на всех уровнях непрерывного образования;

сетевые информационные технологии, обеспечивающие интеграцию и кооперированное использование распределенных информационных ресурсов путем телекоммуникационного доступа к ним удаленных пользователей. Реализация принципа однократного ввода общественно значимой информации и многократного и многоцелевого ее использования дает эффект экономии всех видов затрат на информационные процессы. Сетевые технологии создают условия для ликвидации информационных «провинций», для реализации конституционных прав граждан на свободный доступ к информации. Они обеспечивают оптимальное функционирование финансовых, экономических, производственных, политических структур, позволяют эффективно решать социальные проблемы общества, связанные с доступностью образования (дистанционное обучение), трудовой занятостью населения (виртуальные службы трудоустройства), реабилитацией лиц с ограниченными возможностями (дистанционный доступ к информации) и т. п.;

интеллектуальные информационные технологии, моделирующие процессы мыслительной, творческой (включая художественное творчество) деятельности человека. Они находят воплощение в системах эвристического поиска, экспертных, робототехнических, обучающих, игровых и иных системах производственного, научного, социального назначения. Интеллектуальные системы ориентированы на решение весьма распространенных в повседневной практике плохо формализуемых задач с неполными и нечеткими исходными данными. Наконец, это так называемые когнитивные информационные технологии, специально разрабатываемые для развития творческих способностей человека и информационной поддержки его творческой деятельности. Многовариантное моделирование творческих процессов позволяет активизировать работу композиторов, архитекторов, дизайнеров, модельеров, представителей других творческих профессий, а также облегчает постижение основ мастерства, содействует повышению художественной квалификации. Таким образом, именно информационные технологии, прогрессивные средства и методы обработки и передачи информации обеспечивают доступность и эффективное использование накопленных обществом информационных ресурсов, определяют темпы и масштабы информатизации как глобальной тенденции общественного развития.

Коатес Дж. – сотрудник американской фирмы «Coates & Jarratt inc», занимающейся анализом тенденций развития и прогнозированием достижений современных технологий, рассматривает результаты проекта, осуществлявшегося фирмой на протяжении трех лет, в ходе которого были собраны, проанализированы и обобщены все прогнозы перспектив науки, инженерии и технологии, содержащиеся в литературе всего мира. Итогом стал 41 доклад, занявший в общем четыре тысячи страниц. Затем автор и его коллеги по выполнению проекта разработали собственный прогноз на срок до 2025 г., который издали в виде книги. Здесь мы кратко рассмотрим перспективы развития информационных технологий, представленные в этой книге.

Прогноз развития информационных технологий

Информационная технология в различных вариантах уже произвела радикальные изменения в мировом сообществе, но мы еще только начинаем ощущать их последствия. Волоконная оптика во многих частях мира настолько снизит стоимость телекоммуникаций, что пользование ими станет практически бесплатным. Разумеется, ввод информации в стекловолоконные «магистрали» и передача ее от выхода до потребителя останется беспроводной.

Благодаря низкой стоимости телекоммуникаций будет продолжаться радикальное изменение нашей трудовой сферы – где и как мы трудимся, как ведем свой бизнес. Это приведет к появлению электронной коммерции и создаст новую систему взаимоотношений в обществе, которые могут осложнить проблемы равенства и privacy. Ответы на такие вопросы в значительной мере будут зависеть от того, как коммуникационные сети и новый тип взаимоотношений будут организованы технически и как они будут регулироваться. По мере того, как будет возрастать экономическое значение информационных технологий, правительство, несомненно, будет пытаться сделать их источником государственных доходов. По оценке специалистов, по мере удешевления телекоммуникаций важные технологические нововведения и связанные с ними возможности будут лежать не столько в области совершенствования самих сетей, сколько в тех областях, которые они, в конечном счете, обслуживают.

Другое, уже реализуемое, направление развития информационных технологий – это увеличение возможностей и быстрого действия компьютеров одновременно с сокращением их размеров. Важнейшим следствием является то обстоятельство, что всякий раз, когда мы увеличиваем емкость памяти и быстродействие на один-два порядка, мы получаем возможность включить новые общественные проблемы в число регулируемых в реальном масштабе времени. Традиционно, решая какой-либо вопрос, мы сначала его анализируем, затем обобщаем данные, приходим к некоторым выводам и предлагаем изменения, проводим их в жизнь и начинаем весь цикл сначала. Цикл занимает примерно год. Способность осуществлять управление в реальном масштабе времени потенциально может превратить любую управляемую систему, так сказать, в непрерывный эксперимент с «открытыми» ответами. И дело тут не просто в технической «элегантности». Поскольку мир становится все более сложным, высшие руководители государства или бизнеса оказываются не в состоянии принимать решения, адекватные состоянию управляемых систем на данный момент времени. Так как управлять все же нужно, то «непрерывное экспериментирование с открытыми ответами» представляется дорогой альтернативой принятию определенных, жестких и зачастую неверных решений.

Любой объект, если снабдить его собственными датчиками, микропроцессорами и командоаппаратами, становится «смарт» (smart), т. е. «умным и ловким» или обретает внутренние «умные» свойства, как обстоит дело с очками-хамелеонами. По мере того как объекты «умнеют» с помощью информационных технологий, они оказываются в состоянии выполнить три функции: оценивать свою собственную работу и состояние, оценивать внешние условия и, если либо одно, либо другое оказывается не в порядке, начинать процесс «починки» или подавать сигнал о помощи. Следующим логическим шагом является объединение подобных объектов в единую систему для более эффективного (и часто дистанционного) управления. Расстояние уже сегодня практически роли не играет.

Например, инженеры, занимающиеся расфасовкой пищевых продуктов, могут войти в единую систему с инженерами, разрабатывающими кухонную аппаратуру, сделать и то, и другое «смарт» и интерактивными. Результатом совместных действий будет сокращение времени приготовления пищи на несколько минут, возможность программировать этот процесс в соответствии со вкусами потребителя и сократить до минимума время на мытье «посуды», уборку и обслуживание аппаратуры.

Аналогичных примеров множество. Много пишут об интеллектуальных домах с автоматическим управлением всеми параметрами воздуха, обнаружением утечек воздуха и воды, защитой от непрошеных гостей и т. д. Но сочетание новых материаловедческих и информационных технологий позволяет пойти дальше, возникает совершенно новая инженерная парадигма строительства, исторически все сооружения работали либо на сжатие, либо на растяжение. В недалеком будущем можно будет видеть строения с «весом пера» и опорной структурой, сделанной из материалов (композитов) с заданными свойствами, да еще и годными для вторичной переработки. Когда здание будет строиться, оно будет опутано сетью стальных тросов, соединенных с моторами. Наружные и внутренние датчики будут определять напряжение в несущих конструкциях и, соответственно, подтягивать или ослаблять тросы. Сооружение обретает динамику, способность реагировать на окружающие условия. Можно представить себе и следующий шаг. Коль скоро сооружение становится динамичным, его конструкция может предусматривать разборку и перенос на другое место, возможность делать его больше или меньше, выше или ниже. По сути, думать о новых высоких качествах («smartness») означает взять любой элемент (устройство, деталь, систему) нашего мира и задаться вопросом: каков он будет, если ему придать три упомянутые выше функции, определяющие высококачественность?

Ныне быстро достигают паритета с компьютерами и телекоммуникациями различные формы изображения вплоть до виртуальной реальности. Последнее, с помощью прочих видов «искусственного интеллекта» или без него, породит драматичные технические последствия, особенно в области обучения и тренинга. Система сможет достичь трех целей – триады, которую не удавалось осуществить в истории человечества: соединить содержание материала, которое мы хотим передать обучаемому с точным пониманием того, что он или она знает на данный момент и с той стратегией обучения, которая для него оптимальна: визуальной, звуковой и т. д. Вся система будет непрерывно оптимизироваться, создавая наилучшие условия для обучения. Задачи, которые решались годами, будут решаться за недели или максимум месяцы, а то, на что уходили месяцы, потребует дни. Кроме того, при таком подходе соответственно своим возможностям будут учиться 100 % учеников и усваивать 100 % учебного материала. Уровень знаний резко повысится, что безусловно отразится на жизненном пути, интересах и карьере получивших такое образование.

Принципиально меняется техника проектирования. Буквально все, от консервного ножа до комплексного завода, предварительно «проигрывается» и испытывается на компьютере, прежде чем обретает физическую плоть. Это относится не только к механическим системам, но и к химии, вплоть до молекулярного уровня, и к физике, ко всем областям науки. Компьютеры и соответствующие устройства отображения будут динамичны, трехмерны и мультимедийны. В конце концов, это повлияет не только на качество нашего мышления, но и на сами способы мышления, культивируя многомерные, динамичные и картинные мыслительные процессы.

По сути, неограниченное множество приложений может возникнуть в результате комбинаций информационных технологий с другими технологиями. Улучшение процесса сбора, анализа данных, планирования, испытания и оценки создают хорошую базу для макроинжениринга, для объективной, качественной и всесторонней оценки проектов планетарного масштаба – типа поворота сибирских рек, для орошения среднеазиатских пустынь, привязки антарктических айсбергов к западному побережью Южной Америки, предотвращения крупных землетрясений.

Еще одно важное направление – развитие автомагистралей, в конечном счете, способных взять автомобиль под контроль от включения зажигания и до прибытия в пункт назначения, управлять транспортными потоками, исключить аварии.

Коатес Дж. приводит перечень технологических достижений, которые, по его мнению, будут иметь место в ближайшие десятилетия.

1. Планетарный инжениринг, т. е. сброс отходов человеческой жизнедеятельности в мантию Земли.

2. Транспортировка айсбергов для орошения безводных районов.

3. Добыча полезных ископаемых со дна океана.

4. Изготовление продукции на полностью автоматизированных интегрированных производственных комплексах, так что рука человека ни разу не касается изделия за весь цикл производства.

5. Компьютеризированные системы автомобиль – скоростная магистраль.

6. Интегрированные в масштабах континента системы водоснабжения.

7. Пассажирские автомобили с пробегом 100 миль на галлон бензина.

8. Производство долговечной, пригодной к переналадке и к вторичной переработке продукции.

9. Организация ранчо и ферм в океане.

10. Безопасные атомные электростанции.

11. Широкое применение биопротезирования и пересадки органов в медицине и ветеринарии.

12. Развитие «технологий мозга».

13. Автоматические сельскохозяйственные и животноводческие производства.

14. Роботы на улицах.

15. Генная диагностика, терапия и улучшение способностей.

16. Интеллектуальные сооружения.

17. Динамичные сооружения.

18. Качество «смарт» у всех устройств, деталей и систем.

19. Технология модификации погоды.

20. Предотвращение землетрясений.

21. «Потребителизация» продукции, соответствие ее вкусам и требованиям каждого отдельного потребителя.

22. Автоматизация проектирования и компьютерное моделирование изделий.

23. Автоматизированные кухни.

24. Совершенная эргономика конструкций.

25. Более широкое использование подземного пространства.

26. Наноразмерные изделия и системы.

27. Роботы-сиделки, роботы-прислуги.

28. Космическая орбитальная станция.

29. Создание искусственных крупномасштабных рельефов.

Перспективы развития информационных технологий в России

Редакционная коллегия журнала «Информационные технологии» систематически обсуждает различные проблемы, направления и перспективы развития информационных технологий в России и в мире (№ 1, 1999). Рассмотрим основные.

По мнению профессора К.К. Колина, в последние годы в фундаментальной науке все более четко просматривается ряд перспективных направлений научных исследований, в которых уже получены принципиально новые результаты, дающие основание прогнозировать новый этап развития науки. Можно ожидать, что в ближайшие годы на основе результатов этих исследований будут пересмотрены многие современные представления об устройстве мира и сформирована новая научная парадигма. В числе вышеуказанных направлений, прежде всего, необходимо отметить следующие: исследования свойств физического вакуума; квантовая физика; квантовая генетика; общая физиология; синергетика; общая теория информации и информационных процессов в природе и обществе.

Многие из этих направлений науки связаны с новыми представлениями о природе информации как о всеобщем свойстве материи, которое является таким же фундаментальным проявлением реальности, как вещество и энергия. К.К. Колин говорит о начале совершенно нового этапа развития фундаментальной науки, который будет характеризоваться формированием и все более широким распространением нового фундаментального метода научного познания, который получил название информационного подхода.

Информационный подход органически дополняет уже существующие в науке и широко используемые методы системного и синергетического подходов. При этом он создает новые возможности для изучения в информационном ракурсе разнообразных явлений в природе и обществе, а также для изучения живой и неживой природы и, наконец, природы самого человека. Методологическая сущность информационного подхода заключается в том, что при изучении любого объекта, процесса или явления в природе и обществе в первую очередь выявляются и анализируются их информационные аспекты. При этом часто удается выяснить такие, ранее не замеченные свойства этих процессов или явлений, которые, оказываются принципиально важными для понимания глубинной сущности этих явлений, а также тенденций и закономерностей их дальнейшего развития. Он помогает исследователю быстрее выявить главные причины развития многих явлений природы, в глубине которых, как правило, оказываются скрытыми информационные процессы.

Таким образом, информационный подход активно содействует формированию вполне определенной философской позиции ученого, которая предполагает признание им весьма важного научного вывода о том, что окружающий нас мир оказался существенно более информационным, чем это было принято считать ранее.

Главный редактор журнала «Информационные технологии» проф. И. П. Норенков выделяет следующие направления:

В XXI веке человечеству предстоит решать постепенно обостряющиеся экологические, энергетические, социальные проблемы. Шансы на их успешное решение, как и других имеющихся сложных проблем проектирования и управления, связаны с применением ИТ, т.е. технологий, позволяющих прогнозировать развитие процессов на базе их математического моделирования и рекомендующих соответствующие решения. Комплексность и сложность моделей и методов в подобной интеллектуальной системе, ориентированной на цепочку «моделирование–прогнозирование–принятие решений», очевидна. Эта интеллектуальная система может стать регулирующим центром, распределяющим ограниченные ресурсы. И работать она будет в интересах тех групп людей, корпораций или стран, которые сумели создать реализованные в ней ИТ. Поэтому актуально уже сейчас формулировать задачи соответствующей стратегической инициативы, т. е. ориентироваться на создание элементов будущей интеллектуальной системы для моделирования, прогнозирования и принятия решений по глобальным экологическим, энергетическим, производственным, социальным проблемам, так как это в будущем станет вопросом национального выживания.

Директор Российского НИИ искусственного интеллекта РАН А.С. Нариньяни рассматривает различные направления развития ИТ на новейших достижениях искусственного интеллекта (ИИ).

В оценке ближайшей перспективы интеллектуальных информационных технологий (ИИТ) он опирается на возможности развития трех измерений общей картины:

1) развитие аппарата знаний – ядра направлений, относимых к области искусственного интеллекта;

2) влияние перспективы развития этого аппарата на интеллектуализацию информационных технологий;

3) новые поколения приложений, определяемые прогрессом 1) и 2).

Развитие аппарата знаний. За сорок лет развития аппарата знаний (A3) не все его составляющие преодолели порог естественного отбора. Например, нечеткая математика и логическое программирование все более теряют свои позиции «в искусственном интеллекте», переходя на его периферию. Семантические сети, фреймы и продукционные правила подтвердили свое право на жизнь в качестве базовых компонентов общего A3, хотя продукционные правила начинает вытеснять мультиагентная архитектура, реализующая асинхронное и децентрализованное общество автономных активных объектов.

А.С. Нариньяни выделяет еще один – стратегический горизонт использования аппарата знаний – это термин НЕ-факторы для обозначения комплекса свойств, характерных для человеческой системы знаний о реальном мире, но плохо представленных в формальных системах (неполнота, неточность, недоопределенность, некорректность и мн. др., в основном не только не изученных, но даже еще не открытых). НЕ-факторы образуют нечто вроде периодической системы элементов будущего аппарата знаний в модели реального мира.

Недоопределенность в настоящее время довольно основательно исследована, что привело к созданию технологии недоопределенных моделей. В то же время остальные НЕ-факторы, тесно связанные между собой и играющие не менее важную роль в приложениях, остаются практически не разработанными или вообще не известными. Представляется, что изучение прагматики отдельных НЕ-факторов, создание адекватных формальных аппаратов и организация их в единый комплекс сыграет для ИИТ не менее революционную роль, чем переход от алхимии к современной химии.

Развитие аппарата знаний оказывает постоянное влияние на формирование новых поколений информационных технологий от базового уровня до средств интеллектуализации. Здесь А.С. Нариньяни рассматривает следующие тенденции.

Конец эпохи алгоритма. Алгоритм с самого начала был основой программирования для компьютеров фон-Неймановской архитектуры. Однако, в течение последних 30 лет постоянно велись разработки альтернативных способов организации вычислительного процесса, в основном, связанные с исследованиями в области искусственного интеллекта и параллельного программирования для многопроцессорных систем. Качественный прогресс в решении этой проблемы обеспечили аппарат недоопределенных моделей и последние работы в области программирования в ограничениях, поскольку они строятся на децентрализованном, асинхронном, максимально параллельном управляемом по данным процессе вычислений. В качестве следующего шага этой революции возможен переход к управлению на основе событий, значительно повышающему уровень ассоциативного аппарата, организующего процесс управления по данным.

Технология активных объектов. Ключевым в перестройке всей информационной технологии в последние два десятилетия стало развитие объектно-ориентированного подхода. Однако, пока этот подход определил лишь фундамент будущей технологий, оставляя прежним алгоритмический характер управления процессом ее выполнения. Тем временем развитие управления по данным и далее управления на основе событий формирует следующее поколение ИИТ на основе автономных активных объектов, интегрирующих мультиагентную архитектуру, методы программирования в ограничениях и аппарат недоопределенных моделей.

Модели, а не Алгоритмы. Использование новой парадигмы ИИТ, ориентированной на модель, и прямое взаимодействие с нею во многих классах приложений доказывает свои преимущества уже сейчас. Ее принципиальное превосходство станет в ближайшие годы очевидным как благодаря ее дальнейшему развитию, так и все более широкому внедрению в массовые ИТ.

Параллельность. Нерешенность проблемы распараллеливания императивных программ уже два десятилетия образует непреодолимый барьер на пути широкого распространения многопроцессорных систем. За этот период software и hardware поменялись местами: уровень автоматизации проектирования аппаратных средств и стоимость элементной базы позволяют производить компьютеры с любым числом процессоров, однако адаптация современных и разработка новых программных продуктов остается задачей, решаемой только специалистами самого высокого класса и то лишь в некоторых частных случаях. В новой парадигме ИИТ параллельность перестает быть проблемой, а становится естественным свойством любой программной системы.

Компьютер не фон-Неймановской архитектуры. Реализация параллельной парадигмы потребует фундаментальной перестройки фон-Неймановской архитектуры современных машин. Управление по данным (а в перспективе – на основе событий) радикально меняет саму организацию вычислительного процесса, делая его децентрализованным и не зависящим от числа процессоров.

По мнению А.С. Нариньяни, складывается перспектива потрясения «незыблемых основ» ИТ: алгоритм, фон-Неймановская архитектура, детерминированный и последовательный процесс навсегда уходят в историю, уступая место модели, мультиагентности и ассоциативно самоорганизующемуся недетерминированному параллельному процессу.

Следующее направление, рассмотренное А.С. Нариньяни, – приложения нового поколения.

Экономика и финансы. Естественной задачей компьютерной экономики является разработка моделей, адекватно описывающих связи и соотношения экономических параметров. Однако, использование расчетов требует от специалистов заботиться не столько о сходстве модели с оригиналом, сколько об ее адаптации к возможностям вычислительных методов. С формированием новой парадигмы традиционный барьер между «натуральным» и «виртуальным» моделированием будет становиться все более прозрачным как для экономики, так и для финансов, где возможность решать оптимизационные, обратные, регрессионные задачи на реальных моделях с реальными – недоопределенными – параметрами означает несравнимо более высокое качество тактических и стратегических решений.

Ресурсно-календарное планирование. Недоопределенные модели обеспечивают скачок качества и в этом, ключевом для автоматизации менеджмента, секторе прикладных продуктов. Временной график перестает быть жестким и детерминированным, превращаясь в коридор, позволяющий маневрировать по ресурсам и срокам в процессе выполнения плана. Временные и ресурсные параметры входят на равных в единую вычислительную модель, а разработка и оптимизация плана становятся несравнимо более простыми и эффективными. При изменении временной шкалы (часы, минуты, секунды...) этот аппарат способен обеспечивать управление сложными объектами и производственными процессами, технологиями двойного применения и другими областями приложений.

Активные объектно-ориентированные СУБД. Переход от реляционных СУБД к объектно-ориентированным существенно запаздывает по сравнению с прогнозами начала 90-х годов. Это связано как с инерцией эволюции крупных баз данных, так и с трудностями развития самого объектно-ориентированного подхода на основе традиционного императивного управления. Внедрение управления по данным позволит превращать современную СУБД реляционного типа в интеллектуальную активную объектно-ориентированную систему следующего поколения. Мощный виртуальный процессор обеспечит пользователю взаимодействие со сложными данными, объединяющими сотни таблиц и тысячи автономных функций, реализующих вычисления и проверку целостности информации, возможность использования неполных и неточных данных и др.

САПР и АСУ. Для этого сектора прикладных систем переход от алгоритма к модели радикально расширяет масштаб и технологию решения задач. Создав модель объекта проектирования, разработчик конкретной САПР получает возможность решать любые расчетные задачи, связанные с конструированием продуктов соответствующего типа. Не менее принципиальным будет влияние новой парадигмы ИИТ на перестройку функций систем комплексного управления предприятием, причем это связано не только с качественным ростом его основных составляющих – САПР, СУБД, ресурсно-календарного и финансового планирования, но и со всеми преимуществами децентрализованной архитектуры.

Естественный язык и голос. Этот сектор не имеет непосредственного отношения к тем компонентам нового этапа развития ИИТ, о которых говорилось выше. Однако он прямо связан с ближайшей перспективой самих ИИТ. Почти тридцать лет проблема понимания ЕЯ-текста компьютером находилась в тупике, поскольку упорно опиралась на базис «традиционной» синтаксически-ориентированной парадигмы. Однако в последнее десятилетие и здесь происходит «смена вех»: проблема ЕЯ-интерфейса для баз данных практически решена на основе семантически-ориентированного подхода, который начинает доказывать возможность и автоматического понимания текста в ограниченной предметной области.

Одновременно становится все более широким спектр приложений технологии распознавания голоса. Пока это направление ориентируется на чисто «фонетический» подход, повторяя ошибку, аналогичную «синтаксическим» методам анализа текста. Только интеграция фонетического распознавания и семантически-ориентированного анализа текста может раз и навсегда решить проблему массового ЕЯ-интерфейса с машиной: понимание текста позволит на порядки повысить качество средств voice recognition, а переход от уровня печатного текста к разговорной речи сделает взаимодействие с компьютером на естественном языке по-настоящему естественным.

Перспективы развития прикладных интеллектуальных систем А.С. Нариньяни также связывает и с другими важными прикладными направлениями, такими как интеллектуализация Internet, мощные гетерогенные экспертные системы, datamining, интеллектуальная индексация больших текстов, динамические модели, виртуальная реальность и мн. др.

Контрольные вопросы

  1.  Как базовые информационные технологии применяются в современной библиотеке?
  2.  Приведите примеры прикладных и предметных информационных технологий, использующихся в деятельности библиотеки, музейном деле, в сфере образования.
  3.  Какие технические и технологические разработки могут служить иллюстрацией современных тенденций развития информационных технологий?
  4.  Какие направления развития информационных технологий, по вашему мнению, являются наиболее перспективными? Ответ обоснуйте.


Глава 4

ИнформационнЫе системы

4.1. Информационные системы: основные понятия 

Информация – это новые сведения, которые могут быть использованы человеком для совершенствования деятельности и пополнения знаний. Сообщение – это форма представления информации. Информация считается полезной, если она уменьшает неопределенность решающего алгоритма. Тезаурус – это имеющиеся у получателя знания о конкретном предмете, т. е. некоторый свод слов, понятий, названий объектов, связанных смысловыми связями (семантикой).

Данные представляют собой сведения, факты, величины и их соотношения, преобразование и обработка которых позволяют получить информацию, т. е. знание о конкретно выделенных предмете, процессе, явлении или объекте. Данные – это «сырье» для создания информации. Количество семантической информации, извлекаемой получателем из поступающих сообщений, зависит от степени подготовленности его индивидуального тезауруса для восприятия этой информации.

Образование и опыт – основа знаний, подразделяющихся на три вида:

1) предметное, или фактографическое, знание – наборы количественных и качественных характеристик различных объектов;

2) алгоритмическое знание – знание методов, способов, процедур и действий, приводящих к конкретному результату;

3) понятийное или концептуальное знание – совокупность основных терминов, применяемых в той или иной сфере деятельности либо предметной области, понятий, скрывающихся за этими терминами, а также их свойств, взаимосвязей и зависимостей.

Система – это объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, сведений, а также знаний о природе, обществе и др. Каждый объект, чтобы его можно было считать системой, должен обладать четырьмя основными свойствами:

1) целостностью и делимостью;

2) наличием устойчивых связей;

3) организацией;

4) эмерджентностью (эффект синергии).

Система – это целостное образование, однако в ее составе могут быть выделены целостные объекты или элементы. Для системы первичным является признак целостности, т. е. она рассматривается как единое целое, состоящее из взаимодействующих частей, часто разнокачественных, но совместимых.

Свойство организации характеризуется наличием определенной организации, снижающей энтропию (степень неопределенности) системы по сравнению с энтропией системоформирующих факторов, определяющих возможность создания системы.

Эмерджентность предполагает наличие у системы таких свойств или качеств, которые не присущи ни одному из ее элементов в отдельности. Хотя свойства системы и зависят от свойств составных ее элементов, но не определяются ими полностью. Отсюда следует, что система не сводится к простой совокупности элементов и, декомпозируя систему на части, а также изучая каждую из них в отдельности, нельзя познать все свойства системы.

Одни и те же элементы в зависимости от принципа, используемого для объединения их в систему, могут образовывать различные по свойствам системы. Поэтому характеристики системы определяются не только и не столько свойствами составляющих ее элементов, сколько характеристиками связей между ними. Наличие взаимосвязей и взаимодействий между элементами определяет особое свойство сложных систем – организационную сложность. Добавление элементов в систему не только вводит новые связи, но и изменяет характеристики многих или всех прежних взаимосвязей, приводит к исключению некоторых из них или появлению новых.

Одним из главных средств преодоления организационной сложности системы является ее декомпозиция на части, каждая из которых содержит объекты, наиболее тесно взаимосвязанные друг с другом. Следовательно, декомпозиция системы на подсистемы производится по слабым связям в соответствии с технологическим, организационным, функциональным или иным признаками.

Подсистемы, полученные посредством выделения из одной исходной системы, относят к подсистемам одного уровня или ранга. При дальнейшем делении получают подсистемы более низкого уровня. Такое деление называют иерархией. При функциональной декомпозиции системы на подсистемы необходимо помнить следующие правила:

• каждая подсистема должна обеспечивать реализацию единственной функции системы;

• выделенная в подсистему функция должна быть легко понимаема независимо от сложности ее реализации;

• связь между подсистемами может вводиться лишь при наличии связи между соответствующими функциями системы;

• связи  между подсистемами должны быть по возможности простыми.

В целом подсистемы, непосредственно входящие в систему более высокого уровня, действуя совместно, должны выполнять все функции той системы, в которую они входят.

Совокупность информационных потоков, средств обработки, передачи и хранения данных, а также управленческого аппарата, выполняющего операции по переработке данных, составляет информационную систему управления объектом.

Следует отметить, что понятие ИС в настоящее время окончательно не сформировалось, и разные исследователи определяют его неоднозначно (см. таблицу 5).

Таблица 5

Основные определения понятия

«информационная система»

Определение

Подход

Источник

Автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенную для обработки информации и принятия управленческих решений.

Кибернетический (управленческий), технологический

Г.А. Титоренко, с. 17–18 [25]

Информационная система – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Технологический, кибернетический

Н.В. Макарова, с. 62 [23]

Продолжение таблицы 5

Информационная система – это организационно-упорядоченная совокупность информационных ресурсов, технических средств, реализующих информационные процессы в традиционном или автоматизированном режиме для удовлетворения информационных потребностей пользователей.

Технологический, информационный

В.И. Ярочкин, с. 16, [36]

В рамках информационного контура имеется и передается информация о целях управления, о состоянии управляемого процесса, об управляющих воздействиях. Информационный контур вместе со средствами сбора, передачи, обработки и хранения информации, а также с персоналом, осуществляющим эти действия с информацией, образует информационную систему данной организации.

Кибернетический, технологический

В.В. Годин, И.К. Корнеев, с. 9–10 [12]

Информационную систему (ИС) можно определить как соединение информационных ресурсов, процессов и людей, которые собирают, преобразуют и распространяют информацию в организации... Обобщенной целью ИС является трансформация «сырьевых» ресурсов данных в информационные «продукты», необходимые конкретным пользователям.

Информационный, технологический

Г.М. Устинова, с. 6–7 [34]

Автоматизированные информационные системы (АИС) включают в себя различные виды обеспечения:

техническое обеспечение – комплекс технических средств, применяемых для функционирования АИС;

математическое обеспечение – совокупность используемых экономико-математических методов, моделей и алгоритмов;

программное обеспечение – совокупность общесистемного и прикладного программного обеспечения (ПО); общесистемное ПО включает операционные системы, трансляторы, утилиты, базы данных и др., а прикладное ПО – прикладные программы, реализующие функциональные запросы пользователей и различные модели описания пользователя, оператора, программиста и т. п.;

информационное обеспечение – совокупность реализованных решений по объему, размещению и формам организации информации, циркулирующей в системе управления (нормативно-справочная информация, классификаторы технико-экономической информации, унифицированные документы, массивы данных, контрольные примеры, используемые при решении задач, и др.);

организационно-методическое обеспечение – совокупность документов, регламентирующих деятельность персонала в условиях функционирования АИС, описывающих изменения организационной структуры управления объектом и связанных с АИС, множество инструкций (технологических, должностных, по эксплуатации и др.);

лингвистическое обеспечение – совокупность информационных языков, методов индексирования, лингвистической базы (словарей, тезаурусов, рубрикаторов) и методов ее введения;

правовое обеспечение – совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании АИС и юридический статус результатов ее функционирования.

В совокупности комплекс технических средств, информационное и правовое обеспечение являются общими для всех задач, решаемых в АИС, а остальные виды используются применительно к конкретным задачам (их обычно в отдельные подсистемы не выделяют).

Системное проектирование автоматизированной информационной технологии (АИТ) отличается от построения моделей деятельности техникой структурирования и накопления данных, занесением данных в накопитель единожды и лишь в том месте, где они появляются. Задачи управления требуют умения использовать и обрабатывать большой объем информации, моделировать процессы и ситуации и структурировать материал для принятия решений.

Актуальность проблемы хранения и оперативного поиска данных привела к понятию единого информационного хранилища данных, применяемого прежде всего в системах поддержки принятия решений (СППР), которые пользуются информацией, собранной с помощью компьютерных сетей из множества систем обработки данных (СОД).

Так как данные в различных СОД могут быть по-разному структурированы, не согласованы между собой, иметь разную степень достоверности, иметь ошибки при вводе и обработке, то без предварительной обработки использовать их в информационных хранилищах нецелесообразно. Информационные хранилища для СППР должны обладать рядом специфических свойств и обеспечивать:

а) хранение информации в хронологическом порядке (без поддержания хронологии нельзя решать задачи прогнозирования и анализа тенденций, являющиеся одними из основных в СППР);

б) оперативность и достоверность информации (без согласования данных этого обеспечить нельзя).

В целом создание информационных хранилищ связано с решением следующего круга проблем глобального плана:

• использование данных из различных информационных систем, электронных архивов, каталогов и справочников, статистических сборников, которые реализованы на основе различных программных и аппаратных средств, требует построения единой функционально согласованной информационной системы;

• указанная система должна иметь распределенное решение с обеспечением физического разделения узлов компьютерной сети, в которых происходят как операционная обработка информации, так и анализ данных;

• использование всеми категориями пользователей метаданных обусловливает применение адекватных средств их представления с учетом уровня подготовки конкретного пользователя (для СППР и аналитических систем база метаданных крайне нужна пользователю так же, как, к примеру, путеводитель для туриста в незнакомом городе).

Помимо структуры и взаимосвязей данных пользователь должен знать:

• источники получения данных и степень их достоверности;

• периодичность обновления данных (когда данные были обновлены и когда они будут вновь обновляться);

• собственников данных, чтобы определить, какие действия нужно предпринять для доступа к этим данным;

• статистическую оценку запросов, оценку времени и объем полученного ответа.

4.2. Информационные системы: разновидности,
особенности структуры и реализации

Программное обеспечение (ПО), возникнув в 50-е гг. XX в., сильно изменилось, начиная с программ, выполняющих простые логические и арифметические операции, и кончая сложными системами управления предприятием. В развитии программного обеспечения всегда выделялись два основных направления, связанных с выполнением вычислений, накоплением и обработкой данных.

Грамотное применение управленческих и экономических информационных технологий обусловливает существенное увеличение прибыли, хотя и требует при этом значительных финансовых расходов, новых знаний в сферах информатизации и компьютеризации. Поэтому вопросы оптимизации ресурсов и повышения экономической эффективности применения информационных технологий и систем приобретают важное значение.

Хотя информационные системы – обычные программные продукты, однако они существенно отличаются от типовых прикладных программ и систем. В зависимости от предметных областей ИС сильно различаются по своим функциям, архитектуре, способам и средствам реализации. Общими функциями ИС являются:

  1.  сбор, хранение и обработка информации на базе микропроцессорных средств, среды хранения и доступа к данным;
  2.  ориентация на конечного пользователя, не обладающего высокой квалификацией в применении и эксплуатации компьютеров и оргтехники.

Поэтому клиентские приложения ИС обязаны иметь простой, удобный, «дружественный» интерфейс, предоставляющий конечному пользователю необходимые для работы функции, но не позволяющий ему выполнять незапланированные действия.

При создании ИС решаются две основные задачи:

• разработка базы данных для хранения и структурирования необходимой информации;

 разработка графического интерфейса пользователя клиентских приложений.

Неотъемлемая часть любой ИС – система управления базой данных (СУБД), зависящая от масштаба информационной системы: в малых ИС используют локальные СУБД, в корпоративных ИС – мощные клиент-серверные СУБД, поддерживающие многопользовательский режим.

На практике наиболее широко распространены реляционные СУБД – хорошо отлаженные, развитые, сопровождаемые системы, поддерживающие стандарт SQL-92 (Oracle, Informix, Sybase, DB2, MS SQL Server). Также растет популярность объектно-ориентированных СУБД – ObjectStore, Objectivity, Jasmin и др., но пока преобладание реляционных СУБД очевидно.

Типовой метод организации ИС – двухзвенная архитектура «клиент-сервер», при которой вся прикладная часть информационной системы размещается на рабочих станциях, а на стороне сервера реализуется доступ к базе данных. Чтобы разгрузить клиентскую рабочую станцию и уменьшить загруженность сети, применяются трехзвенные архитектуры «клиент-сервер». В трехзвенной архитектуре кроме клиентской части системы и сервера базы данных вводится промежуточный сервер приложений, при этом на стороне клиента выполняются только интерфейсные действия, а вся логика обработки информации поддерживается в сервере приложений.

При разработке базы данных необходимо учитывать специфику СУБД, для которой эта разработка проводится. Несмотря на существование стандарта ANSI SQL 92, практически все SQL-серверы используют свои реализации SQL (Structured Query Landuaqe), содержащие расширения стандарта. Однако на начальном этапе разработки концептуальной модели и общей структуры базы данных особенности применяемой СУБД можно не учитывать.

Первый этап проектирования ИС – формальное описание предметной области и построение корректных (полных и непротиворечивых) функциональных и информационных моделей информационной системы – является логически и интеллектуально сложным и трудоемким видом деятельности, который требует высокой квалификации специалистов-разработчиков. Кроме того, в процессе создания и функционирования ИС пользователи часто изменяют и уточняют свои требования, что еще более усложняет разработку, внедрение и сопровождение таких систем.

Указанные выше особенности (сложность, большая размерность, высокий уровень качества и надежности) способствовали появлению инновационных программно-технологических средств специального класса, так называемых CASE-средств, ориентированных на высокую эффективность разработки программного обеспечения. Термин CASE (Computer Aided Software/System Engineering) используется сегодня очень широко. Первоначально применение CASE ограничивалось автоматизацией разработки лишь программного обеспечения, а позже охватило процесс разработки сложных ИС в целом.

Сегодня под CASE-средствами понимают программные продукты, поддерживающие процессы создания и сопровождения ИС, начиная с анализа и формулировки требований, проектирования прикладного программного обеспечения и баз данных, генерации кода, тестирования, документирования, обеспечения качества и кончая вопросами управления конфигурацией, проектом и другими процессами.

Как отмечалось выше, важной задачей в создании ИС является создание удобного и адекватного целям информационной системы пользовательского интерфейса. Пользователи часто судят о качестве ИС в целом, исходя из качества ее интерфейса, влияющего напрямую на эффективность использования системы.

Разработка интерфейса – трудоемкая задача, отнимающая много времени и усилий. В помощь разработчикам созданы так называемые средства визуальной разработки приложений, существенно упростившие создание графического интерфейса пользователя. Сегодня на рынке программных продуктов довольно много разнообразных средств визуальной разработки приложений, ориентированных на разработку ИС, которые условно подразделяются на следующие классы, имеющие свои достоинства и недостатки:

  1.  специализированные средства, ориентированные на использование конкретно заданной СУБД без разработки обычных приложений, не использующих базы данных (пример таких средств – система PowerBuilder фирмы Sybase);
  2.  универсальные средства, используемые для разработки как информационных приложений, взаимодействующих с базами данных, так и для любых иных приложений без применения баз данных (пример таких средств – системы Borland Delphi фирмы Borland и Visual Basic фирмы Microsoft).

4.3. Информационные системы:
типы, свойства, специфика разработки

Под информационной системой (ИС) обычно понимается прикладная программная подсистема, обеспечивающая сбор, хранение, поиск и обработку текстовой или фактографической информации. Большинство ИС функционирует в режиме диалога с пользователем.

Типовые программные компоненты, входящие в состав ИС, реализуют: диалоговый ввод-вывод; логику диалога; прикладную логику обработки данных; логику управления данными; операции манипулирования файлами и (или) базами данных.

Корпоративной информационной системой (КИС) называется совокупность специализированного программного обеспечения и вычислительных аппаратных средств или платформ, на которых установлено и настроено программное обеспечение в масштабе комплекса задач, присущих современным предприятиям.

Сегодня высшее руководство и топ-менеджмент субъектов рынка осознают важность построения для себя КИС как необходимого инструментария для успешного управления бизнесом, производством, персоналом, финансами, недвижимостью и другими ресурсами.

На развитие корпоративных информационных систем существенно влияют разработки:

• концепций подходов и методик управления предприятием;

• средств оптимизации возможностей и производительности компьютерных систем;

• методов и средств технической и программной реализации компонентов ИС.

В КИС какого-либо субъекта рынка обычно выделяют две относительно независимые составляющие:

1) компьютерную инфраструктуру организации, представляющую собой совокупность сетевой, телекоммуникационной, программной, информационной и организационной инфраструктур и обычно называемую корпоративной сетью;

2) взаимосвязанные функциональные подсистемы, обеспечивающие решение задач организации и достижение ее целей.

Корпоративная сеть, по сути, отражает системно-техническую, структурную сторону любой информационной системы, которая выступает в качестве базы для интеграции функциональных подсистем, полностью определяющих как свойства и функциональные возможности ИС, так и ее успешную эксплуатацию. Требования к компьютерной инфраструктуре едины и стандартизованы, а методы ее построения достаточно известны и проверены на практике.

В целом разработку информационной системы целесообразно начинать с построения компьютерной инфраструктуры, или корпоративной сети, как наиболее важной составляющей, опирающейся на апробированные интеллектуально-производственные технологии, способы постановки задач и предлагаемых аппаратно-программных и системотехнических решений.

Корпоративную сеть обычно создают на перспективу, при этом капитальные затраты на ее разработку и внедрение очень велики и практически исключают ее последующие модернизацию и переделку.

Информационные системы можно классифицировать по ряду признаков (рис. 11):

• по масштабу – одиночные, групповые, корпоративные;

• по сфере применения – системы обработки транзакций, системы принятия решений, информационно-справочные системы, офисные информационные системы;

• по способу организации – системы на основе архитектуры «файл-сервер», системы на основе архитектуры «клиент-сервер», системы на основе многоуровневой архитектуры, системы на основе Интернет/Интранет-технологий.

Классификация

информационных систем (ИС)

По масштабу

Одиночные ИС

Групповые ИС

Корпоративные ИС

По сфере применения

Системы обработки транзакций (ОТ)

Пакетная ОТ

Оперативная ОТ

Информационно-справочные системы

Система электронной документации

Географические ИС

Гипертекстовые системы

Системы поддержки принятия решений (СППР)

Оперативная аналитическая обработка

Экспертные системы

Офисные ИС

Документальная ИС

Автоматизация делопроизводства

Управление документооборотом

По способу организации групповых и корпоративных ИС

Системы на основе архитектуры

Файл-сервер

Клиент-сервер

Технологии Интернет

(Интра-, Экстранет)

Системы с разделенной архитектурой

Многотерминальные системы

Многоуровневая архитектура

Рис. 11. Разновидности информационных систем

Рассмотрим особенности перечисленных информационных систем.

Одиночные информационные системы обычно реализуются на автономном персональном компьютере без использования сети. Эти системы содержат несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитаны на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих во времени одно рабочее место.

Подобные приложения создают на базе настольных или локальных систем управления базами данных (СУБД). Среди локальных СУБД наиболее известными являются Clarion, Clipper, FoxPro, Paradox, dBase и Microsoft Access.

Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами некоторой рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений используют серверы баз данных, называемые также SQL-серверами. Известно множество SQL-серверов как коммерческих, так и свободно распространяемых. К числу наиболее известных относятся серверы баз данных Oracle, DB2, Microsoft SQL Server, InterBase, Sybase, Inforqix.

Корпоративные информационные системы ориентированы на крупные предприятия, фирмы, компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. Они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура «клиент-сервер» со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура. При разработке корпоративных информационных систем могут использоваться те же серверы баз данных, что и при разработке групповых ИС. В крупных ИС наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и Microsoft SQL Server.

Системы обработки транзакций по оперативности обработки данных подразделяются на оперативные и пакетные информационные системы. В ИС организационного управления преобладает режим оперативной обработки транзакций – OLTP (OnLine Transaction Processing), с отражением актуального состояния предметной области в любой момент времени, а режим пакетной обработки в них очень ограничен. Системам OLTP присущ регулярный и даже интенсивный поток простых транзакций в виде заказов, платежей, запросов и др. Важными требованиями этих систем являются: высокая производительность обработки транзакций; гарантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям.

Системы поддержки принятия решений – DSS (Decision Support System) представляют собой другой тип ИС, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных о временных, географических разрезах и по другим показателям.

Информационно-справочные системы основаны на гипертекстовых документах и мультимедиа и наиболее развиты в сети Интернет.

Офисные информационные системы нацелены на перевод бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.

Отметим, что приводимая классификация достаточно условна: крупные ИС очень часто обладают признаками всех перечисленных выше классов систем. Кроме того, КИС для предприятий обычно состоят из подсистем, относящихся к различным сферам применения.

В любой информационной системе можно выделить необходимые функциональные компоненты (табл. 6), помогающие уяснить ограничения в различных архитектурах. Рассмотрим подробнее специфику построения информационных приложений.

Таблица 6

типовые функциональные компоненты ис

Обозначение

Наименование

Характеристика

PS

Presentation Services (средства представления)

Ввод от пользователя с отображением ему сообщения от компонента логики представления PL на базе соответствующей программной поддержки

PL

Presentation Logic (логика представления)

Управление диалогом «компьютер–пользователь» (выбор меню, элемента из списка и др.)

BL

Business or Application Logic (прикладная логика)

Набор правил для принятия решений, вычислений и операций, которые должно выполнить приложение

DL

Data Logic (логика  управления данными)

Операции с базой данных (SQL-операторы), выполняемые для реализации прикладной логики управления данными

DS

Data Services (операции с базой данных)

Действия СУБД, компилирующие SQL-приложения и вызываемые для выполнения логики управления данными (манипулирование данными, их определение, фиксация или откат транзакций)

FS

File Services (файловые операции)

Дисковые операции чтения и записи данных для СУБД

4.4. Разработка информационных систем на базе методов управления проектом

Разработка корпоративной информационной системы ведется обычно для вполне определенного предприятия с его конкретными структурой и предметной деятельностью. Любая организация – это совокупность взаимодействующих элементов (подразделений), каждый из которых может иметь свою, достаточно сложную структуру. Взаимосвязи между подразделениями тоже достаточно сложны, однако могут быть выделены:

функциональные связи (каждое подразделение выполняет определенные виды работ в рамках единого бизнес-процесса);

информационные связи (все подразделения осуществляют обмен информацией – документами, факсами, письменными и устными распоряжениями и т. п.);

внешние связи (ряд подразделений взаимодействует с внешними системами), причем эти связи могут быть информационными или функциональными.

Общность структур разных предприятий позволяет сформулировать некоторые единые принципы построения КИС. Процесс разработки такой информационной системы можно классифицировать:

• по содержанию действий одной или нескольких групп разработчиков с исследованием статики процесса разработки КИС, описываемой в терминах основных потоков работ, исполнителей, действий и их последовательностей;

• по времени или стадиям жизненного цикла разрабатываемой системы с исследованием динамики и организации процесса разработки КИС, описываемой в терминах циклов, стадий, итераций и этапов.

Обычно КИС предприятия разрабатывается как некоторый проект. Многие особенности управления проектами и фазы разработки проекта (фазы жизненного цикла) являются общими и не зависят от предметной области и характера проекта.

В целом проект – это ограниченное по времени целенаправленное изменение отдельной системы с четко заданными (конкретизированными) целями, достижение которых определяет окончание проекта в соответствии с установленными сроками, результатами, уровнями риска, расходами средств и ресурсов, организационной структурой и др.

Любой проект как объект управления характеризуется:

изменчивостью – целенаправленным переводом системы из текущего в некоторое желаемое состояние, определяемое конечными целями проекта;

ограниченностью конечных целей, сроков, бюджета, требуемых ресурсов, степенью новизны реализуемого проекта;

комплексностью – наличием большого числа факторов, прямо или косвенно влияющих на прогресс и результаты проекта;

правовым и организационным обеспечением – созданием специфической организационной структуры на время реализации проекта.

Система управления проектом должна быть гибкой, допускать возможность модификации без существенных изменений рабочей программы. С позиции системного, информационного или кибернетического подходов проект можно интерпретировать как «черный ящик», входом которого являются технические требования и условия финансирования, а выходом – достижение требуемого результата (рис. 12). Выполнение работ обеспечивается наличием необходимых ресурсов – материальных, технологических, технических, человеческих, информационных, интеллектуальных, временных.

Возмущающие

воздействия

Технические требования

Условия

финансирования

Ресурсы

Результаты

Проект

Управление

Рис. 12. Информационная модель проекта

Эффективность работ достигается за счет управления процессом реализации проекта при оптимальном распределении ресурсов, координации выполняемых последовательностей работ и компенсации внутренних и внешних возмущающих воздействий благодаря управленческой деятельности (управляющим командам).

Как объект управления проект должен отвечать свойствам наблюдаемости (постоянный контроль хода выполнения проекта) и управляемости (иметь механизмы своевременного воздействия на ход реализации проекта). Свойство управляемости особенно актуально в условиях неопределенности и сильной динамики изменчивости предметной области, которые присущи проектам разработки КИС и связаны с обоснованием целесообразности и реализуемости проекта, анализом хода его исполнения, сравнением фактических результатов и достигнутых технико-экономических показателей с запланированными.

Проекты подразделяются по сфере приложения, составу, предметной области, масштабам, длительности, составу участников, степени сложности, значимости результатов и др.

По составу и структуре обычно выделяют:

монопроекты – отдельные проекты различного типа, вида и масштаба;

мультипроекты – комплексные проекты, требующие разностороннего функционального управления.

По основным сферам деятельности выделяются: технические, организационные, экономические, социальные и смешанные типы проектов. В более конкретной форме выделяют: отраслевые, корпоративные, ведомственные проекты, проекты одного предприятия и т. п.

По масштабу проекта, размеру его бюджета и количеству участников выделяют: мелкие, малые, средние и крупные проекты.

Разработку ИС относят обычно к техническим проектам, которые характеризуются следующими особенностями:

• главная цель проекта ИС четко определена, но локальные цели уточняются по мере достижения частных результатов;

• срок завершения и продолжительность проекта заранее определены, поэтому их желательно соблюдать или корректировать в зависимости от полученных промежуточных результатов и общего прогресса проекта.

Независимо от сложности и объема выполняемых работ каждый проект в своем развитии проходит определенные состояния: от начального состояния, когда проекта «еще нет», до конечного состояния, когда проекта «уже нет». Совокупность ступеней развития от возникновения идеи до полного завершения проекта подразделяется на фазы, стадии или этапы.

Этапы и жизненный цикл проектирования ИС

Этапами развития информационной системы являются: формирование концепции, разработка технического предложения (задания) на ИС, проектирование ИС, изготовление ИС, ввод системы в эксплуатацию. Иногда второй и частично третий этапы называют этапами системного проектирования, последние два, а иногда и три, включая проектирование, – этапами реализации ИС

Главным содержанием работ по созданию ИС являются:

1) на этапе формирования концепции ИС:

• формирование идеи, постановка целей;

• формирование команды исполнителей проекта;

• изучение мотивации и требований заказчика и третьих лиц;

• сбор исходных данных и анализ существующего состояния объекта автоматизации;

• определение основных требований и ограничений на комплекс требуемых (материальных, финансовых, человеческих и др.) ресурсов;

• проведение сравнительной оценки альтернатив;

• формулирование рекомендаций и предложений, их экспертиза и утверждение;

2) на этапе разработки технического предложения (задания):

• разработка основного содержания и базовой структуры проекта;

• разработка и утверждение технического задания;

• планирование и декомпозиция базовой структурной модели проекта;

• составление сметы и бюджета проекта, определение потребности в ресурсах;

• разработка календарных планов и укрупненных графиков работ;

• переговоры с заказчиком о заключении контракта и его подписание;

• ввод в действие средств коммуникации между участниками проекта и контроль за ходом работ;

3) на этапе проектирования ИС:

определение структуры подсистем и их взаимосвязей;

• отбор наиболее эффективных способов исполнения проекта и использования ресурсов;

• выполнение базовых проектных работ;

• разработка частных технических заданий;

• выполнение концептуального проектирования;

• составление технических спецификаций и инструкций;

• представление проектной разработки, экспертиза и утверждение.

4) на этапе разработки ИС:

координация и оперативный контроль работ по проекту;

• изготовление подсистем;

• интеграция подсистем в единую систему и их тестирование;

• доработка программного обеспечения;

• подготовка к внедрению системы;

• контроль и регулирование основных показателей проекта;

5) на этапе ввода системы в эксплуатацию:

• проведение комплексных испытаний, опытной эксплуатации ИС в реальных условиях, переговоров о результатах выполнения проекта и возможных новых контрактах;

• подготовка кадров для эксплуатации создаваемой системы;

• подготовка рабочей документации, сдача системы заказчику и ввод ее в эксплуатацию;

• сопровождение, поддержка, сервисное обслуживание;

• оценка результатов проекта и подготовка итоговых документов;

• разрешение конфликтных ситуаций, возникших в процессе реализации;

• накопление данных, анализ опыта, определение направлений развития для последующих проектов.

Мировой опыт разработки проектов свидетельствует о следующем.

1. Начальные фазы проекта сильно влияют на конечный результат, так как на них принимаются основные решения, определяющие качество КИС. На 30 % качество будущих систем обусловлено этапом разработки концепции и технического предложения, на 20 % – фазой проектирования, на 20 % – фазой изготовления, на 30 % – фазой сдачи объекта и завершения проекта ИС.

2. На обнаружение ошибок, допущенных на этапе системного проектирования, расходуется вдвое больше времени, чем на последующих этапах, а их исправление обходится в пять раз дороже. Поэтому на начальных этапах проекта разработку КИС следует вести особенно тщательно.

3. Наиболее частыми ошибками, допускаемыми на начальных этапах проекта КИС, являются:

• неполное определение интересов заказчика;

• концентрация на маловажных, второстепенных интересах;

• неверная постановка исходной задачи;

• неполное или недостаточное понимание специфики и деталей объекта управления;

• некорректность функциональных спецификаций (системных требований);

• ошибки в определении требуемых ресурсов и сроков;

• редкая проверка на согласованность этапов и отсутствие контроля со стороны заказчика.

В методологии проектирования информационных систем под жизненным циклом ИС понимается непрерывный процесс, начиная с момента принятия решения о создании информационной системы и заканчивая моментом ее полного изъятия из эксплуатации. Полный жизненный цикл ИС обычно включает в себя: стратегическое планирование, анализ, проектирование, реализацию, внедрение и эксплуатацию.

Жизненный цикл ИС регламентируется международным стандартом ИСО 12207, определяющим структуру жизненного цикла, процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ИС. Так, например, структура жизненного цикла ИС базируется:

• на основных процессах жизненного цикла ИС – приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение;

вспомогательных процессах, обеспечивающих реализацию основных процессов, – документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, разрешение проблем;

организационных процессах – управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого жизненного цикла, обучение.

Среди основных процессов жизненного цикла ИС наибольшую практическую ценность имеют разработка, эксплуатация и сопровождение. Каждый из перечисленных процессов характеризуется вполне определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и искомыми результатами.

Разработка ИС, как правило, включает в себя фазы стратегического планирования, анализа, проектирования и реализации, или программирования, при этом предусматривается:

• выполнение комплекса работ по созданию информационного и программного обеспечения и их компонентов в соответствии с заданными требованиями;

• оформление проектной и эксплуатационной документации;

• подготовка материалов для тестирования разработанных программных продуктов;

• разработка материалов для организации обучения персонала.

Эксплуатация ИС включает в себя комплекс основных и подготовительных работ. К основным эксплуатационным работам относятся: непосредственно эксплуатация; локализация проблем и устранение причин их возникновения; модификация программного обеспечения; подготовка предложений по совершенствованию, развитию и модернизации системы, к подготовительным – конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей; обеспечение пользователей эксплуатационной документацией; обучение персонала.

Сопровождение ИС связано с организацией службы технической поддержки и обслуживания, играющей важную роль в работе любой КИС, поскольку квалифицированное техническое обслуживание – необходимое условие решения поставленных задач; ошибки обслуживающего персонала обусловливают финансовые потери, часто сопоставимые со стоимостью самой КИС.

Предварительные действия, связанные с организацией технического обслуживания КИС, предусматривают:

• выделение критических и наиболее ответственных узлов системы по критериям минимизации простоев и ресурсов для обслуживания ИС;

• определение перечня задач и функций технического обслуживания, а также уровней ответственности с декомпозицией их на внутренние (решение обслуживающим подразделением) и внешние (решение специализированными сервисными организациями);

• анализ имеющихся внутренних и внешних ресурсов технического обслуживания ИС с учетом перечня описанных задач, функций и компетенций по критериям: наличие гарантии на оборудование, состояние ремонтного фонда, квалификация персонала;

• подготовку плана организации технического обслуживания с определением этапов исполняемых действий, сроков, объемов, затрат, степени ответственности и личностных способностей и компетенции исполнителей по администрированию и быстрому восстановлению работоспособности системы при ее сбоях и отказах.

Управление конфигурацией – один из вспомогательных процессов, поддерживающий основные процессы жизненного цикла ИС, прежде всего процессы ее разработки и сопровождения. При разработке проектов сложных КИС (вариантов реализации или версий одной реализации) возникает проблема учета их связей и функций, создания единой структуры и ее развития. Управление конфигурацией позволяет системно организовывать, учитывать и контролировать внесение изменений в различные компоненты КИС на всех стадиях ее жизненного цикла.

Техническое и организационное обеспечение управления проектом включает:

• выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта;

• определение методов описания промежуточных состояний разработки;

• выбор или разработку методов и средств испытаний созданного программного обеспечения;

• обучение персонала.

Обеспечение качества проекта связано с верификацией, проверкой и тестированием компонентов ИС. Верификация – это процесс определения соответствия текущего состояния разработки ИС, достигнутого на данном этапе, требованиям этого этапа. Проверка – это процесс определения соответствия параметров разработки ИС исходным требованиям. Проверка частично совпадает с тестированием, осуществляемым для выявления различий между реальными и ожидаемыми результатами и оценки соответствия характеристик ИС исходным требованиям.

Известен корпоративный стандарт, предложенный фирмой Rational Software, которая является одной из ведущих фирм на мировом рынке программного обеспечения и средств разработки ИС. Согласно этому стандарту жизненный цикл информационной системы включает четыре стадии: 1) начало; 2) уточнение; 3) конструирование; 4) переход (передача в эксплуатацию). Границы каждой стадии определяются некоторыми критическими моментами времени, в которые необходимо принимать те или иные решения, стремясь к достижению ключевых целей проекта.

На начальной стадии устанавливаются область и границы применения системы, идентифицируются все внешние объекты, с которыми взаимодействует разрабатываемая система, уточняется характер этого взаимодействия на высоком уровне, а также все функциональные возможности системы с описанием наиболее существенных из них. Здесь же рекомендуется оценить:

• критерии успеха разработки;

• уровень риска и объем ресурсов, необходимых для выполнения разработки;

• качество календарного плана с указанием сроков завершения основных этапов.

На стадии уточнения осуществляются:

• анализ прикладной области;

• разработка архитектуры ИС с учетом специфики и назначения разрабатываемой системы в целом, взаимосвязей между ее составляющими и функциональных возможностей системы;

• анализ архитектурных решений и способов устранения главных элементов риска, содержащихся в проекте.

На стадии конструирования разрабатывается законченное изделие, готовое к передаче пользователю, а по ее окончании оценивается работоспособность разработанного программного обеспечения.

На стадии перехода производится передача разработанного программного обеспечения пользователям и его корректировка при обнаружении ошибок и недоработок. В конце этой стадии определяется степень достижения целей разработки.

4.5. Модели жизненного цикла информационной системы

Моделью жизненного цикла ИС называют некоторую структуру, определяющую последовательность процессов, действий и задач, которые реализуются на протяжении ее жизненного цикла, а также взаимосвязи между этими процессами, действиями и задачами.

Стандарт ИСО 12207 пригоден для любых моделей жизненного цикла, методологий и технологий разработки ИС без конкретизации методов их реализации, действий и задач каждого из этапов жизненного цикла, но с описанием структуры этих процессов. Так как модель жизненного цикла ИС зависит от ее специфики и условий создания и функционирования, то всегда необходима привязка ИС к определенной предметной области.

Сегодня в практике создания ИС применяются следующие модели жизненного цикла: 1) каскадная модель, иногда также называемая моделью «водопад» (waterfall); 2) спиральная модель.

Каскадная модель разработки ИС

В каскадной модели предусматривается последовательная организация работ с разбиением их на этапы и переходом с одного этапа на следующий лишь по окончании работ на предыдущем этапе. Каждый этап сопровождается выпуском полного комплекта документации, достаточной для продолжения разработки ИС даже другой командой проектировщиков.

В этой модели можно выделить следующие этапы разработки, практически не зависящие от предметной области (рис. 13, а, б; табл. 7):

• анализ требований заказчика;

• проектирование и разработка ИС;

• тестирование и опытная эксплуатация ИС;

• сдача готового программного продукта.

а)

Анализ

Проектирование

Разработка

Тестирование

Сдача

Анализ

Проектирование

Разработка

Тестирование

Сдача

б)

Рис. 13. Каскадная модель разработки ИС:

а – теоретическая; б – практическая

На первом этапе анализируется проблема, которую необходимо решить, четко формулируются все требования заказчика. Результат, получаемый на данном этапе, – техническое задание (задание на разработку), согласованное со всеми заинтересованными сторонами.

На втором этапе разрабатываются проектные решения, которые должны удовлетворять всем требованиям, сформулированным в техническом задании на ИС. Результат данного этапа – комплект проектной документации, содержащей все необходимые данные для реализации проекта.

Третий этап – реализация проекта ИС, разработка программного обеспечения любым из возможных способов в соответствии с проектными решениями, полученными на предыдущем этапе. Результат выполнения данного этапа – готовый к практическому применению программный продукт.

На четвертом этапе проводятся тестирование и проверка полученного программного обеспечения на предмет его соответствия требованиям технического задания. Опытная эксплуатация ПО позволяет выявить его скрытые недостатки, проявляющиеся в слабом учете специфики условий работы будущей ИС.

Таблица 7

Особенности каскадной модели

жизненного цикла ИС

достоинства модели

Недостатки модели

1. На каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности.

2. На заключительных этапах жизненного цикла разрабатывается документация, охватывающая все предусмотренные стандартами виды обеспечения ИС – организационное, методическое, информационное, программное, аппаратное.

3. Выполняемые в логической последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения и оценивать затраты.

4. Модель хорошо подходит для построения ИС (сложные расчетные системы, системы реального времени), для которых с самого начала разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования и предоставить разработчикам свободу выбора реализации, наилучшей с технической точки зрения.

1. Существенная задержка в получении результатов.

2. Ошибки и недоработки на любом из этапов выявляются, как правило, на последующих этапах работ, что приводит к необходимости возврата на предыдущие стадии.

3. Сложность распараллеливания работ по проекту.

4. Чрезмерная информационная насыщенность каждого из этапов.

5. Сложность управления проектом.

6. Высокий уровень риска и ненадежность инвестиций.

На пятом этапе осуществляются сдача готового проекта заказчику и подтверждение того, что все требования технического задания соблюдены полностью.

В каскадной модели обычно необходимы итерационные процедуры для уточнения требований к системе, выбора вариантов проектных решений, их изменений и дополнений при дальнейшем развитии ИС и ее компонентов. Главный недостаток каскадной модели заключается в том, что недоработки предыдущего уровня могут обнаруживаться не сразу на последующем уровне, а позже, например, на стадии опытной эксплуатации. Так как работа над ИС может быть возвращена с любого этапа на любой предыдущий этап, то в реальности каскадная схема разработки ИС имеет более сложный вид (рис. 13, б).

Причины подобной ситуации состоят в следующем:

• экспертами описания предметной области ИС обычно выступают будущие пользователи системы, которые, как правило, не умеют четко сформулировать свои желания и потребности по отношению к ИС; заказчики и разработчики ИС часто неадекватно понимают друг друга (исполнители обычно не являются специалистами в предметной области, решаемой задаче, а заказчики далеки от программирования);

• отсутствие параллелизма при каскадной модели негативно отражается на исполнении проекта и загрузке специалистов (во время анализа предметной области проектировщики, специалисты по тестированию и администрированию слабо загружены работой); кроме того, сложно вносить изменения в проект по завершению этапа и передаче проекта на следующую стадию, а при нахождении разработчиками более эффективного решения его нельзя реализовать, пока не выполнено более раннее решение, поэтому доработка проекта ИС часто исключается или существенно затрудняется;

• внесение изменений в одну из частей проекта при каскадной модели обусловливает оповещение всех разработчиков, использовавших ее ранее (в сложной ИС при множестве взаимосвязанных подсистем разработчикам важно синхронизировать внутреннюю документацию, своевременно знакомиться с изменениями, оценивая их влияние на уже полученные результаты, проводя повторное тестирование, внося изменения в готовые части проекта, отражая их во внутренней документации и рассылая исправления всем группам разработчиков);

• изменение состава разработчиков требует помимо изучения нового материала анализа старой информации: чем сложнее проект, тем больше времени необходимо для ознакомления новичков с сутью дела;

• обнаружение ошибок на каком-либо из этапов обусловливает возврат к предыдущим этапам выполнения проекта и вызывает дополнительные сложности в управлении проектом (лица, допустившие просчеты и ошибки, вынуждены прерывать текущую работу над новым проектом, заниматься их исправлением, срывая сроки выполнения как исправляемого, так и нового проектов).

Упростить взаимодействие между группами разработчиков и снизить информационную перенасыщенность документации можно, уменьшив число связей между частями проекта, однако не каждую информационную систему можно декомпозировать на ряд слабо связанных подсистем.

Возврат проекта ИС на предыдущую стадию обычно сопряжен с поиском виновных, усложнением отношений между коллективами разработчиков, оценкой руководителей не по их высокой квалификации и опыту, а по умению отстаивать и защищать своих подчиненных, обеспечивать им более удобные и комфортные условия для работы. В итоге появляется опасность снижения квалификации и творческого потенциала всей команды, их замены организационным руководством, проработкой и формальным исполнением должностных инструкций. Руководитель, не умеющий организовать работу, начинает бороться за дисциплину. Возникает несовместимость дисциплины и творчества: чем строже дисциплина, тем ниже уровень творческой атмосферы в коллективе и тем выше готовность наиболее одаренных сотрудников покинуть коллектив.

Чем сложнее проект ИС, тем более запутаны взаимосвязи между его частями и тем дольше каждый из этапов разработки. Реальная оценка итогов возможна лишь на этапе тестирования, по завершении всех предыдущих этапов (анализа, проектирования и разработки ИС), требующих много времени и средств. Возврат на предыдущие стадии проекта ИС обусловлен не только ошибками, но и изменениями в предметной области или требованиях заказчика, а также априорной вероятностью того, что разработка проекта «зациклится» еще до сдачи проекта в эксплуатацию. При этом расходы на проект резко возрастают, а сроки сдачи готового продукта отсрочиваются во времени. Разработка сложных проектов ИС с использованием каскадной модели характеризуется повышенным уровнем риска, что подтверждено практикой: в США более 31 % проектов ИС (IТ-проектов) заканчивается провалом, 53 % – почти двойным перерасходом бюджета (в среднем на 189%) и лишь 16,2 % проектов реализуется в заданные сроки и укладывается в бюджетные объемы финансирования.

Спиральная модель разработки ИС

В основу спиральной модели, в отличие от каскадной, заложен итерационный процесс разработки информационной системы. При этом возрастает значимость начальных этапов жизненного цикла – анализа и проектирования, на которых осуществляются проверка и обоснованность оригинальности, жизнеспособности и реализуемости выбранных решений, а также создание прототипов ИС.

Каждая итерация, представляющая собой законченный цикл разработки, обеспечивает выпуск внутренней или внешней версии изделия (части конечного продукта), совершенствуемой от итерации к итерации и предстающей в итоге в виде законченной системы (рис. 14).

Анализ

Проектирование

Разработка

Интеграция

Формулировка требований

Версия 1

Версия 2

Версия n

Рис. 14. Спиральная модель жизненного цикла ИС

Каждый виток спиральной модели соответствует созданию фрагмента или версии программного продукта. На следующем витке спирали осуществляется углубление и конкретизация частей проекта с уточнением его целей и характеристик, повышением его уровня качества, детализацией планирования работы для их окончательной реализации. Главная задача каждой итерации – максимально быстро создать работоспособный продукт и продемонстрировать его заказчику и пользователям будущей ИС.

Спиральная модель позволяет переходить на следующий этап проекта, не завершив полностью работы на текущем этапе. При этом остается возможность их реализации на последующей итерации, что позволяет снизить уровни рисков, связанных со временем разработки, по сравнению с каскадной моделью.

Таблица 8

Особенности спиральной модели жизненного цикла

информационной системы

Достоинства модели

Недостатки модели

1. Существенное упрощение внесения изменений в проект при изменении требований заказчика.

2. Постепенная интеграция элементов ИС в единое целое: интеграция начинается с меньшего количества элементов и требует, соответственно, меньших затрат (в каскадной модели интеграция занимает до 40 % всех затрат в конце проекта).

3. Уменьшение уровня рисков и их обнаружение во время интеграции: уровень рисков максимален в начале разработки проекта, но по мере разработки он быстро уменьшается.

4. Интеграция происходит уже на первой итерации, при этом выявляются пригодность используемых инструментальных средств и программного обеспечения, требуемая квалификация разработчиков и др.

5. Обеспечение гибкости в управлении проектом (возможность внесения тактических изменений в разрабатываемую ИС снижает риск неудачи в условиях конкуренции).

6. Повторное использование компонентов при программировании (упрощает выявление общих частей проекта при их частичной разработке и последующим совершенствовании по сравнению с их выделением в самом начале проекта). 7. Получение более надежной ИС из-за обнаружения и исправления ошибок и слабых мест, коррекции критических параметров и эффективности по мере использования системы (при каскадной модели это можно выполнить только перед внедрением системы).

8. Совершенствование процесса разработки благодаря анализу, проводимому в конце каждой итерации и позволяющему оценивать изменения в организации разработки ИС и улучшения ее на следующей итерации.

1. Для определения момента перехода на следующий этап необходимо введение ограничений по времени на каждый из этапов жизненного цикла (разработка ИС – не бесконечное совершенствование сделанного; завершать итерацию нужно строго по плану, даже если не вся работа закончена).

2. Планирование работ на основе статистических данных о разработке предыдущих проектов и с учетом личного опыта разработчиков ИС.


4.6. Технологии разработки информационных систем

Методология создания ИС состоит в организации процесса построения и управления им с целью гарантированного выполнения требований, предъявляемых как к самой системе, так и к характеристикам процесса разработки ИС. Применение соответствующих критериев оптимизации и инструментальных средств обусловливает создание ИС:

• адекватных целям и задачам предприятия, требованиям заказчика по автоматизации бизнес-процессов;

• отвечающих заданным параметрам качества, надежности, безопасности, эффективности при соблюдении фиксированного бюджета финансирования и сроков реализации проекта;

• характеризующихся простотой сопровождения, модификации и расширения ИС, высокой адаптацией к изменениям в условиях работы предприятия и внешней среды;

отвечающих требованиям открытости, переносимости, масштабируемости, возможности использования разработанных ранее и применяемых на предприятии комплексов технических средств и информационных технологий (программного обеспечения, баз данных, компьютеров, оргтехники, телекоммуникаций).

Методологии, технологии и инструментальные средства проектирования, входящие в состав CASE-средств, – основа проекта любой КИС. Методология реализуется через конкретные технологии и поддерживающие их стандарты, методики и инструментальные средства, в комплексе обеспечивающие выполнение процессов жизненного цикла информационных систем. Технологии проектирования ИС базируются на технологических инструкциях, состоящих из описания последовательностей технологических операций, условий их выполнения и описаний самих операций.

Технология проектирования ИС обычно включает:

• заданную последовательность выполнения технологических операций проектирования;

• критерии и правила, используемые при оценке результатов выполнения технологических операций;

• графические и текстовые средства (нотации) для описания проектируемой системы.

Каждая технологическая операция обеспечивается:

• исходными данными или данными, которые получены на предыдущей операции, представленными в стандартном виде;

• методическими материалами, инструкциями, нормативами и стандартами;

• программными и техническими средствами;

• специалистами-исполнителями.

Результаты выполнения операции должны быть представлены в некотором стандартном виде, что позволяет адекватно их воспринимать и использовать в качестве исходных данных для выполнения последующей технологической операции.

К общим требованиям, предъявляемым к технологии проектирования, разработки и сопровождения ИС, относятся:

• поддержание полного жизненного цикла ИС;

• гарантия достижения целей разработки системы с заданным качеством и в установленные сроки;

• декомпозиция проекта на части, слабо связанные по данным или функциям, и их разработка небольшими (3–7 человек) группами исполнителей с последующей интеграцией этих частей;

• минимальное время на создание отдельных работоспособных подсистем;

• при полностью завершенном проекте последовательное внедрение разработанной ИС по отдельным подсистемам;

• быстрая реализация ИС при оптимальном числе разработчиков (привлечение множества разработчиков часто дает более низкий эффект);

• возможность управления конфигурацией проекта, автоматического ведения версий проекта и его составляющих, выпуска проектной документации и синхронизации ее версий с версиями проекта.

Контрольные вопросы

  1.  Назовите общие функции информационных систем.
  2.  Какие две основные задачи решают при создании информационных систем?
  3.  Назовите типовые функциональные компоненты информационной системы.
  4.  Что такое проект и каковы его характеристики как объекта управления?
  5.  По каким признакам можно классифицировать проекты?
  6.  Какие этапы присущи созданию информационных систем?
  7.  Что такое полный жизненный цикл информационной системы и какие процессы он включает?
  8.  В чем заключаются достоинства и недостатки каскадной и спиральной моделей жизненного цикла информационной системы?
  9.  Что включается в понятие технологии проектирования информационных систем?


Глава 5

Информационные процессы

5.1. Номенклатура информационных процессов

Основой понятия «информационный процесс» является термин «процесс», который означает, что что-то происходит, совершается, т. е. изменяется с течением времени. В природе нескончаемо что-нибудь происходит. Естественным изменениям, т. е. таким процессам, как старение, выветривание, эрозия, подвержены даже такие объекты, которые нам кажутся очень стабильными, неизменными, например, скалы и горы. То же самое относится и к процессу существования живого существа.

Наряду с естественными процессами человек организует искусственные процессы с целью осуществления необходимых или желательных для него изменений. Такие изменения служат удовлетворению человеческих потребностей. Хотя человек и подчиняется законам природы, все же он может ускорить, усилить или улучшить некоторые природные процессы или их свойства.

Целенаправленное изменение определенных объектов имеет для людей жизненную важность. Искусственные процессы, в которых те или иные свойства объекта действия претерпевают соответствующие изменения при участии людей и технических средств, вследствие чего достигается его желаемое состояние, называют преобразованиями.

Процесс (в широком смысле) – последовательная смена в развитии явлений, состояний и изменений.

Процесс (в узком смысле) – совокупность последовательных действий, направленных на достижение определенных результатов.

Информационный процесссовокупность действий, производимых над информацией, для преобразования или сохранения ее формы и (или) содержания в соответствии с поставленными целями.

Качественная специфика информационной деятельности находит выражение в номенклатуре составляющих ее процессов. Как уже отмечалось, процессная структура информационной деятельности не определена однозначно, является предметом научного поиска и обсуждения. Чаще других в ряду информационных номинируются следующие процессы: создание, сбор, запись (фиксация), ввод, вывод, представление, обработка, кодирование, поиск, идентификация, отбор, хранение, актуализация, накопление, тиражирование (копирование), обмен, передача, распространение, обслуживание, защита, использование информации. Очевидна необходимость четкого терминирования понятий, установления логических (включая иерархические) связей между ними, устранения синонимии, возможных лакун и избыточности.

Информационные процессы, согласно законодательству РФ (законы «Об информации, информатизации и защите информации», «Об участии в международном информационном обмене»), – процессы создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации.

ГОСТ 7.0-99 «Информационно-библиотечная деятельность, библиография» определяет следующую номенклатуру информационных процессов: сбор, создание, хранение, накопление, поиск, вывод, копирование, передача и распространение информации.

Не претендуя на бесспорность позиции и признавая возможность ее корректировки и уточнения, к сущностным процессам информационной технологии будем относить (рис. 15):

  1.  генерирование (возникновение, порождение) информации;
  2.  восприятие информации;
  3.  сбор, регистрация информации;
  4.  передача информации;
  5.  обработка информации;
  6.  хранение информации;
  7.  поиск информации.

5.2. Генерирование информации

Генерированием информации называют всю совокупность процессов, в итоге которых возникает новая информация. При этом, под новой понимается такая информация, которая отсутствует в системе и которую нельзя получить на основе имеющейся. Новая информация может генерироваться как человеком, так и техническими устройствами. Общее содержание процесса генерирования показано на рисунке 16.

Сбор, регистрация информации

Передача

информации

Обработка

информации

Поиск

информации

Восприятие

информации

Отображение информации

Генерирование информации

Накопление и хранение

Принятие

решений

Изменяющийся мир            Изменяющийся мир

Рис. 15. Логическая модель информационных процессов

Генерирование информации человеком

Контроль информации на объективность и достоверность

Семантический контроль информации

Подготовка и ввод информации в систему

Синтаксический контроль информации

Генерирование техническим устройством

Подготовка и ввод информации в систему

Синтаксический контроль информации

Подготовка информации к передаче

Да

Да

Да

Да

Нет

Нет

Нет

Нет

Рис. 16. Структура и содержание процесса генерирования информации

5.3. Восприятие информации

Восприятие информации – процесс преобразования сведений, поступающих в техническую систему или живой организм из внешнего мира, в форму, пригодную для дальнейшего использования.

Благодаря восприятию информации обеспечивается связь системы с внешней средой. Восприятие информации необходимо для любой информационной системы, коль скоро она претендует на какую-либо полезность.

Современные информационные системы, создаваемые, как правило, на базе ЭВМ, в качестве своей составной части имеют более или менее развитую систему восприятия. Система восприятия информации может представлять собой достаточно сложный комплекс программных и технических средств. Для развитых систем восприятия можно выделить несколько этапов переработки поступающей информации: предварительная обработка для приведения входных данных к стандартному виду для данной системы, выделение в поступающей информации семантически и прагматически значимых информационных единиц, распознавание объектов и ситуаций, коррекция внутренней модели мира. В зависимости от анализаторов, входящих в комплекс технических средств системы восприятия, организуется восприятие зрительной, акустической и других видов информации. Кроме того, различают статическое и динамическое восприятие. В последнем случае особо выделяют системы восприятия, функционирующие в том же темпе, в каком происходят изменения в окружающей среде. Важнейшей проблемой восприятия информации является проблема интеграции информации, поступающей из различных источников и от анализаторов разного в пределах одной ситуации. Кратко рассмотрим процесс восприятия наиболее важного вида информации – зрительной.

Можно выделить несколько уровней зрительного восприятия.

1. Получение изображения, поступающего от рецепторов. Как правило, к ЭВМ подключают специальные устройства цифрового ввода изображения, в которых яркость каждой точки изображения кодируется одним или несколькими двоичными числами.

2. Построение образной модели. На этом уровне с помощью специально разработанных алгоритмов происходит обнаружение объектов в описании сцены и разбиение изображений на значимые сегменты. Эффективность алгоритмов анализа сцен определяет скорость работы системы восприятия.

00000000000000

01000010000000

00100100000000

00010100000000

00001000101010

00010000011100

01100000101010

00000000000000

00000000000000

Анализ сцены

10101

01110

10101

100001

010010

001010

000100

001000

110000

Распоз-

навание образов

Далее возможно, например, обращение к словарю системы для обнаружения в нем считанного слова и определение его семантики

Работа анализатора – цифровой ввод информации

(21,8)

Порядковые номера букв в русском алфавите

УЖ

Рис. 17. Работа системы зрительного восприятия

текстовой информации

3. Построение образно-семантической модели. На этом уровне за счет информации, имеющейся во внутренней модели внешнего мира, и за счет знаний, хранящихся в ней, опознаются выделенные на предшествующем уровне объекты и между ними устанавливаются пространственные, временные и другие виды отношений. В технических системах на этом уровне восприятия используются методы распознания образов. Полученные знания о текущей ситуации могут использоваться в дальнейшей работе. На рисунке 17 представлена система зрительного восприятия текстовой информации.

5.4. Сбор и регистрация информации

С точки зрения информационной системы в целом, система восприятия осуществляет первичную обработку собираемой извне информации. В свою очередь, для системы восприятия первичную обработку информации производит система сбора информации. Нередко на практике встречаются информационные системы, не обладающие развитой системой восприятия информации. В последнем случае система восприятия представляет собой просто систему сбора информации.

Система сбора формации может представлять собой сложный программно-аппаратный комплекс. Современные системы сбора информации не только обеспечивают кодирование информации и ее ввод в ЭВМ, но и выполняют первичную обработку этой информации.

Сбор информации – это процесс получения информации из внешнего мира и приведение ее к виду, стандартному для данной информационной системы. Обмен информацией между воспринимающей информацию системой и окружающей средой осуществляется посредством сигналов.

Сигнал определяют как средство передачи информации в пространстве и времени. В качестве носителя сигнала могут выступать звук, свет, электрический ток, магнитное поле и т. п. Подобно живым организмам, воспринимающим сигналы из внешней среды с помощью специальных органов (обоняния, осязания, слуха, зрения), технические системы для приема сигналов из окружающего мира имеют специальные устройства.

Вне зависимости от носителя информации (сигнала) типичный процесс обработки сигнала может быть описан следующими процедурами.

Первая процедура. Сбор осуществляется либо с датчиков информации, встроенных в технологические или производственные процессы, с контрольно-измерительных приборов либо путем съема данных: графиков, чертежей, схем, номенклатур, прейскурантов, спецификаций и т. д.

Рассмотрим подробнее данную процедуру. Съем информации, или измерение, – это процесс получения количественного значения показателя, характеризующего объекты и процессы хозяйственной деятельности, и по степени автоматизации его можно подразделить на следующие виды:

• ручной съем (подсчет);

• полуавтоматический (например, с помощью весов-автоматов);

• автоматический (например, с использованием счетчиков или датчиков единичных сигналов).

К современным средствам измерения и счета относятся, например, электронные весы модели CAS LP-15, которые предназначены для использования в расфасовочных отделах продовольственных магазинов. С помощью весов можно выполнить операции: взвешивание упаковки с товаром; перемножение веса на цену, печать этикетки со стоимостью упакованного товара; передача сообщений компьютеру, который осуществляет учет движения товаров; прием от компьютера сведений об изменении номенклатуры товаров и цен; накопление данных о выполненных взвешиваниях. Такие весы могут использоваться как автономно, так и в составе системы учета движения товаров в магазине.

Счетчики применяют в тех случаях, когда производство имеет крупносерийный или массовый характер. Счетчиками оснащаются производственные автоматы, штамповочные прессы, маркировочные машины.

Другими устройствами являются измерители потоков (расходомеры), когда объектами измерения являются жидкость или газ. Примером может служить топливомер на автоматизированной АЗС, используемый для измерения отпуска количества горючего. К подобным устройствам относятся также машинка для счета банкнот, средства безналичного денежного обращения с использованием пластиковых карт и др.

Машинка для счета банкнот используется для пересчета различных купюр в пачках до 999 листов и вычисления суммы, установления числа листов, которое необходимо отсчитать, выбрасывания мятых и поврежденных купюр.

Средства организации безналичного денежного обращения на основе кредитных карт (КК) позволяют оплачивать, не пользуясь наличными деньгами, различные товары и услуги (телефонные разговоры, проезд в метрополитене и др.). В настоящее время наиболее употребительны три вида КК: с магнитными полосками; с памятью на микросхемах; содержащие микропроцессор, полупостоянную и оперативную память, схему защиты (так называемые интеллектуальные карты).

Вторая процедура. Снятая непрерывная информация подвергается операциям преобразования и кодирования. Эти операции выполняются алфавитно-цифровыми преобразователями (АЦП). При преобразовании осуществляется дискретизация непрерывной величины. Эту операцию могут выполнять и датчики. При кодировании дискретное значение непрерывной величины превращается в код. Физически код представляет собой некоторую последовательность импульсов, распределенных во времени либо в пространстве. Он включает в себя ряд элементов, каждый из которых содержит определенное количество информации.

Третья процедура. Представленные в кодированном виде значения исходной информации хранятся в накопительных устройствах H1….Hi, и через коммутатор (К) по определенному закону выводятся на следующую фазу преобразования информации. Режим функционирования коммутатора задается устройством программного управления (УПУ). При этом могут реализовываться режимы циклического опроса, случайного поиска, опроса по загрузке накопителей, а также по заданным приоритетам (см. рисунок 18).

Технологическое оборудование

Д

Д

Д

Д

Д

Д

АЦП1

АЦП2

АЦП3

АЦП4

АЦП5

АЦПm

Н1

Н2

Н3

Н4

Н5

Нi

Коммутатор

Рис. 18. Автоматический способ сбора информации

Эта операция также может быть осуществлена ручным, полуавтоматическим и автоматическим способами с централизованной или децентрализованной организацией работ. Полуавтоматический и автоматический способы сбора информации применяются для получения массовой информации в производственных цехах. Для централизованной организации работ характерны периодический опрос удаленных пунктов регистрации первичной информации, находящихся на рабочих местах, выполняемых автоматически, передача этой информации на центральную ЭВМ вычислительного комплекса для учета, контроля выработки продукции и выдачи нового задания. Децентрализованный метод сбора – это метод, при котором передача информации осуществляется с удаленных пунктов по мере накопления информации или по окончании некоторого периода времени, например, смены. На рисунке 18 представлена структура процесса сбора информации, осуществляемая автоматическим способом.

Важным процессом является регистрация информации, которая представляет собой нанесение количественных характеристик и признаков на какой-либо носитель. Регистрация информации может выполняться следующими способами:

• ручным – заполнение бланков первичных документов на бумажном носителе вручную;

• механическим – при вводе информации с клавиатуры в экранные формы ЭВМ или при использовании устройств регистрации информации, типа пишущих машинок, с занесением информации в первичные документы и одновременной записью ее на магнитные носители или машиночитаемые документы;

• полуавтоматическим, когда часть информации автоматически заносится с магнитных носителей или из оперативной памяти устройства (например, при использовании кассовых аппаратов, регистраторов производства или бухгалтерских фактурных машин).

В процессе регистрации информации осуществляется идентификация всех компонентов, участвующих в хозяйственных операциях, указывается количественная характеристика процесса, выявленная при съеме информации, а также выполняется привязка всей записи ко времени. Идентификация компонентов хозяйственной операции (станка, рабочего, детали и т. д.) – это определение кода конкретного компонента, который может быть числовым, алфавитным или смешанным и который может быть введен в документ вручную по классификатору, с помощью специального считывающего устройства, читающего штрих-код, нанесенный, например, на деталь или путем выборки из списка кодов и наименований компонентов. Этот код хранится в оперативной памяти регистрирующего устройства.

К этой категории относятся устройства регистрации производства, имеющие в своем составе пульты ввода информации с рабочих мест, счетчики единичных сигналов, устройства памяти на дисках, а также электронные кассовые аппараты. Например, кассовый аппарат типа IPC POS-IIS позволяет выполнять такие операции, как регистрация продаж с умножением количества на цену; прием данных с клавиатуры, с электронных весов, от считывателя штрих-кодов, от считывателя магнитных карт; корректировка регистрации с возвратом денег; расчет промежуточных итогов, подсчет сдачи; прием платы наличными деньгами или кредитными картами; пересчет платы в другую валюту; расчет налогов, скидок; ведение денежных и операционных регистров; запись итоговых показаний регистров в фискальную память со сроком хранения до 10 лет; выдача отчетов; выдача данных в канал связи и на технический носитель. В памяти аппарата могут храниться данные по 10000 товарам, один аппарат могут использовать до 99 кассиров. Первичные данные о продажах фиксируются на машинных носителях и могут быть использованы в системе управления магазином.

Для обеспечения достоверности информации при выполнении операции регистрации применяют несколько методов контроля, набор которых наиболее широко представлен при полуавтоматическом способе регистрации информации, где можно выделить следующие методы:

• визуальный контроль на экране регистратора;

• двойной ввод информации;

• контроль идентификатора по списку;

• контроль вводимой информации по формату;

• контроль идентификаторов по модулю;

• контроль по сумме сообщений;

• контрольные суммы по каждому сообщению;

• общий аппаратный контроль по модулю 2.

В контексте библиотечно-информационного подхода сбор информации определяется как процесс установления по содержательным и формальным признакам необходимых документов или данных с последующим извлечением их из информационных потоков и массивов.

В зависимости от задач информационной службы процесс сбора информации может приобретать различные формы, например:

• комплектование фонда библиотеки, архива;

• формирование ассортимента книжного магазина, салона аудио-, видео-, мультимедийной продукции;

• прием рукописи в редакцию;

• сбор исходной информации для системы управления;

• проведение измерений показателей при помощи контрольно-измерительных приборов;

• отбор данных для фактографического досье, БД и т. п.

Сбор документов и сбор данных осуществляется по схожим алгоритмам (табл. 9).

Таблица 9

Алгоритмы процесса сбора информации

Сбор документов

Сбор данных

Выявление документов, необходимых информационной службе, по библиографическим, рекламным и иным источникам

Поиск источников необходимых данных

Отбор документов – установление соответствия выявленных документов профилю и задачам информационной службы

Отбор данных в источниках

Заказ документов – оформление заявки (договора) на их получение

Выявление условий и способов получения данных

Приобретение документов (покупка, обмен, безвозмездная передача)

Получение данных путем приобретения, извлечения, измерения, копирования или заимствования

Регистрация приобретенных документов

Ввод данных в информационную систему

5.5. Обработка информации

Обработка информации – процессы преобразования формы и (или) содержания документов или данных. Цель этих преобразований – изменение состояния информации, придание ей новых свойств.

Различают техническую и семантическую обработку информации.

Техническая обработка информации – не связанные с анализом содержания действия над формой документов или данных, обеспечивающие возможность их включения в организованные информационные массивы, а также информационный поиск и использование потребителями. Форма, в которой представлены документы или данные, должна быть удобна для их передачи, хранения и использования. Примерами технической обработки могут служить:

конвертирование – изменение формы представления данных в соответствии с определенными правилами при сохранении содержащейся в них информации. Процесс актуален для создания распределенных электронных массивов (сводных каталогов, полнотекстовых баз данных, электронных библиотек), когда отдельные участники корпоративного проекта работают в различных программных средах;

трансформирование – перенесение данных с одного носителя на другой (сканирование печатного текста; преобразование цифровых сигналов в аналоговую форму для передачи их по каналам связи; преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму для обработки их компьютерными средствами; вывод на печать компьютерного файла);

форматирование – представление данных в соответствии с принятым форматом; соблюдение правил оформления текста (установка границ страницы и требуемого интервала между строками, формирование абзацев, выравнивание полей, центрирование заголовков; нумерация страниц и т. п.);

регистрация – запись документов в учетную форму (оформление накладных на реализуемую или приобретаемую литературу; учет входящей и исходящей корреспонденции в офисе и т. п.);

инвентаризация – составление перечня документов, подлежащих архивному, библиотечному, музейному и иному хранению, в порядке их поступления;

штрих-кодирование документов – маркировка документов штриховым кодом с целью контроля за их реализацией и использованием;

перепечатка рукописи после редакторской (авторской) правки.

Семантическая (аналитико-синтетическая) переработка информации – действия над содержанием документов или данных, связанные с анализом, извлечением необходимых сведений, их оценкой, сопоставлением и обобщением. Существует множество видов семантической обработки (переработки) информации. В основе каждого из них лежит информационный анализ – выявление и фиксация данных, актуальных для решения конкретной информационной задачи.

В практике аналитико-синтетической переработки документов широкое распространение получили методы информационного свертывания – сокращения физического объема текста за счет концентрированного изложения и устранения избыточности информации (табл. 10).

Таблица 10

Информационное свертывание документов

Вид информационного свертывания

Результат информационного свертывания

Составление библиографического описания – выявление и фиксация но установленным правилам библиографических сведений о документе, необходимых и достаточных для его идентификации и обшей характеристики

Библиографическое описание

Индексирование – выражение содержания документа или информационного запроса на информационно-поисковом языке

Классификационный(ые) индекс(ы).

Предметная(ые) рубрика(и).

Ключевое(ые) слово(а).

Дескрипторе(ы)

Аннотирование – составление краткой характеристики документа с точки зрения его назначения, содержания, вида, формы и других особенностей

Аннотация


Реферирование – краткое точное изложение содержания документа, включающее основные фактические сведения и выводы, без дополнительной интерпретации и критической оценки

Реферат.

Экспресс-информация

Фактографическое свертывание – выделение (экстрагирование) наиболее информативных фрагментов текста с целью безоценочного изложения отдельных фактов и концепций

Фактографическая справка.

Справочная статья.

Сравнительно-сопоставительная

Таблица.

Дайджест.

Конспектирование – письменное изложение основного содержания текста или выступления

Конспект. Протокол.

Стенограмма

Обзорно-аналитическая деятельность – обобщенная, интерпретированная характеристика какого-либо вопроса (темы, проблемы), подготовленная на основе анализа и синтеза информации, извлеченной из некоторого множества отобранных для этой цели документов

Аналитическая справка.

Библиографический обзор.

Реферативный обзор.

Аналитический обзор.

Свертывание информации обеспечивают следующие методы ее обработки:

• выделение ключевых (несущих основную смысловую нагрузку) слов;

• перефразирование – изменение текста в сторону сокращения его объема;

• групповая характеристика документов, близких по содержанию или формальным признакам;

• экстрагирование – извлечение из текста наиболее информативных фрагментов;

• кодирование – выражение содержания информации при помощи условных обозначений (кодов, индексов, рубрик, искусственных информационно-поисковых языков) и др.

Если правила преобразования информации строго формализованы и разработан алгоритм их реализации, то появляется возможность автоматизировать процесс обработки информации. Автоматизированная обработка информации основывается на том, что преобразование информации по формальным правилам не подразумевает ее осмысления: форма документа (его лексика, грамматика, структура) позволяет отыскивать элементы, выражающие смысл, содержание информационного сообщения.

Идея автоматизированного свертывания текстовой информации базируется на наблюдении, что для каждого документа ключевые слова, наиболее часто встречающиеся в тексте, несут основную смысловую нагрузку, используются для передачи авторской мысли. Разработаны количественные методы оценки семантической значимости отдельных предложений в тексте. Первый из них предполагает количественную оценку семантической значимости отдельных предложений для передачи смысла (основной идеи) текста:

где Vзначимость предложения; Nj – число значимых (специфичных для данной предметной области) слов в этом предложении; N – общее число слов в предложении.

Если отбирать наиболее значимые предложения и включать их в квазиреферат (мнимый реферат), то появится возможность «свернуть» текст до оптимального минимума, устранив избыточную информацию, и с достаточной степенью информативности передать его основное содержание.

Второй метод измерения количества информации, содержащегося в каждом из предложений, базируется на гипотезе: чем более важным является для некоторого текста тот или иной термин, тем чаще он встречается в нем. Необходимо произвести частотный анализ текста для определения частоты встречаемости в нем наиболее значимых терминов и понятий. В квазиреферат отбираются те предложения, которые содержат наибольшее количество терминов, чаще других повторяющихся в данном документе.

Аналогичные методы приемлемы и для автоматизированного аннотирования.

Автоматическое индексирование предполагает наличие электронных словарей (основ слов, окончаний и др.), образующих лексический аппарат свертывания и классификационных таблиц. Проводится морфологический анализ текста (или его реферата). Наиболее информативные для данной предметной области слова и словосочетания переводятся на информационно-поисковый язык.

Придание тексту новых качественных и формальных характеристик обеспечивают такие виды переработки информации, как:

• преобразование линейных текстов в гипертекст;

• перевод текста на другой язык;

• редактирование и др.

Например, в процессе редактирования происходит преобразование его содержания – литературное редактирование (корректировка текста, нормализация лексики, нормализация стиля, унификация структуры документа) и формы – техническое редактирование (определение форматов страниц, размещение текстовых блоков, выбор шрифтов для различных элементов документа, создание макета документа для полиграфического воспроизведения).

Компьютерные технологии востребованы при создании гипертекстовых документов, в системах машинного перевода, в редакционной практике (автоматическая рубрикация, форматирование, разметка текста и т. п.).

Для содержательной обработки данных используют различные методы анализа и синтеза информации: числовые расчеты; группировка; систематизация; ранжирование; сравнительно-сопоставительный анализ; обобщение; табличное и графическое представление данных и др.

5.6. Хранение информации

Хранение информации процесс обеспечения сохранности документов или данных, удовлетворительного состояния материального носителя, защиты от несанкционированного доступа и недозволенного использования.

Потребность в хранении информации зародилась вместе с человеческой цивилизацией. Исторически первоначальным хранилищем информации является память человека. Первые общественные хранилища информации – библиотеки и архивы – возникли с появлением первых форм документной информации – рукописей и рукописных книг. Сегодня, помимо библиотек и архивов, сохранность документов, «материализованного» в них общественного культурного достояния обеспечивают книжные палаты, видеотеки, фильмотеки, фонотеки, архивы, патентные бюро, музеи, картинные галереи, медиатеки, депозитарии. Все большее распространение получают хранилища компьютерной информации: базы и банки данных, базы знаний, автоматизированные информационно-поисковые системы, электронные библиотеки.

Хранение информации – это процесс передачи информации во времени, связанный с обеспечением неизменности состояний материального носителя. Для осуществления хранения информационная система должна воспринятую и, возможно, переработанную информацию преобразовать в физическое явление, т. е. занести на соответствующий носитель.

Носитель информации – материальный объект, содержащий информацию в зафиксированном виде и специально предназначенный для ее передачи во времени, т. е. хранения.

Носителями информации могут быть:

• объекты в неживой природе: система твердых тел, система жидкостей, носители информации в газообразных системах и во Вселенной;

• объекты в живой природе: в микромире, растительном мире, в мире животных;

• организм человека: нервная система человека (носители – отдельные структуры нервных клеток), физиологическая, психологическая система;

• объекты в социальной природе: персонал, организационные единицы (научные, производственные и т. п. организации), документы, символы, знаки, информационные системы, технологии и сети.

Носитель должен, с одной стороны, обладать легкостью изменения структуры при занесении на нее информации, подлежащей хранению, а с другой – устойчивостью к разрушению. Очевидно, что эти два свойства являются взаимоисключающими.

В социальной среде (обществе) различают носители для оперативного и долговременного хранения информации в соответствии с минимальным временем от момента занесения информации на носитель до ее обесценивания. Однако, точное время, когда информация обесценится полностью, неизвестно. Иногда информация, занесенная одним субъектом и в определенный момент времени, теряющая свое значение для него, приобретает значительную ценность для других субъектов.

В настоящее время наиболее распространенным носителем информации является бумага. Ее распространенность объясняется дешевизной и легкостью изменения отражательной способности поверхности. Воздействуя на бумагу различными красителями, можно заносить на нее любую графическую информацию – от текстов до многоцветных репродукций картин. Бумага является носителем с низкой стойкостью к различным природным факторам. Например, при повышенной влажности бумага разбухает и плесневеет, при пониженной – высыхает и ломается, она легко возгорается, обесцвечивается. Поэтому необходимо принимать меры к ее сохранности.

Рассмотрим различные виды носителей информации. В вычислительной технике принято выделять носители, предназначенные для использования человеком и машинные. Носители, предназначенные для использования человеком, могут быть «считаны» визуально или при наличии специальных преобразователей с помощью органов слуха.

Машинные носители различаются по материалу (бумажные, пластмассовые, металлические, комбинированные), по принципу изменения структуры (оптические, фотооптические, магнитные, полупроводниковые, диэлектрические, перфорационные), по методу считывания (контактные, оптические, магнитные, электрические).

С точки зрения применения различают носители с возможностью прямого доступа и с последовательным доступом. Носители второго типа являются обычно квазиодномерными, т. е. для того чтобы найти какую-то запись, хранящуюся на носителе, надо обязательно «просмотреть» все предыдущие записи. Типичный пример – магнитная лента. Носители с возможностью прямого доступа являются, как правило, многомерными, т. е. местоположение нужной записи на них задается не одной, а несколькими координатами.

Одним из важнейших критериев при выборе машинного носителя является его удельная емкость (количество информации, записанной в единице объема, на единице площади или длины). Этот параметр оказывает влияние не только на габариты носителя, но и на время доступа к нужной записи.

Свойство носителя информации, которое позволяет реализовать функции хранения информации, многократного ее использования, представления и воспроизведения информации называют памятью. Часто под памятью понимают запоминающее устройство, хранящее информацию.

Для реализации информационного процесса, связанного с хранением больших объемов информации, важное значение имеют такие характеристики запоминающих устройств, как емкость памяти, время доступа и плотность записи.

Емкостью памяти называют общую накопительную способность запоминающих устройств в единицах количества информации, обычно в алфавитно-цифровых знаках или байтах.

Временем доступа называют промежуток времени между поступлением в запоминающее устройство запроса на считывание или запись определенной информации и его /выполнением.

Плотность записи – это количество элементов носителя (каждый из которых используется для размещения одного бита информации) в единице объема, площади или длины (соответственно размерность бит/мм3, бит/мм2 или бит/мм). Чаще всего повышение плотности записи означает уменьшение стоимости носителя, отнесенной к биту.

Обычно, чем больше емкость запоминающего устройства, тем больше и время доступа.

Хранение и накопление информации вызвано многократным использованием, применением условно-постоянной, справочной и других видов информации, необходимостью комплектации первичных данных до их обработки. Назначение технологического процесса накопления данных состоит в создании, хранении и поддержании в актуальном состоянии информационного фонда, необходимого для выполнения функциональных задач системы управления. Хранение и накопление информации осуществляется в информационных базах, на машинных носителях в виде информационных массивов, где данные располагаются по установленному в процессе проектирования порядку.

Указанные функции, выполняемые в процессе накопления данных, реализуются по алгоритмам, разработанным на основе соответствующих математических моделей.

Процесс накопления данных состоит из ряда основных процедур, таких как выбор хранимых данных, хранение данных, их актуализация и извлечение.

Информационный фонд систем управления должен формироваться на основе принципов необходимой полноты и минимальной избыточности хранимой информации. Эти принципы реализуются процедурой выбора хранимых данных, в процессе выполнения которой производится анализ циркулирующих в системе данных, и на основе их группировки на входные, промежуточные и выходные определяется состав хранимых данных. Входные данные – это данные, получаемые из первичной информации и создающие информационный образ предметной области. Они подлежат хранению в первую очередь. Промежуточные данные – это данные, формирующиеся из других данных при алгоритмических преобразованиях. Как правило, они не хранятся, но накладывают ограничения на емкость оперативной памяти компьютера. Выходные данные являются результатом обработки первичных (входных) данных по соответствующей модели, они входят в состав управляющего информационного потока своего уровня и подлежат хранению в определенном временном интервале. Вообще, данные имеют свой жизненный цикл существования, который фактически и отображается в процедурах процесса накопления.

Процедура хранения состоит в том, чтобы сформировать и поддерживать структуру хранения данных в памяти ЭВМ. Современные структуры хранения данных должны быть независимы от программ, использующих эти данные, и реализовывать вышеуказанные принципы (полнота и минимальная избыточность). Такие структуры получили название баз данных. Осуществление процедур создания структуры хранения (базы данных), актуализации, извлечения и удаления данных производится с помощью специальных программ, называемых системами управления базами данных.

В процессе накопления данных важной процедурой является их актуализация. Под актуализацией понимается поддержание хранимых данных на уровне, соответствующем информационным потребностям решаемых задач в системе, где организована информационная технология. Актуализация данных осуществляется с помощью операций добавления новых данных к уже хранимым, корректировки (изменения значений или элементов структур) данных и их уничтожения, если данные устарели и уже не могут быть использованы при решении функциональных задач системы.

Процедура извлечения данных из базы необходима для пересылки требуемых данных либо для преобразования, или для отображения, а также для передачи по вычислительной сети.

При выполнении процедур актуализации и извлечения обязательно выполняются операции поиска данных по заданным признакам и их сортировки, состоящие в изменении порядка расположения данных при хранении или извлечении.

На логическом уровне все процедуры процесса накопления должны быть формализованы, что отображается в математических и алгоритмических моделях этих процедур.

Модель накопления данных формализует описание информационной базы, которая в компьютерном виде представляется базой данных. Процесс перехода от информационного (смыслового) уровня к физическому, описывается трехуровневой системой моделей представления информационной базы: концептуальной, логической и физической схем. Концептуальная схема информационной базы описывает информационное содержание предметной области, т. е. какая и в каком объеме информация должна накапливаться при реализации информационной технологии. Логическая схема информационной базы должна формализовано описать ее структуру и взаимосвязь элементов информации. При этом могут быть использованы различные подходы: реляционный, иерархический, сетевой. Выбор подхода определяет и систему управления базой данных, которая, в свою очередь, определяет физическую модель данных – физическую схему информационной базы, описывающую методы размещения данных и доступа к ним на машинных (физических) носителях информации, Модель данных – формализованное описание информационных структур и операций над ними.

Основным способом хранения документов является их консервация. Консервация осуществляется различными методами, в их числе:

соблюдение нормативных условий – режимов хранения (санитарно-гигиенического, температурно-влажностного, светового). С этой целью осуществляется гигиеническая обработка документов (очистка от механических повреждений), выявление и уничтожение микроскопических грибов (микологический надзор и дезинфекция); насекомых (энтомологический надзор и дезинсекция), грызунов (дератизация), повреждающих документы;

стабилизация – обработка, замедляющая старение и предотвращающая повреждение документа (нейтрализация кислотности, блокирование ионов тяжелых металлов, защита от биологического фактора путем обработки документов и помещений специальными веществами, использование защитных материалов для хранения документов);

реставрация – восстановление эксплуатационных свойств, а также формы и внешнего вида документа (ремонт, восполнение утраченных частей; механическая, ферментная, химическое очистка; отбеливание, упрочение, реконструкция переплета, укрепление блока, ламинирование и др.);

изготовление копии – воспроизведение документа на другом носителе в том же или ином формате с помощью различных технологий (фотокопии, ксерокопии, микрокопии, электронные копии).

Другим способом хранения документов и данных является архивирование. Архивирование – процесс обеспечения долговременного и эффективного хранения документов или данных, как правило, редко используемых. Методы архивирования:

резервное копирование документов или данных для оперативного восстановления их в случае разрушения или порчи;

сжатие информации с целью уменьшения объемов хранения и возможностью восстановления исходной формы документов или данных. Технологии микрокопирования обеспечивают сжатие информации за счет уменьшения размера текста или изображения. Компьютерные технологии «упаковки» информации используют преимущественно метод кодирования для создания копий файлов меньшего размера. Наиболее популярными программами архивирования данных являются программы ARJ, WinZip, WinRar. Современные технические и программные средства обеспечивают различные техники сжатия текстовой, графической, звуковой, видео-, анимированной информации и записи файлов на относительно недорогих и компактных носителях. Это позволяет существенно снижать объемы информационных массивов и затраты на их хранение.

5.7. Поиск информации

Поиск информации процесс выявления и отбора по заданным содержательным и формальным признакам документов или данных из информационных потоков или массивов.

Проблема поиска информации является наиболее проработанной в теории и практике информатики.

В процессе использования информации для выполнения разнообразных задач члены общества (художники, писатели, ученые и т. п.) выполняют информационный поиск – действия, методы и процедуры, позволяющие осуществлять отбор определенной информации из массива данных, удовлетворяя тем самым свою информационную потребность.

Характеристики предметной области, значения которых необходимо установить для выполнения поставленной задачи в практической деятельности, называют информационной потребностью.

Информационный поиск обеспечивается информационно-поисковой системой (ИПС) – совокупностью средств и методов, организованной в функциональную систему, выполняющую хранение и поиск информации. Для ИПС важным является информационный запрос, поступающий от потребителя, – текстовое выражение информационной потребности.

При информационном поиске приходится иметь дело с тремя основными понятиями: элементами (единицами) информации, характеристиками (свойствами, характеризующими информацию) и связями между характеристиками и элементами информации. Элементами информации может быть документ, описание документа, реферат, адрес документа и т. п. Характеристика – это свойство документа, его поисковый признак, дескриптор, ключевое слово, индекс и т. д. В задачах поиска предполагается отыскание элемента или элементов, связанных с заданной совокупностью характеристик, и наоборот.

Суть информационного поиска заключается в выделении в некотором множестве (информационном массиве) подмножества релевантных документов или данных, отвечающих запросу потребителя. Информационный поиск является реакцией на информационную потребность пользователя, выраженную в информационном запросе. Процесс информационного поиска на самом общем уровне описывается следующим алгоритмом:

1. Формулировка запроса, выделение в его структуре основных поисковых признаков: ключевых слов и понятий, предметов и аспектов поиска.

2. Идентификация данных: сравнение поисковых признаков с данными в информационном (поисковом) массиве.

3. Отбор: проверка выявленного подмассива документов или данных на соответствие заданным критериям поиска.

4. Структурирование (упорядочение) документов или данных в соответствии с логикой запроса.

В больших поисковых массивах непосредственный перебор всех элементов информации невозможен, поэтому информационный поиск осуществляется по краткому описанию элемента информации (например, содержания документов) – поисковому образу. Поисковый образ – текст, состоящий из лексических единиц информационно-поискового языка, выражающий содержание документа или информационного запроса и предназначенный для реализации информационного поиска. Поисковый образ, выражающий основное смысловое содержание документа, называют поисковым образом документа (ПОД). Поисковый образ, выражающий смысловое содержание информационного запроса, является поисковым образом запроса (ПОЗ).

Информационный поиск является сложным процессом, включающим множество процедур семантической обработки информации и запросов, от которой зависит его эффективность. Это достигается с помощью формулирования поискового предписания, т. е. текста, включающего поисковый образ запроса и указания о логических операциях, подлежащих выполнению в процессе информационного поиска.

Информационный поиск заключается в сравнении поискового образа документа с поисковым предписанием. При достаточно хорошем их совпадении считается, что документ, имеющий данный поисковый образ, удовлетворяет данному информационному запросу. Для объективной оценки соответствия поискового образа поисковому предписанию используются специальные критерии, называемые критериями выдачи. Критерий выдачи – совокупность признаков, по которым определяется степень соответствия поискового образа документа поисковому предписанию и принимается решение о выдаче или невыдаче данного документа в ответ на информационный запрос.

Соответствие полученной информации информационному запросу называют релевантностью. В тех случаях, когда потребитель информации нечетко выражает свои информационные потребности в информационном запросе, релевантная информация не будет в полной мере соответствовать информационным потребностям. Говорят, что информация не обладает свойством пертинентности. Таким образом, соответствие полученной информации информационной потребности называется пертинентностью.

При описании документов, поступающих в ИПС, и составлении информационных запросов возникает проблема сжатия информации с сохранением основного смыслового содержания текстов. Эта проблема относится к категории семантических и сводится, прежде всего, к построению искусственных информационно-поисковых языков. По ГОСТ 7.74 Информационно-поисковый язык (ИПЯ) – формализованный искусственный язык, предназначенный для индексирования документов, информационных запросов и описания фактов с целью последующего хранения и поиска. Выделяют следующие виды ИПЯ (см. рисунок 19).

ВИДЫ ИПЯ

ДОКУМЕНТАЛЬНЫЙ – предназначен для индексирования документов, частей документов с целью их последующего хранения и поиска

КЛАССИФИКАЦИОННЫЙ – предназначен для индексирования документов, частей документов и информационных запросов посредством понятий и кодов какой-либо классификационной системы

ПРЕДМЕТИЗАЦИОННЫЙ - предназначен для индексирования документов, частей документов и информационных запросов посредством предметных рубрик

ДЕСКРИПТОРНЫЙ – предназначен для координатного индексирования документов и информационных запросов посредствам дескрипторов или ключевых слов

ЯЗЫК КЛЮЧЕВЫХ СЛОВ – предназначен для индексирования документов и информационных запросов посредством ключевых слов

ФАКТОГРАФИЧЕСКИЙ – предназначен для индексирования описаний фактов и информационного поиска фактографических и информационных массивов

ОБЪЕКТНО-ПОИСКОВЫЙ – фактографический ИПЯ, предназначенный для индексирования описаний фактов в виде перечня объектов (предметов) с указанием относящихся к ним признаков (свойств) и соответствующих значений признаков

ВЕРБАЛЬНЫЙ – использует для представления своих лексических единиц слова и выражения естественного языка в их орфографической форме

Рис. 19. Классификация ИПЯ

Процесс выражения основного смыслового содержания элементов информации (составления поискового образа) с помощью информационно-поискового языка называется индексированием.

В зависимости от используемого ИПЯ, различают виды индексирования.

Классификационное индексирование (систематизация) – присвоение данным или документам классификационных индексов в соответствии с правилами какого-либо классификационного ИПЯ.

Предметное индексирование – индексирование предметного содержания документов.

Свободное индексирование – индексирование, технология которого не предусматривает замену ключевых слов текста в соответствии с рекомендациями специального словаря.

Координатное индексирование – индексирование, предусматривающее многоаспектное выражение основного смыслового содержания документа или смыслового содержания информационного запроса множеством ключевых слов или дескрипторов.

Фактографическое индексирование – индексирование, предусматривающее отражение в поисковом образе документа конкретных сведений (фактов).

Автоматизированное индексирование – индексирование, технология которого предусматривает использование формальных процедур, осуществляемых с помощью вычислительной техники, и включает применение интеллектуальных процедур при принятии основных решений о составе поискового образа.

Автоматическое индексирование: индексирование, технология которого предусматривает использование только формальных процедур обработки текста, осуществляемых с помощью вычислительной техники.

Качество индексирования оценивается характеристиками полноты и специфичностью индексирования. Полнота индексирования – степень отражения в поисковом образе аспектов содержания документа и (или) запроса. Специфичность индексирования – характеристика качества индексирования, определяемая отношением числа фактографических сведений и специфических терминов, отражающих содержание документа, к числу неспецифических общенаучных терминов в поисковом образе.

На практике наиболее часто встречаются три типа поисковых запросов.

Адресный запрос направляется для получения сведений о наличии в данном хранилище определенного издания. При этом задается библиографическое описание этого издания. Запрос назван адресным потому, что библиографическое описание является достаточным для нахождения адреса хранения требующегося документа.

Тематический запрос – это заявка на подбор документов по определенной теме.

При фактографическом запросе требуются справки типа консультации, например расшифровка условных обозначений, время жизни того или иного человека, значение физико-химических констант и т. п.

Реальные ИПС обычно специализируются на удовлетворении одного (иногда нескольких) типа запросов различными видами информационного поиска, отличающимся целями, средствами и объектом поиска.

Сущность задачи адресного поиска заключается в следующем. Документ рассматривается как объект, адрес которого в хранилище задан. Чтобы найти нужный документ, не нужно обращаться к его содержанию, оценивать по существу, а достаточно удостовериться, что заданный в запросе адрес соответствует адресу, проставленному на документе. Аналогичными задачами являются задачи поиска слов в словаре, жителей в городе по адресу и т. д. Для обеспечения адресного поиска нужно расположить объекты в хранилище в строго определенном порядке, чтобы каждый объект имел свой точный адрес. Этот порядок должен быть известен человеку, ведущему поиск. Типичным средством адресного поиска в библиотеках являются алфавитные и номерные каталоги и указатели.

Адресный поиск используется в ЭВМ, где каждая ячейка запоминающего устройства имеет свой адрес. Процесс обработки информации с помощью ЭВМ сводится к чередованию этапов адресного поиска информации, записанной в тех или иных ячейках, и этапов арифметических или логических операций над записями.

В ЭВМ применяются метод последовательного перебора, метод деления на части, ассоциативно-адресный метод и др. Метод последовательного перебора и метод последовательного деления на части аналогичны, по существу, методам организации и поиска материала в библиотечных каталогах. Адресный поиск является одним из наиболее распространенных видов поиска.

Под семантическим поиском понимается поиск элементов знания, фактов, концепций. Он осуществляется в соответствии с критерием релевантности, на базе которого определяется соответствие между содержанием информационного сообщения и содержанием запроса. Принципиальная разница между адресным и семантическим поиском состоит в том, что при адресном поиске сообщение рассматривается как материальный объект, а при семантическом поиске – как носитель знания, т. е. с точки зрения содержания. Адресный поиск выходит за пределы информационного поиска, семантический же поиск всегда является информационным. Семантический поиск требует тематического и фактографического запросов. Удовлетворение такого рода запросов невозможно без обращения к смыслу сообщения. Примерами семантического поиска являются поиск документов, относящихся к данной области знаний или к данной научной проблеме, проверка патентоспособности какого-либо изделия.

Документальный поиск – это информационный поиск, при котором объектами поиска являются документы. Документальный поиск с использованием ЭВМ называется автоматизированным документальным поиском.

Библиографический поиск – это документальный поиск, осуществляемый в библиографической базе данных с целью нахождения библиографического описания или других адресов первичных документов. Когда потребителю информации требуются сведения о конкретном факте, появляются фактографические запросы, для удовлетворения которых предназначен фактографический поиск.

Фактографический поиск – это информационный поиск, имеющий целью нахождение фактографических описаний, релевантных полученному запросу. Фактографический поиск имеет ряд отличий от документального поиска. Документальная система выдает множество документов, релевантных запросу, предоставляя потребителю выбор фактических данных из этих документов. Фактографические ИПС избавляют потребителя от этой процедуры, направляя ему описание интересующего его факта.

Информационный поиск по разовым информационным запросам в ранее накопленном информационном массиве называют ретроспективным поиском. Поиск производится во всем массиве элементов информации по данной тематике.

Информационный поиск, при котором информационный запрос формируется с помощью булевских операторов, называют булевским поиском.

В современных ИПС информационный поиск, как правило, реализуется с использованием средств вычислительной техники, такой поиск информации называется автоматизированным информационным поиском. Дадим определения основным видам автоматизированного информационного поиска.

Под поиском на естественном языке понимают автоматизированный информационный поиск, для которого информационный запрос формулируется на естественном языке.

Автоматизированный документальный поиск, при котором в качестве поискового образа документа используется его полный текст или существенные части текста, является полнотекстовым поиском.

Эффективность информационного поиска в большей степени зависит от сформулированного информационного запроса, который должен с максимальной полнотой и точностью отражать информационную потребность пользователя. Для этого используют диалоговый режим информационного поиска. Автоматизированный информационный поиск, при котором пользователь автоматизированной системы может формулировать информационные запросы в диалоговом режиме, корректировать их в процесс поиска и получать промежуточные результаты называют диалоговым поиском.

Существует и пакетный режим поиска, который реализуется с помощью пакетного поиска, т.е. автоматизированного информационного поиска, при котором информационные запросы накапливаются в специальном массиве для последующей совместной обработки.

Оценка качества информационного поиска осуществляется на основе семантических показателей, т. е. его способности находить элементы информации релевантные информационному запросу. Результаты информационного поиска оцениваются по следующим семантическим показателям:

Коэффициент полноты – отношение числа найденных релевантных документов к общему числу релевантных документов, имеющихся в информационном массиве.

  (1)

Коэффициент точности – отношение числа найденных релевантных к общему числу документов в выдаче.

  (2)

Коэффициент шума – отношение числа нерелевантных документов в выдаче к общему числу документов в выдаче (обратный к коэффициенту точности).

  (3)

Коэффициент ложной выдачи – отношение числа нерелевантных документов в выдаче к общему числу нерелевантных документов в базе данных.

Коэффициент молчания – отношение числа невиданных нерелевантных документов к общему числу релевантных документов в базе данных.

Формулы для расчета этих показателей выведены из таблицы, представляющей собой разбиение информационного массива по признакам релевантности данному информационному запросу.

В таблице используются следующие обозначения: А – множество релевантных и выданных документов; В – множество нерелевантных, но выданных документов; С – множество релевантных, но не выданных документов; D – множество нерелевантных и невиданных документов.

Таблица 11

Документы

Релевантные

Нерелевантные

Сумма

Выданные

А

В

А+В

Невиданные

С

D

C+D

Итого

А+С

B+D

A+B+C+D

5.8. Передача информации

Процесс передачи информации на расстояние осуществляется двумя способами: неэлектрическим (неавтоматизированным), например, с помощью экспедиторов, курьеров, для которого характерны высокая надежность и низкая скорость передачи, и электрическим (автоматизированным), требующим системы защиты от искажений и несанкционированного доступа.

Проблемы организации передачи информации уходят в глубь веков. Само существование человека требовало общения и обмена информацией. Прообразом линий связи была сигнализация с помощью костров, использование оптических и акустических сигналов. Также давно возникла идея ретрансляционных (переприемных) станций. По принципу передачи информации современные радиорелейные линии берут свое начало от курьерской почты (relay означает «смену лошадей»). Во Франции во время Великой французской революции впервые организованы приемопередающие станции на башнях и холмах, образуя регулярные линии связи.

Возникновение эры электрической связи связывают с разработкой в 1837 г. американцем Морзе системы телеграфного аппарата и кода, состоящего из точек и тире. Таким образом, только в начале XIX в. попытки изобрести электрическую связь увенчались успехом. В 1832 г. русский академик П. Шиллинг построил первую линию телеграфной связи, в 1876 г. американец Белл получил патент на изобретение телефона, положив начало речевой связи по проводам. Начало XX в. ознаменовалось изобретением радио русским ученым А.С. Поповым.

В 1956 г. фирма Bell Laboratories построила первую цифровую линию связи для передачи речи по принципу импульсно-кодовой модуляции. Запуск искусственного спутника Земли в октябре 1957 г. положил начало эре спутниковой связи.

С появлением средств вычислительной техники и новых ИТ системы и средства связи превратились в динамично развивающуюся отрасль информатики.

Сигналы и системы передачи информации

Процесс передачи информации непосредственно связан с системой передачи информации, основой которой является сигнал. С точки зрения функционального назначения сигнал следует рассматривать как средство для передачи информации в пространстве и во времени, как некоторый материальный носитель информации.

Различают сигналы статические и динамические. Статические сигналы, в основном, предназначены для передачи информации во времени, т. е. для хранения информации с последующим ее использованием. Динамические сигналы служат, в основном, для передачи информации в пространстве. Это, например, акустические и электромагнитные волны.

Любой сигнал неразрывно связан с определенной материальной системой, называемой системой связи или системой передачи информации. Обычно под системой передачи информации понимают систему, типа указанной на рисунке 20. Она состоит из источника информации, передатчика, канала связи, приемника и потребителя информации.

Источник информации вырабатывает информацию в форме сообщений. Будем считать, что с источником информации связано определенное множество сообщений. Генерация некоторого сообщения заключается в случайном выборе одного сообщения из множества возможных. Какое это конкретно будет сообщение, заранее не известно, по крайней мере, тому, для кого оно предназначается. Известно лишь, что сообщение принадлежит определенному множеству.

Множества возможных сообщений бывают различных типов. Это, например, конечные множества символов (в системах телеграфии и передачи данных), конечные наборы детерминированных функций времени, бесконечные множества, элементами которых являются значения некоторой физической величины или реализации физического процесса, и т. п. Сообщение, принадлежащее конечному или счетному множеству возможных сообщений, называется дискретным, а сообщение, выбираемое из несчетного множества, – непрерывным.

Передатчик преобразует сообщение в сигнал. В передатчике каждое из возможных сообщений на входе преобразуется в одно из возможных значений сигнала на выходе по строго установленному правилу. В телефонии, например, соответствие между возможными сообщениями и значениями сигнала устанавливает микрофон, который обеспечивает примерно линейную зависимость между акустическим давлением в зоне мембраны и электрическим током или напряжением в линии связи. В телеграфии каждому символу на входе передатчика ставится в соответствие определенный набор элементарных сигналов на его выходе. Правила, по которым осуществляется преобразование сообщения в сигнал, называются по-разному (модуляция, манипуляция, кодирование) в зависимости от типов сообщений и сигналов.

В качестве канала связи могут быть использованы двухпроводная электрическая линия связи (телефония, телеграфия, передачи данных), упругая воздушная или другая физическая среда (акустический канал) и др.

Собственно физическая среда, по которой передаются сигналы, называется линией связи; одна и та же линия связи может служить одновременно для реализации нескольких каналов (многоканальная связь).

Источник информации

Передатчик

Канал связи

Приемник

Потребитель информации

Помехи

Сигнал + Помехи

Сообщение

Сообщение

Рис. 20. Система передачи информации

В любом канале связи, кроме сигнала, генерируемого передатчиком рассматриваемой системы связи, действуют другие сигналы и родственные сигналу по своей физической природе случайные процессы. Эти посторонние сигналы и процессы накладываются на полезный сигнал и искажают его. Поэтому принимаемый сигнал на выходе канала связи отличается от входного передаваемого сигнала. На рисунке 20 это отражено выделением источника помех в виде отдельного блока.

Приемник осуществляет восстановление переданного источником информации сообщения по принятому сигналу. Естественно, что данная операция возможна, если известно правило преобразования сообщения в сигнал. На основании этого вырабатывается правило обратного преобразования сигнала в сообщение (демодуляция, декодирование), позволяющее в конечном счете выбрать на приемной стороне сообщение из известного множества возможных сообщений, в идеальном случае полностью совпадающего с переданным сообщением. Однако так бывает не всегда; вследствие искажений принятого сигнала возможна ошибка при восстановлении сообщения.

Потребитель информации в системах связи – это либо непосредственно человек, либо технические средства, связанные с человеком.

Характеристики системы передачи данных

Основными качественными показателями системы передачи информации являются:

• пропускная способность;

• достоверность;

• надежность работы.

Пропускная способность системы (канала) передачи информации – наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по системе за единицу времени. Пропускная способность системы определяется физическими свойствами канала связи и сигнала. От пропускной способности канала зависит максимально возможная скорость передачи данных по этому каналу. Для определения максимально возможной скорости надо знать три основных параметра канала связи и три основных параметра сигнала, по нему передаваемого.

1. Параметры канала:

Fkполоса пропускания канала связи, или иначе полоса частот, которую канал может пропустить, не внося заметного нормированного затухания сигнала;

 Hk динамический диапазон, равный отношению максимально допустимого уровня сигнала в канале к уровню помех, нормированного для этого типа каналов;

 Tkвремя, в течение которого канал используется для передачи данных.

2. Параметры сигнала:

Fsширина спектра частот сигнала, под которой понимается интервал по шкале частотного спектра, занимаемый сигналом;

 Hsдинамический диапазон, представляющий собой отношение средней мощности сигнала к средней мощности помехи в канале;

Tsдлительность сигнала, то есть время его существования.

Произведение трех названных параметров определяет, соответственно:

Объем канала связи:

  (1)

Объем сигнала:

     (2)

На основе соотношения доказанное Шенноном можно рассчитать максимально возможную скорость передачи данных по каналу:

 (3)

где С – максимально возможная скорость в битах в секунду,

F – ширина полосы пропускания канала связи в герцах,

Ps – мощность сигнала,

Pш– мощность шума.

Из этого соотношения (так же как из предыдущих) следует, что увеличить скорость передачи данных в канале связи можно или увеличив мощность сигнала, или уменьшив мощность помех. Увеличение мощности сигнала ограничено величиной допустимого уровня мощности сигнала в канале и мощностью передатчика (мощные передатчики имеют большие габариты и стоимость). Уменьшения мощности помех можно достигнуть, применяя хорошо экранированные от помех кабели (что тоже не дешево). Но и это еще не все трудности. Главное, что скорость зависит от логарифма соотношения сигнал/шум, поэтому, например, увеличение мощности передатчика в два раза при типичном соотношении Рsш = 100 даст увеличение максимально возможной скорости только на 15 %.

Скорость передачи информации измеряется в битах в секунду и в бодах. Количество изменений информационного параметра сигнала в секунду измеряется в бодах. Бод – это такая скорость, когда передается один сигнал (например, импульс) в секунду, независимо от величины его изменения. Бит в секунду соответствует единичному изменению сигнала в канале связи и при простых методах кодирования сигнала, когда любое изменение может быть только единичным, можно принять, что: 1 бод – 1 бит/с; 1 Кбод = 103 бит/с; 1 Мбод = 106 бит/с и т. д.

В случае, если элемент данных может быть представлен не двумя, а большим количеством значений какого-либо параметра сигнала, то изменение сигнала может быть не единичным, 1 бод > 1 бит/с.

Например, если измеряемыми (информационными) параметрами сигнала являются фаза и амплитуда синусоиды, причем различаются четыре значения фазы и два значения амплитуды, то информационный сигнал может иметь 23 – 8 различимых состояний. Тогда скорость передачи данных СП с тактовой частотой 9600 Гц будет 9600 бод, но 9600 * 3 = 28 800 бит/с.

Достоверность передачи информации – передача информации без ее искажения.

Надежность работы – полное и правильное выполнение системой всех своих функций.

Передатчик и приемник, или иначе аппаратура передачи данных (АПД), непосредственно связывают терминальные устройства – оконечные устройства (источник и приемник информации) с каналом связи. Примерами АПД могут служить модемы, терминальные адаптеры, сетевые карты и т. д. АПД работает на физическом уровне, отвечая за передачу и прием сигнала нужной формы и мощности в физическую среду (линию связи).

В составе СП большой протяженности может использоваться и дополнительная аппаратура для улучшения качества сигнала («усиления» сигнала) и для формирования непрерывного физического или логического канала между абонентами. В качестве этой аппаратуры могут выступать повторители, коммутаторы, концентраторы, маршрутизаторы, мультиплексоры. Промежуточная аппаратура иногда образует достаточно сложную так называемую первичную сеть, но никакой функциональной нагрузки не несет – она должна быть незаметна (прозрачна) для абонента.

Контрольные вопросы

  1.  В чем заключается суть восприятия информации?
  2.  Что общего и в чем различие между сбором и регистрацией информации?
  3.  Как реализуется автоматизированное свертывание информации?
  4.  Назовите характеристики запоминающих устройств, предназначенных для хранения больших объемов информации.
  5.  В чем заключается сущность поиска информации?
  6.  Назовите виды информационного поиска.
  7.  Что включает в себя система передачи информации?


Глава 6

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

6.1. Технические средства

Орудия и средства (инструменты) производства являются необходимым компонентом любой технологии. Не являются исключением и информационные технологии, инструментальную базу которых образуют технические, программные и лингвистические средства.

Инструментальные средства информационных технологий – совокупность технических программных и лингвистических средств, обеспечивающих реализацию информационных процессов.

В составе технического обеспечения информационных технологий (с некоторой долей условности) различают следующие группы средств:

• компьютерная техника (ЭВМ и периферийные устройства), обеспечивающая электронное представление информации и автоматизацию всех информационных процессов;

• телекоммуникационные средства и системы, обеспечивающие передачу информации на расстояние;

• полиграфическая, копировальная и множительная техника, предназначенная для копирования и тиражирования информации;

• средства записи и воспроизведения аудиовизуальной информации (фото-, теле- видео-, киноизображения и звука);

• оргтехника (офисная техника), предназначенная для механизации и автоматизации конторского труда и управленческой деятельности.

Условность подобной классификации связана с нарушением единства основания и принципа непересекаемости делений: одни и те же средства (например, компьютерные) представлены во всех пяти группах; а копировально-множительная техника и средства связи широко используются в офисе.

В контексте наших рассуждений имеет смысл классифицировать технические средства в разрезе информационных процессов, для реализации которых они предназначены.

1. Средства сбора (регистрации) и ввода (записи) информации:

• персональные компьютеры – средства ввода текстовой, табличной, графической, аудиовизуальной и иной информации и записи ее на машиночитаемые носители;

• сканеры – средства оптического ввода – автоматического считывания текста или изображения на бумажном носителе с последующим преобразованием его в формат, доступный для обработки и хранения в ЭВМ;

• дигизайтеры – средства бесклавиатурного ввода текста и графических изображений в ЭВМ;

• пишущие машины (механические, электрические, электронные) – средства изготовления бумажных (тестовых и табличных) документов;

• оргавтоматы – комплекс электромеханических и электронных средств автоматизации процесса составления, редактирования и изготовления текстовых и табличных документов;

• диктофоны – средства записи звуковой (преимущественно речевой) информации на различные носители (пленочные, магнитные, оптические) часто с целью преобразования ее в текстовую информацию;

• магнитофоны – средства записи аудиальной информации;

• фото-, кино-, теле-, видеокамеры – средства записи статичных и движущихся изображений и аудиовизуальной информации;

• измерительная техника (датчики, приборы, установки) – средства фиксации и измерения сигнала, извещающего о наступлении контролируемых событий и др.

2. Средства семантической и технической обработки информации:

• компьютеры (микрокомпьютеры, персональные, портативные, карманные, большие, сверхбольшие) – средства автоматизированной обработки цифровой информации;

• монтажное оборудование – средства обработки (монтажа) аудиальной, визуальной, аудиовизуальной, мультимедийной информации (цифровые и аналоговые устройства монтажа звука и изображения, монтажные столы);

• средства репрографии и оперативной полиграфии – оборудование для копирования и тиражирования документов (средства фотокопирования, диазокопирования, электрофотографии, термографии, электронно-искрового копирования, ризографического копирования, микрофильмирования; оборудование для гектографической, трафаретной, офсетной печати);

• средства технической обработки носителей информации (фальцевальные, перфорирующие и резательные машины, машины для уничтожения бумаг и др.);

• средства технической обработки документов (скрепляющее, склеивающее и переплетное оборудование, машины для нанесения защитных покрытий на документы);

• средства технической обработки корреспонденции (конвертовскрывающие, адресовальные, штемпелевальные, маркировальные машины и устройства, машины для уничтожения бумаг и т. п.) и др.

3. Средства храпения информации:

компьютеры – средства хранения электронных документов и данных (серверы БД, файловые серверы, серверы приложений и др., локальные компьютеры);

• носители информации (бумажные, пленочные, магнитные, оптические, голографические, микроносители, перфоносители);

• канцелярские средства хранения документов (мультифоры, папки, планшеты, контейнеры и др.);

• картотеки (плоские, вертикальные, элеваторные, вращающиеся и др.) и картотечное оборудование;

• офисная мебель (шкафы, столы, стеллажи, сейфы и др.).

4. Средства поиска информации:

• автоматизированные ИПС (электронные каталоги, банки данных, электронные библиотеки, Web-pecypcы Интернет и др.);

• механизированные ИПС – ИПС, основанные на использования перфо- и микроносителей информации, осуществляющие поиск методом механической сортировки записей и кодов специальными устройствами (счетно-перфорационные машины, считывающие устройства, селекторы);

• ручные ИПС (карточные каталоги и картотеки, справочно-поисковый аппарат печатных изданий и др.).

5. Средства передачи информации:

• локальные, региональные, глобальные, корпоративные вычислительные сети – средства электронной связи, передачи на расстояние компьютерной информации;

• средства (аппаратура) электрической, радио-, телевизионной связи (телефонные, телеграфные, факсимильные аппараты, радио, телевизионные передатчики и приемники и др.).

• каналы связи – средства передачи акустических, оптических и электрических сигналов – делятся на беспроводные (радиосвязь, спутниковая связь) и проводные (кабельная связь: коаксиальный кабель, незащищенная витая пара, защищенная витая пара, оптоволоконный кабель);

• транспортные средства – средства механической доставки документов (тележки для перевозки документов внутри помещений, лифтовое оборудование, транспортеры, конвейеры, пневматическая почта, автомобильный и иной транспорт и др.).

6. Средства вывода информации: видеомониторы, мультимедийные проекторы, плазменные панели – средства отображения электронной информации;

• принтеры (матричные, струйные, лазерные) – печатающие устройства, обеспечивающие перенос машиночитаемой текстовой, числовой и графической информации на бумажный носитель;

• плоттеры (графопостроители) – устройства, обеспечивающие перенос машиночитаемой графической информации на бумажный носитель;

• аудиотехника – средства вывода звуковой информации (радиоприемники, проигрыватели, магнитофоны, аудиоплееры, музыкальные центры и др.);

• видеотехника – средства вывода аудиовизульной информации (телевизоры, домашние кинотеатры, кинопроекционная аппаратура, видеосистемы, DVD-плееры и др.).

Оценивая состояние и тенденции развития технической базы информационных технологий, специалисты отмечают:

1) приоритетное внимание разработчиков и рост спроса на цифровые устройства в сравнении с аналоговыми (так, в ведущих странах мира рост числа домашних компьютеров превышает рост числа телевизоров);

2) число компьютеров в личном пользовании становится сопоставимым с числом машин, используемых на предприятиях и в организациях;

3) динамичное развитие сетей спутникового и кабельного телевещания, радиовещания в FM-диапазоне (цифровая технология, позволяющая имитировать звучание реальных музыкальных инструментов за счет синтеза нескольких генераторов сигнала);

4) опережающее развитие системы компьютерных телекоммуникаций, мобильной телефонной связи в сравнении с другими способами дистанционной передачи информации.

6.2. Программные средства

Программные средства (ПС) информационных технологий – это компьютерные (машинные) программы, представленные на языке программирования или в машинном коде описания действий, которые должна выполнить ЭВМ в соответствии с алгоритмом решения конкретной задачи или группы задач.

Программные средства информационных технологий на самом общем уровне делят на два класса:

• базовые ПС

• прикладные ПС.

К базовым программным средствам, в свою очередь, относят:

• языки программирования;

• операционные системы (ОС);

• оболочки операционных систем;

• сервисные средства и утилиты.

Языки программирования – это формализованные языки, предназначенные для описания программ и алгоритмов решения задач на ЭВМ. Языки программирования разделяются на две основные категории:

• языки высокого уровня [high-level language] – языки программирования, средства которых обеспечивают описание задач в наглядном, легко воспринимаемом виде, удобном для программиста. Они не зависят от внутренних машинных кодов ЭВМ любого типа, поэтому программы, написанные на языках высокого уровня, требуют перевода в машинные коды программами транслятора либо интерпретатора. К языкам высокого уровня относят Фортран, ПЛ/1, Бейсик, Паскаль, Си, Ада и др.;

• языки низкого уровня [low-level language] – языки программирования, предназначенные для определенного типа ЭВМ и отражающие его внутренний машинный код (условные синонимы «машинный язык», «машинно-ориентированный язык» и «язык ассемблера»).

Операционная система – программа (или совокупность программ), управляющая основными действиями ЭВМ, ее периферийными устройствами и обеспечивающая запуск всех остальных программ, а также взаимодействие с пользователем. ОС, в частности, выполняет следующие функции: тестирование работоспособности вычислительной системы и ее настройка при первоначальном включении; обеспечение синхронного и эффективного взаимодействия всех аппаратных и программных компонентов вычислительной системы в процессе ее функционирования, управление памятью; управление вводом-выводом информации; управление файловой системой (ресурсами); управление взаимодействием процессов; диспетчеризация процессов; защита и учет использования ресурсов и др. Исторически выделяют две основные линии развития ОС:

1) СР/М > QDOS > DOS> MS-DOS > Windows;

2) Multics > UNIX > Minix > Linux.

В зависимости от функциональных возможностей различают:

• однопользовательские однозадачные системы (MS-DOS, DR-DOS);

• однопользовательские многозадачные системы (OS/2, Windows 95/98, Solaris);

• многопользовательские системы, поддерживающие сетевой режим работы (Windows NT, Windows 2000, Mac OS, Novel Netware, системы семейства UNIX).

Для мобильных ПК и телефонов разрабатывают специализированные ОС: EPOC (обеспечивает доступ в Интернет); Palm OS (ориентирована на повышенную разрешающую способность монитора) и др.

Оболочки операционных систем (командно-файловые процессоры) предназначены для организации взаимодействия пользователя с вычислительной системой. В компьютерах нового поколения оно осуществляется более простыми методами, чем в ранних операционных системах (например, Norton Commander или Windows версий до 3.11). Часто программные оболочки создаются не просто с целью облегчения работы, но и для предоставления пользователю дополнительных возможностей, которые отсутствуют в стандартном программном обеспечении.

Сервисные средства используются для расширения функций ОС, обеспечения надежной работы технических средств (например, драйверов, периферийных устройств) и выполнения компьютером специальных типовых задач (диагностика, управление памятью, борьба с компьютерными вирусами, форматирование дисков, архивация файлов и т. п.).

В зависимости от назначения и принципа действия различают антивирусные программы:

• сторожа (детекторы) – предназначенные для обнаружения зараженных вирусами файлов;

• фаги (доктора) – предназначенные для обнаружения и обезвреживания известных им вирусов (AidsTest, DrWeb, Norton Antivirus);

• ревизоры – контролирующие наиболее уязвимые для вирусов компоненты ЭВМ, позволяющие вернуть поврежденные файлы и системные области в исходное положение (Adinf);

• резидентные мониторы (фильтры) – перехватывающие обращения к операционной системе в случае угрозы заражения (Vsafe, NAVTSR);

• комплексные – сочетающие функции нескольких специализированных программ (AntiViral Toolkit Pro by Eugene KasperskyAVPантивирус Касперского).

Архиваторы обеспечивают компактное представление файлов и дисков для целей передачи данных на другие компьютеры, создания страховых копий. Наиболее популярны архиваторы WinZip, WinRAR, WinARJ.

Утилиты различают по объектам и назначению: тестирование функциональных блоков компьютера, обслуживание машинных носителей, обслуживание файловой системы, администрирование компьютерных сетей. К числу наиболее распространенных утилит относятся: Norton Utilities, SiSoft Sandra for Windows, Quarterdeck, WinProbe, Manifest и др.

Программы увеличения производительности магнитных дисков предназначены для повышения скорости доступа к дисковым данным: программы дефрагментации (SpeeDisk и Defrag), программы кэширования дисков (SmartDrive) и др.

Программы обслуживания магнитных дисков предназначены для выполнения диагностики, коррекции и восстановления дисковых данных (Image, Calibrate, Undelete, Unerase, ScanDisk, Norton Disk Doctor, Rescue) и др.

Прикладные (специальные) программные средства (приложения) – это отдельные прикладные программы или пакеты прикладных программ, предназначенные для решения конкретных задач, связанных со сферой деятельности пользователей (управленческая, переводческая, проектно-конструкторская и т. п.), или конкретной предметной областью (проблемно-ориентированные информационные системы, БД).

Система управления базами данных (СУБД) – комплекс программных и лингвистических средств, предназначенных для реализации, актуализации, хранения и эксплуатации БД. По сути, это набор программных модулей, который работает под управлением конкретной операционной системы и выполняет следующие функции: описание данных на концептуальном и логическом уровнях; загрузку данных; хранение данных; поиск и ответ на запрос (транзакцию); внесение изменений; обеспечение безопасности и целостности. СУБД обеспечивает пользователя следующими лингвистическими средствами: языком описания данных, языком манипулирования данными, прикладным (встроенным) языком данных.

Современные СУБД (Oracle, SQL, Server, Informix, Sybase, Visual FoxPro Standard3.0, Access из пакета Microsoft Office и др.) поддерживают функционирование распределенных информационных систем, многопользовательский режим работы, гарантируют защиту информации от потери или искажения в случае любых сбоев (включая физический отказ диска), обладают надежными средствами защиты от несанкционированного доступа, позволяют применять широкий диапазон программных и аппаратных средств, обеспечивают эффективное использование ресурсов системы при любых изменениях нагрузок.

Пакет прикладных программ (ППП) – набор (комплект) программ и связанной с ними документации (лицензионное свидетельство, паспорт, инструкции пользователя и т. п.), предназначенный для решения задач в определенной области деятельности: управление предприятием, организацией (1С: предприятие), статистические расчеты (Statistica), автоматизированное проектирование (AutoCAD), библиотечная, издательская, бухгалтерская и т. п.

Прикладные программные средства дифференцируются по различным основаниям: назначению, области применения и др., однако эти классификации не являются строгими. Поэтому назовем наиболее распространенные программные средства, предназначенные для решения конкретных информационных задач:

1. Текстовые процессоры (Microsoft Word, Лексикон, Lotus Word Perfect, Corel Word Pro, Sun Star Office Writer и др.).

2. Электронные таблицы (Microsoft Excel, Corel Quattro Pro, Lotus 1-2-3, Sun Star Office Calc и др.).

3. Личные информационные системы (органайзеры) – программы, предназначенные для планирования рабочего времени, составления протоколов встреч, расписаний, ведения записной и телефонной книжек (Microsoft Outlook, Lotus Organizer, Lotus Notes, Sun Star Office Schedule и др.).

4. Программы проверки орфографии (Lingvo Corrector, Stylus Lingvo Office).

5. Программы-переводчики (Stylus General for Windows, Promt XT и др.).

6. Программы распознавания текста, предназначенные для преобразования считанной сканером информации в текстовое представление(OCR CuneiForm 2.0, Fine Reader).

7. Программы презентационной графики (Microsoft Power Point, Lotus Freelance Graphics, Corel Presentations, Sun Star Office Impress и др.).

8. Редакторы Web-страниц (Microsoft Front Page, Netscape Composer, Macromedia Free Hand и др.).

9. Программные средства мультимедиа (Sierra Club Collection, Outer Space Collection, Mozart и др.).

10. Редакторы растровой графики (Adobe Photoshop, Corel Photo-Paint и др).

11. Редакторы векторной графики (CorelDraw, Adobe Illustrator и др.).

12. Настольные издательские системы (Adobe Page Maker, Quark Xpress, Corel Ventura, Microsoft Publisher и др.).

13. Браузеры – программы, предназначенные для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами или сетевыми информационными ресурсами, для просмотра страниц Web-серверов (Microsoft Internet Explorer, Netscape Navigator, Collabra Share 2.0, Web Sewer и др.).

14. Почтовые клиенты (Microsoft Outlook, Microsoft Outlook Express, Microsoft Internet Mail, Netscape Messenger, The Bat и др.).

15. Средства разработки ПО (Borland Delphi, Microsoft Visual Basic, Borland C++ Builder, Microsoft Visual++ и др.).

Основные тенденции развития программного обеспечения:

  1.  стандартизация программных средств позволяет использовать их на разных аппаратных платформах и в среде разных операционных систем, а также обеспечить взаимодействие с широким кругом приложений;
  2.  реализация принципа модульности – объектно-ориентированное программирование – позволяет осуществлять «сборку» ориентированных на конкретные задачи приложений из разных модулей, снижая тем самым трудоемкость, стоимость работ и повышая надежность программного обеспечения;
  3.   интеллектуализация интерфейса пользователя, обеспечение его интуитивной понятности, приближение языка общения с компьютером к профессиональному языку пользователя;
  4.   интеллектуализация возможностей программ и программных систем за счет использования методов искусственного интеллекта позволяет сделать приложения более «умными» и решать все более сложные, плохо формализуемые задачи;
  5.  ориентация на расширение круга пользователей программных продуктов;
  6.   «программирование» товаров массового потребления (телевизоров, телефонов и т. п.) расширяет их возможности и улучшает потребительские характеристики.

6.3. Лингвистические средства

Определение понятия «лингвистическое обеспечение»

В литературе по информатике накопилось значительное количество различных подходов к понятию «лингвистическое обеспечение» (далее ЛО) и, соответственно, различных определений этого понятия (или близких понятий «информационно-поисковые языки», «языковые средства АИС» и др.). Кратко рассмотрим основные подходы.

Наиболее распространенным является классический подход, при котором лингвистическим обеспечением называют комплекс информационно-поисковых языков, прежде всего, классификационных и вербальных (дескрипторных). Этот подход ведет свое начало от классического труда «Основы информатики» и типичен для разработчиков систем, которые обычно относят к НТИ. С небольшими изменениями этот подход принят и в теории автоматизированных библиотечно-информационных систем (АБИС), в которой, однако, в понятие ЛО часто включают и языки библиографических данных.

Существует подход, который можно назвать «лингвистическим», поскольку он органически вытекает из лингвистического взгляда на информационные системы и который развивают в основном специалисты по прикладной и компьютерной лингвистике. В соответствии с этим подходом лингвистическое обеспечение – это комплекс средств, используемых для автоматической обработки текстов на естественном языке (включая обработку запросов и поиск), т. е. прежде всего, языковых процессоров.

Более общим является подход, который следует определить как «семиотический», поскольку он исходит из классических семиотических представлений о языке как системе знаков разного уровня, начиная, естественно, с алфавита. При этом подходе лингвистическое обеспечение АИС определяется как «средства представления информации в виде данных и интерпретации этих данных». При этом подходе в состав ЛО нужно, например, включать средства кодировки алфавитов или форматы представления данных, но не нужно включать инструментальные языки программирования, в частности процедурные средства разметки.

Иногда в литературе можно встретить представление об языковых средствах, которое можно назвать «программистским».

Сторонники такого подхода опираются на полисемию термина «язык», который, как известно, может обозначать в информационной литературе не только средства представления данных, но и средства манипулирования данными, включая инструментальные средства программирования и другие формальные системы. К тому же среди средств манипулирования данными, в результате развития в последние годы, появляются языки высокого уровня, которые все ближе к тому, что можно назвать формализованным естественным языком и все дальше от  обычного представления от обычных инструментальных средств. Таковы, например, языки разметки типа SGML или XML.

При «программистском» взгляде в составе ЛО могут оказаться вообще все языковые средства пользователя, причем несущественно, носят ли они характер языков описания данных, представления данных или манипулирования данными.

Наконец, можно отметить подход, зафиксированный в нормативных документах по АСУ (группа ГОСТ 34), в которых разделяются информационное и лингвистическое обеспечение. При этом основной тип ИПЯ этих систем – классификаторы, а также форматы данных – эти нормативные документы относят к информационному обеспечению, а на долю лингвистического обеспечения остается только правила оформления естественно-языковых единиц этих классификаторов, т. е. чисто лексикографические аспекты.

Изложенные различия в подходах во многом определяются разными характеристиками АИС и электронных библиотек (ЭБ), для которых создаются соответствующие языковые средства, включая их тип, характер обрабатываемой в ней информации, а также разделение функций между системой и пользователями.

Несколько слов о терминологии в отношении собственно информации, вводимой в АИС и служащей объектом для использования языковых средств. Традиционно основным термином для обозначения информационных объектов АИС был термин «документ». В последнее время распространился термин «информационный ресурс» и даже «электронный ресурс». Однако слово «ресурс» в русском языке имеет явно выраженную коннотацию несчетности, поэтому использовать его для обозначения конкретных и идентифицируемых объектов стилистически неудобно. (Нельзя сказать по-русски «восемь ресурсов».) С другой стороны, далеко не всегда интересующие нас объекты являются документами в строгом смысле этого слова. Это могут быть, например, сервера, сайты, адреса, термины, имена, фрагменты документов и др. Наконец, нас интересуют только объекты, вводимые в АИС и, следовательно, представленные в электронном (цифровом) виде.

Что же касается множеств цифровых объектов, собственно и образующих информационное наполнение ЭБ, то для него в принципе можно использовать термин «информационные ресурсы». Однако этот термин в соответствии с законом «Об информации, информатизации и защите информации» обозначает более общее понятие, включающее как отдельные документы, так и множества документов. Поэтому для организованных множеств цифровых объектов (таких как базы данных, файловые системы, сайты, электронные библиотеки и музеи, хранилища данных) будет использоваться термин «информационные массивы».

Как уже отмечалось, наиболее строгое определение ЛО основано на семиотическом подходе и на представлении о ЛО как языке представления данных. Однако опыт показывает, что реальное распределение функций между постановщиками задач ЭБ, а также разработчиками программного и лингвистического обеспечения таково, что строгое семиотическое определение практически неудобно.

С одной стороны, при строгом определении в понятие ЛО необходимо включать объекты, которыми традиционно занимаются программисты, такие как системы кодировок, формальные языки запросов или языки разметки. В современных ЭБ к средствам представления данных также относятся языки представления графики, картографии, аудиоинформации, трехмерных и движущихся объектов и других нетекстовых данных. Эти средства всегда были крайне далеки от интересов разработчиков ЛО ЭБ.

С другой стороны, в область интересов информационных лингвистов (разработчиков ЛО ЭБ), всегда входили не только языковые средства представления данных, но также средства обработки текстов на естественном языке, то есть лингвистические процессоры. Поэтому если попытаться определить ЛО, как объект интересов именно этого класса специалистов, то в него следует включить, во-первых, только семантические средства представления данных, во-вторых, кроме них также лингвистические процессоры, применяемые в ЭБ.

Лингвистические процессоры – это достаточно широкий класс продуктов. В него включают, например, спеллеры, текстовые редакторы, системы морфологического и синтаксического анализа и синтеза текстов, системы автоматического перевода, различные системы компьютерной лексикографии и др.

Для наших целей мы будем рассматривать те процессоры, которые, во-первых, применяются в ЭБ, а во-вторых, ориентированы на обработку семантических языковых единиц (морфем, слов, словосочетаний), а также высших уровней языка (предложений, сверхфразовых единств).

Данные, вводимые в ЭБ, могут быть формализованы, например, в виде таблиц, математических или химических формул или других специализированных подъязыков. За редкими исключениями, и мы не будем рассматривать средства представления данных этого типа, который относится к хорошо структурированной информации. Существует еще один класс АИС, средства представления данных для которых, безусловно, следует отнести к средствам ЛО. Это АИС, специализирующиеся на обработке, представлении, поиске и синтезе устной (звучащей) речи. Однако АИС этого типа в состав ЭБ в настоящее время не включаются.

Поэтому предлагаемое ниже определение ЛО не претендует на теоретическую чистоту и рассчитано сугубо на практическое применение. Лингвистическое обеспечение ЭБкомплекс языковых средств и процессоров, предназначенных для обработки, представления и поиска письменных текстов на естественном языке, в основном на семантическом уровне.

Классификация средств ЛО

Исходя из изложенного, средства, входящие в состав ЛО, целесообразно разделить на 2 класса. К одному классу относятся языки, предназначенные непосредственно для представления данных в ЭБ. Именно для этого класса языковых средств корректно применять широко распространенный термин «информационно-поисковые языки» (ИПЯ). Эти языки достаточно естественно классифицируются в зависимости от уровня отображения информации, представленной в цифровых объектах. Таких уровней можно выделить четыре:

  1.  Отображение цифрового объекта в целом, включая его формальные характеристики.
  2.  Отображение тематики или содержания цифрового объекта.

3. Отображение семантики единиц естественного языка, содержащихся в цифровом объекте.

4. Отображение фактов, содержащихся в цифровом объекте.

Для цифровых объектов типа документов первому уровню отображения соответствуют языки описания документов, весьма детально разработанные в традиционных областях информационной деятельности: библиотековедении, архивном деле, делопроизводстве, картографии и др. Самый известный тип этих языков образуют языки библиографических данных, включающие правила библиографического описания и форматы библиографической записи.

В настоящее время происходит активная интеграция языков библиографических данных с языками, применяющимися для описания других видов цифровых объектов. Особенно активно этот процесс развивается в Интернете. Общее название для языков, предназначенных для комплексного описания цифровых объектов – системы метаданных.

На втором уровне отображения используются языки классификационного или предкоординатного типа, также имеющие большую историческую традицию. Принципиальным свойством этих языков является разбиение множества цифровых объектов на классы, описанные при помощи априорного связывания (предкоординации) поисковых признаков этих классов, чаще всего, в виде иерархического дерева. Судьбы языков этого типа с учетом перспектив глобальных информационных сетей вызывают оживленные дискуссии, в связи с их имманентными недостатками, главный из которых – необходимость интеллектуального индексирования. При этом классификационные языки обладают заметными преимуществами перед другими типами поисковых языков, прежде всего наглядностью, простотой для пользователя и независимостью от естественного языка. В настоящее время классификационные языки являются обязательным компонентом практически всех АИС рассматриваемого класса.

Новым типом языковых средств, появившимся только в рамках автоматизированных систем в 1950-х гг. XX века, являются языки, ориентированные на использование в качестве лексики единиц естественного языка. Поэтому вполне адекватное название этой группы языков – вербальные языки. Однако наиболее распространенное название этих языков – дескрипторные, в соответствии с названием общепринятой формы представления лексических единиц этих языков (дескрипторов). Иногда эти языки также называют посткоординатными, подчеркивая противопоставление с классификационными языками по базовой функции – способу отражения информации текста. Если в классификационных языках используется априорное связывание поисковых признаков, то в дескрипторных языках признаки связываются непосредственно в цифровом объекте (посткоординация).

Большое развитие, по крайней мере, в АИС НТИ получили языки, ориентированные на представление и поиск фактов, содержащихся в документах. Этот класс языков находится на стыке АИС типа «электронной библиотеки» и АИС типа «банк данных». Поскольку основной и чуть ли не единственный тип фактов, которые удается автоматически извлекать из плохо структурированной информации – это факты типа «объект – признак – значение», постольку языки данного класса принято именовать «объектно-признаковыми». Иногда их также называют фактографическими или объектографическими.

Следует иметь в виду, что такая терминология принята почти исключительно среди специалистов электронных библиотек, иначе говоря, специалистов по поиску слабоструктурированной информации. В других направлениях информатики, прежде всего в теории систем управления базами данных, эти средства именуют «моделями данных», языками описания данных и др. Однако в теории СУБД принято иметь дело в основном с хорошо структурированной информацией. В настоящее время теоретики в этой сфере активно обсуждают проблему взаимодействия различных языков данного класса в рамках интегрированных электронных библиотек. Эта проблема получила название проблемы «интероперабельности».

Кроме языковых средств для поиска используются другие средства как языковые, так и неязыковые. Сюда можно отнести весьма многочисленные, но не слишком успешные методы поиска, основанные на анализе статических свойств текста и запроса, методы поиска, использующие сведения о пользователе, поиск по аналогии и т. д. Весьма распространенным методом при поиске в Интернет в последние годы стало использование данных о распределении гипертекстовых ссылок.

Рассмотренные выше языковые средства имеют некоторую общую часть, представленную в интерфейсе пользователя с АИС. Это операторы и синтаксические правила, которые непосредственно применяются при составлении запросов. Эти средства естественно рассматривать отдельно от конкретных типов языков, поскольку в любом сколько-нибудь дружественном интерфейсе пользователя язык запросов интегрирует средства различных ИПЯ – библиографических, классификационных и вербальных. Эти средства обычно называются языками запросов. Все перечисленные выше виды языковых средств можно с большей или меньшей степенью условности назвать языками. Однако, определив некоторый объект как язык, мы должны уметь выделять в его составе обязательные для любого языка компоненты. В любом языке выделяются знаковые единицы трех уровней:

  1.  алфавит – т. е. множество допустимых символов;
  2.  лексика – множество семантически интерпретированных знаков;
  3.  тексты (дискурс) – семантически интерпретированные знаковые единицы речи.

В любом языке также выделяются два класса правил (грамматики):

  1.  морфология – правила образования и изменения лексических единиц;
  2.  синтаксис – правила образования текстов.

Семантически интерпретированные знаковые единицы языка (лексика и тексты) согласно семиотическим представлениям обладают тремя типами отношений (свойств):

  1.  синтактика – отношения между знаками;
  2.  семантика – отношение знака к означаемому (денотату);
  3.  прагматика – отношение знака к участнику дискурса.

В теории и практике ЛО ЭБ эта схема обычно модифицируется. Алфавиты в большинстве случаев определяются программно-технологическими возможностями ЭБ и объектом проектирования в составе ЛО не являются.

Структура и особенности текстов на ИПЯ (поисковых образов документов и поисковых предписаний) обычно рассматривается как результат действий синтаксических правил, а не как самостоятельные знаки.

Под грамматикой ИПЯ обычно имеют в виду только синтаксис, морфологию ИПЯ, если она и выделяется, рассматривают на уровне лексики.

Отношения между знаками, в семиотике относимые к сфере синтактике, обычно разделяются на два типа – синтагматические (отношения знаков в тексте) и парадигматические (отношения знаков вне контекста). Поскольку парадигматические отношения в реальных языках устанавливаются на уровне лексики, конкретно в словарях или классификациях, то эти отношения рассматриваются как средство организации лексики.

Таким образом, в составе ИПЯ реально выделяются два основных компонента – лексика (в том числе организованная в словари с использованием парадигматики) и грамматика, при помощи которой порождаются тексты на этих языках.

Что же касается прагматических свойств ИПЯ, связывающих текста на ИПЯ с участником коммуникации, в данном случае поиска, то эти свойства реализуются в виде методик и алгоритмов индексирования, а также непосредственно в процессе поиска, при проектировании интерфейса, диалога пользователя с ЭБ, критериев ранжирования и выдачи результатов поиска.

Второй класс средств, входящих в состав ЛО ЭБ, не является языками. Выше мы назвали их лингвистическими процессорами. Как уже было отмечено, это достаточно широкий класс информационных и программных продуктов и технологий, но конкретно применительно к ЭБ к этим средствам мы будем относить два класса технологий: системы автоматической обработки текста и лингвистические банки данных.

Под автоматической обработкой текста понимаются процессы автоматического формирования описания текста (документа) на одном или нескольких информационных языках, включая и автоматическое индексирование, аннотирование или реферирование. В основе этих процессоров лежат конкретные лингвистические алгоритмы, прежде всего, морфологического и синтаксического анализа.

Лингвистические банки данных (ЛБД) – важный обеспечивающий компонент развитых ЛО АИС. Практически значительная доля затрат на создание и эксплуатацию ЛО – это затраты на создание и поддержание ЛБД. В этой части ЛО АИС смыкается с таким направлением информатики как компьютерная лексикография.

Итак, ЛО включает следующие виды языков и лингвистических процессоров:

1. Информационно-поисковые языки.

  1.  Системы метаданных.
  2.  Классификационные языки.
  3.  Вербальные языки.
  4.  Фактографические (объектно-признаковые) языки.

2. Лингвистические процессоры.

  1.  Системы автоматической обработки текста.
  2.  Лингвистические банки данных.

Классификационная схема лингвистических средств представлена на рисунке 21.

1. Информационно-поисковый язык (ИПЯ) – формализованный искусственный язык, предназначенный для индексирования документов, информационных запросов и описания фактов с целью последующего хранения и поиска. К ИПЯ относятся:

  1.  Классификационный ИПЯ.
  2.  Предметизационный ИПЯ.
  3.  ИПЯ координатного индексирования.
  4.  Объектно-признаковые ИПЯ.

Лингвистические

средства

1. ИПЯ

2. Языки-идентификаторы

3. Нормативно-справочная база

4. Методики индексирования

5. Средства представления данных

Рис. 21. Классификация ЛС

Классификационные ИПЯ – средство формализованного представления содержания документа, данных и информационных запросов посредством кодов или описаний классов логически упорядоченного множества понятий:

  1.  десятичная классификация Дьюи (ДКД);
  2.  универсальная десятичная классификация (УДК);
  3.  библиотечно-библиографическая классификация (ББК);
  4.  государственный рубрикатор научно-технической информации (ГРНТИ);
  5.  международный классификатор изобретений (МКИ).

Вербальный ИПЯ – информационно-поисковый язык, использующий  для представления своих лексических единиц слова и выражения естественного языка в их орфографической форме.

К вербальным ИПЯ относятся:

  1.  дескрипторный язык, информационно-поисковые тезаурусы;
  2.  язык предметных рубрик.

Дескрипторный язык (от англ. слова descriptor – «описатель») – информационно-поисковый язык, предназначенный для координатного индексирования документов и информационных запросов посредством дескрипторов или ключевых слов.

Информационно-поисковый тезаурус («тезаурус» в пер. с греч. «сокровищница», «запас», «клад») – нормативный словарь понятий и классификационных связей между ними (иерархических, т. е. родовидовых, и неиерархических).

2. Языки-идентификаторы

  1.  Международные стандартные номера (книг – ISBN,  сериальных изданий – ISSN, музыкальных произведений – ISMN и т. д.).
  2.  Коды названий (языков, стран, физических величин и т. д.).
  3.  Таблица авторских знаков.
  4.  Штрих-коды (документов, читателей).
  5.  Нормативно-справочная база

Справочные издания (энциклопедии, словари и справочники, которые помогут разобраться в незнакомых терминах, выявить связи предмета с другими предметами, уточнить сущность вопроса.

  1.  Нормативные документы (государственные и отраслевые стандарты).

Стандарты по информации, библиотечному и издательскому делу – СИБИД:

ГОСТ 7.1 – 2003. Библиографическое описание документа. Общие требования  и правила составления.

ГОСТ 7.80 – 2000 Библиографическая запись. Заголовок. Общие требования  и правила составления.

ГОСТ 7. 82 – 2001 Библиографическая запись. Библиографическое описание электронных ресурсов. Общие требования  и правила составления.

4. Методики индексирования (систематизации, предметизации).

Основные принципы общей методики электронной предметизации:

  1.  структура предметной рубрики (ПР) и принципы ее построения;
  2.  заголовки и подзаголовки ПР;
  3.  принципы применения ПР.

Конечный результат предметизации – предметные рубрики различного вида. По широте отражаемой тематики предметные рубрики подразделяются на адекватные и обобщающие.

Адекватные – рубрики, формулировка которых выражает объем понятия, наиболее точно соответствующий объему понятия о предмете документа.

Обобщающая – рубрика, формулировка которой выражает объем понятия, более широкий, чем объем понятия о предмете документа.

Электронная предметизация, сохраняя основные принципы традиционной обработки документа, предоставляет более широкие возможности для раскрытия его содержания. Это связано с тем, что в электронной среде вопрос об объеме термина индексирования перестает быть актуальным. Появляется возможность адекватно отражать содержание документа, не сокращать слова. Если в карточных каталогах библиографические записи традиционно содержат 1–1,5 рубрики, то в машиночитаемых ИПС их число значительно увеличивается, что способствует более точному раскрытию содержания документа.

Предметная рубрика может состоять:

- из одного термина индексирования (одной лексической единицы) – Заголовка;

- из нескольких терминов индексирования (нескольких ЛЕ), объединенных в цепочку в соответствии с правилами синтаксиса, принятыми в системе предметизации (Заголовок с подзаголовками).

Заголовок ПР – это первая лексическая единица многочленной ПР, отделяемая от последующих разделительным знаком. По структуре различают два вида предметных рубрик: простые и сложные.

  1.  Простая предметная рубрика – это предметная рубрика, состоящая из одной лексической единицы – Заголовка ПР.

Простая предметная рубрика всегда однозначна и отражает общее понятие о предмете каталогизируемого документа.

Простая предметная рубрика присваивается каталогизируемому документу при предметизации так называемых общих работ, то есть документов, в каждом из которых предмет рассматривается в целом и всесторонне.

Сложная ПР – это ПР, состоящая из нескольких лексических единиц (Заголовка и подзаголовка), отделенных друг от друга разделительными знаками.

Сложная предметная рубрика применяется в нескольких формах:

  1.  многочленная ПР;
  2.  описательная ПР;
  3.  комбинированная ПР.

Основная форма сложной ПР – многочленная ПР, состоящая из нескольких лексических единиц: заголовка ПР и подзаголовков, отделенных друг от друга разделительным знаком.

Описательная ПР – сложная ПР, в которой комбинация лексических единиц, чаще всего отделенных друг от друга предлогами и союзами, представлена в виде единого словосочетания.

По своей формулировке описательные ПР более близки к естественному языку, но использование их при автоматизированной обработки документов нежелательно. Описательные ПР используются в тех случаях, когда их формулировки являются устоявшимися терминами.

Например:

  1.  Налог на имущество физических лиц.
  2.  Авангардизм в искусстве.
  3.  Машин и механизмов теория.

5. Средства представления данных.

5.1. Коммуникативный формат представления библиографических данных (RUSMARC, UNIMARC, MARC21).

5.2. Коммуникативный формат представления нормативных/авторитетных данных.

Таким образом, лингвистические средства библиотечной технологии – совокупность компонентов, необходимые для обработки, систематизации, поиска и хранения информации.

Реализация лингвистическими средствами библиотечной технологии одной из важнейших функций библиотеки – обеспечение доступа потребителей информации к информационным ресурсам за счет раскрытия смыслового содержания хранящихся в библиотеке документов средствами соответствующих ИПЯ и методов индексирования. Без адекватных лингвистических средств невозможно проведение ни одного из видов информационного поиска: от элементарного адресного (основанного на языке библиографического описания документа), широкотематического (базирующегося на классификационных ИПЯ), узкотематического, предметного (язык предметных рубрик или дескрипторный ИПЯ), фактографического (связанного с объектно-признаковыми языками, до самого сложного – комплексного, предполагающего использование всего многообразия существующих лингвистических средств.

Контрольные вопросы

  1.  Назовите группы средств технологического обеспечения информационных технологий.
  2.  Как классифицируются технические средства в разрезе информационных процессов?
  3.  Назовите базовые программные средства информационных технологий.
  4.  В чем заключаются основные тенденции развития программного обеспечения?
  5.  Назовите подходы к определению понятия «лингвистическое обеспечение».
  6.  Дайте характеристику лингвистическим средствам информационных технологий.


Глава 7

РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ ДОКУМЕНТЫ

Неотъемлемым свойством любых технологий, включая информационные, является их регламентация (нормализация) – установление однозначных требований к процессам, обеспечивающим подсистемам, промежуточным и конечным результатам.

Регламентация информационных технологий это процесс создания, организации и использования информации, определяющей нормы, требования, правила и порядок осуществления информационных процессов, устанавливающей образцы и эталоны производимых продуктов и услуг.

Нормализующая информация, актуальная для многократного использования при производстве информационных продуктов и услуг, находит отражение в регламентирующих документах.

Потенциальными объектами регламентации могут быть:

• информационные продукты и услуги (с точки зрения номенклатуры, потребительских свойств, количественных и качественных параметров);

• основные методические решения (принципы, приемы и правила деятельности);

• способы организации и производства (тип производства, его особенности);

• технологические процессы (номенклатура, операционный состав, квалификационное разделение труда, оснащенность оборудованием и техническими средствами, нормативы длительности и др.);

• ресурсы информационного производства (в аспекте предъявляемых к ним требований, состава и распределения в процессе производства);

• орудия труда (номенклатура, параметрическая характеристика, распределение по технологическим процессам, структурным подразделениям, рабочим местам);

• кадры исполнителей (штатная численность, профессиональный, должностной и квалификационный состав);

• производственная структура информационного учреждения, службы (состав и распределение структурных подразделений, рабочих мест, распределение численности работающих по производственным участкам и др.);

• методы контроля качества информационных продуктов и услуг;

• эффективность информационного производства (показатели, методы измерения и расчета).

Стандарты Системы менеджмента качества ISO 9000 придают особое значение разработке регламентирующей документации, утверждая, что ее применение способствует: удовлетворению потребительских требований; улучшению качества; обеспечению необходимой подготовки кадров; повторяемости и прослеживаемости процессов; организации надежного производственного контроля; объективной оценке качества продукции и услуг и эффективности деятельности.

Для регламентации информационных технологий определяющее значение имеют следующие виды регламентирующих документов:

• государственные нормативно-правовые акты;

• стандарты;

• нормы и нормативы;

• организационная документация;

• технологическая документация.

7.1. Государственные нормативно-правовые акты

Нормативно-правовые акты в области информационных технологий это законы, указы, распоряжения, постановления, решения и другие документы государственных органов, учреждений, ведомств, региональных и муниципальных органов власти, определяющие государственную политику в сфере информации и информатизации, правовой статус информационных ресурсов, информационные права граждан и другие вопросы.

Эти нормативные акты регламентируют информационную терминологию, уточняют содержание деятельности информационных учреждений и служб, регулируют организационно-правовые основы их функционирования, предъявляют рамочные требования к ассортименту информационных продуктов и услуг.

Российское информационное законодательство формируется с начала 90-х гг. XX в.

Конституция Российской Федерации фиксирует информационные права граждан: свободно искать, получать, передавать, производить и распространять права граждан любым законным способом (ст. 29 ч. 4). Конституция гарантирует свободу массовой информации, запрещает цензуру.

Механизм реализации информационных прав граждан России конкретизирован в Федеральных законах. Базовым в ряду «информационных» нормативно-правовых актов является закон РФ «Об информации, информатизации и защите информации» (1995 г.). Основное внимание закон уделяет правовым аспектам формирования и использования информационных ресурсов: определяет порядок документирования информации (включая документы, хранимые, обрабатываемые и передаваемые с помощью автоматизированных информационных и телекоммуникационных систем), регламентирует процесс формирования государственных информационных ресурсов, классифицирует информационные ресурсы по категориям доступа (общедоступные, ограниченного доступа); прописывает механизм реализации права граждан и организаций и доступ к информации и информационным ресурсам. Касаясь вопросов разработки и производства информационных систем, технологий и средств их обеспечения, закон определяет право авторства и право собственности на эти объекты, порядок их сертификации и лицензирования деятельности по формированию и использованию информационных ресурсов. Важный раздел закона – защита информации и прав субъектов в области информационных процессов информатизации. Предусмотрена защита государством прав собственников, владельцев или пользователей информации от несанкционированного доступа к ней, а также защита прав субъектов в информационных процессах и при разработке, производстве, применении информационных систем, технологий и средств их обеспечения.

Закон РФ «Об участии в международном информационном обмене» (1996 г.) регламентирует обязанности государства, муниципальных образований и отдельных субъектов как участников международного информационного обмена. Этот закон обеспечивает российским гражданам и юридическим лицам выход в мировое информационное пространство: определяет свободы и ограничения на ввоз и вывоз информационных продуктов, порядок использования средств международного информационного обмена (информационных сетей и систем), гарантирует защиту от недостоверной, ложной иностранной документированной информации, предусматривает контроль государства за осуществлением международного информационного обмена.

Закон «Об обязательном экземпляре документов» (1994 г.) обязывает производителей информационной продукции (издательства, полиграфические предприятия, редакции средств массовой информации, музыкальные фирмы, теле- и радиокомпании, киностудии, видеопредприятия, кинематографические предприятия, научно-исследовательские учреждения, высшие