1281

Информационные технологиии в экономике

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Понятие и свойства информационной технологии. Эволюция информационных технологий, этапы их развития. Функционально-ориентированные и объектно-ориентированные информационные технологии. Операционные системы как составная часть платформы. Основные понятия открытых систем. Понятие технологизации социального пространства. Использование OLTP-технологии в системах поддержки принятия решений. Технология аналитической обработки данных (OLAP-технология) и средства OLAP-технологии.

Русский

2013-01-06

399 KB

473 чел.

Л.Н. Корпачёва

Информационные технологиии (в экономике)

Конспект лекций

Красноярск 2012


Оглавление

1. ВВедение в информационные технологии. Классификация информационных технологий. Понятие платформы 5

1.1. Введение в информационные технологии 5

1.1.1. Основные понятия и определения 5

1.1.2 Понятие и свойства информационной технологии 6

1.1.3. Роль информационных технологий в развитии  экономики и общества 8

1.1.4. Эволюция информационных технологий, этапы их развития 10

1.2. Классификация информационных технологий 13

1.2.1. Критерии классификации информационных технологий 13

1.2.2. Обеспечивающие и функциональные информационные технологии 13

1.2.3. Предметная информационная технология 14

1.2.4. Функционально-ориентированные и объектно-ориентированные информационные технологии 14

1.2.5 Критерии оценки информационных технологий 18

1.3. Платформа в информационных технологиях 19

1.3.1. Понятие платформы 19

1.3.2. Операционные системы как составная часть платформы 23

1.3.3. История развития операционных систем 25

1.3.4. Прикладные решения и средства их разработки 26

1.3.5. Критерии выбора платформы 27

2. Информационные технологии конечного пользователя. Технологии открытых систем. сетевые информационные технологии 29

2.1. Информационные технологии конечного пользователя 29

2.1.1. Стандартизация пользовательского интерфейса 29

2.1.2. Технологический процесс обработки и защиты данных 30

2.1.3. Информационные технологии автоматизированных рабочих мест 32

2.1.4. Информационные технологии электронного офиса 34

2.1.5. Пользовательский интерфейс и его виды 36

2.2. Технологии открытых систем 38

2.2.1. Основные понятия открытых систем. Понятие технологизации социального пространства 38

2.2.2. История развития технологии открытых систем 40

2.2.3. Эталонная модель взаимодействия открытых систем 41

2.2.4. Характеристика уровней модели взаимодействия открытых систем 42

2.3. Интеграция информационных технологий 45

2.3.1. Понятие компьютерных сетей 45

2.3.2. Понятие локальных вычислительных сетей 46

2.3.3. Распределенные системы обработки данных.
Технологии «клиент-сервер»
47

2.3.4. Информационные хранилища 48

2.3.5. Системы электронного документооборота 48

2.3.6. Геоинформационные системы 49

2.3.7. Корпоративные информационные системы 51

2.3.8. Видеоконференции и системы групповой работы 52

2.4. Сетевые информационные технологии 53

2.4.1. Глобальные системы. История развития глобальной сети Internet 53

2.4.2. Технологии электронной почты 54

2.4.3. Технологии телеконференций 55

2.4.4. Авторские информационные технологии 56

2.4.5. Гипертекстовые технологии и их применение в глобальных сетях 56

2.4.6. Технологии мультимедиа 57

3. Технологии поддержки принятия решений 60

3.1. Технология оперативной обработки данных 60

3.1.1. Технология оперативной обработки транзакций  (OLTP-технология) 60

3.1.2. Средства OLTP-технологии 61

3.1.3. Использование OLTP-технологии в системах поддержки принятия решений 62

3.2. Оперативная аналитическая обработка данных 65

3.2.1. Технология аналитической обработки данных (OLAP-технология) и средства OLAP-технологии 66

3.2.2. Многомерные схемы в OLAP-системах 67

Список использованных источников 71


1. ВВедение в информационные технологии. Классификация информационных технологий. Понятие платформы

1.1. Введение в информационные технологии

1.1.1. Основные понятия и определения

В философском понимании информация есть отражение реального мира, т.е. сведения, которые один реальный объект содержит о другом реальном объекте. Признав, что наше знание есть отражение реального мира, материалистическая теория познания установила, что отражение является всеобщим свойством материи. Существуют следующие формы отражения: сознание – высшая форма отражения – присуще только человеку; психическая – присуща не только человеку, но и животным; раздражимость – охватывает также растения и простейшие организмы; запечатление взаимодействия – присуща и неорганической природе, и элементарным частицам, т.е. всей материи вообще. Таким образом, знание есть отражение реального мира, следовательно, отражение – это всеобщее свойство материи.

Информационная экономика базируется на информации как на основном ресурсе и товаре одновременно. Под информационным ресурсом (ИР) понимают:

1. данные, преобразованные в форму, которая является значимой для предприятия;

2. данные, значимые для управления предприятием;

3. информацию, созданную и/или обнаруженную, зарегистрированную, оцененную, с определенными законами деградации и обновления.

Информационные ресурсы предприятия представлены в документах массивов информации ИС на машинных носителях, архивах, фондах, библиотеках.

Информационные ресурсы, частью которых являются и информационные технологии, имеют в данном определении четкую структуру в соответствии с методикой их создания, оценки и инвентаризации. Более того, исходя из определения структуры ИР, возможен учет статических и динамических составляющих ИР.

Информационный процесс – это осуществление всей совокупности следующих элементарных информационных актов: прием или создание информации, ее хранение, передача и использование. Информационная система – это совокупность механизмов, обеспечивающих полное осуществление информационного процесса.

Вне ИС информация может лишь сохраняться в виде записей на тех или иных физических носителях, но не может быть ни принятой, ни переданной, ни использованной.

Предприятия имеют и формируют свою собственную внутреннюю информационную среду, в которой циркулируют потоки информации. В качестве внешних источников информации предприятия выступают государство, информационные центры и сети, научно-исследовательские организации, поставщики материалов, конкуренты, инфраструктура рынка и т.п. Входной поток предприятия формируется на основании информации, поступающей из внешней среды. Выходной информационный поток направляется предприятием во внешнюю среду и содержит информацию о своих производственных возможностях, производимом товаре (реклама), материальных, энергетических, кадровых и информационных потребностях и т.д. Информационная система предприятия фильтрует информационный поток и выделяет информацию, необходимую (релевантную) для жизнедеятельности предприятия, преобразуя ее в удобную для принятия решений форму.

Основными задачами предприятия по формированию информационных потоков являются:

– формирование адекватных информационных ресурсов для системы управления предприятием;

– оптимизация информационных потоков путем исключения дублирования информации;

– ликвидация разрыва между внедрением информационных технологий и техники и состоянием информационных ресурсов (их формирование и использование).

Под информатизацией будем понимать процесс развития «индустрии информации». Рассматривают три равноправные трактовки этого термина:

– процесс создания и совершенствования информационного общества;

– процесс повышения эффективности использования информации в государстве и обществе на основе перспективных информационных технологий;

– процессы формирования ноосферы.

Измерение процесса информатизации осуществляется путем определения масштаба внедрения информационных технологий во все сферы общественной жизни. Так как современные информационные технологии базируются на использовании компьютерной техники, то иногда ставят знак равенства между понятиями «информатизация» и «компьютеризация».

1.1.2 Понятие и свойства информационной технологии

Понятие «информационная технология» базируется на основополагающих понятиях «информация» и «технология».

Технология (от греч. «techne» – искусство, мастерство, умение и «logos» – знания, наука) – совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы, осуществляемых в процессе производства продукции. Задача технологии как науки – выявление закономерностей в целях определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов.

Информационная технология – это совокупность методов, производственных процессов и алгоритмов программно – технических средств, объединенных в технологическую цепочку, реализация которых обеспечивает сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации в целях снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, повышения их надежности и оперативности.

Информационная технология – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

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 на экономическом объекте.

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.

1.1.3. Роль информационных технологий в развитии
экономики и общества

Основополагающим фактором для построения автоматизированной информационной технологии с привязкой ее к принятой модели управления и существующей информационной инфраструктуре является область функционирования экономического объекта, в соответствии с которой предприятия и организации можно разделить на группы.

В свою очередь производственные предприятия, имеющие специфику промышленной деятельности, можно классифицировать по шести основным классификационным признакам.

В зависимости от требований по решению задач управления экономическим объектом формируется технологический процесс обработки информации в организациях и на предприятиях различного типа. При этом при внедрении автоматизированных информационных технологий основными критериям являются величина предприятия и область функционирования, в зависимости от которых делается выбор программно-аппаратного обеспечения для решения конкретных функциональных задач, на основе которых принимаются соответствующие управленческие решения.

В соответствии с этим положением основным критерием для внедрения современной автоматизированной информационной технологии является мощность производственного потенциала, в соответствии с которой предприятия можно разделить на три группы – малые, средние и большие.

Непременным условием повышения эффективности производственных, экономических, управленческих и других процессов, происходящих на предприятиях, в учреждениях и организациях, является информационная технология, обладающая гибкостью, мобильностью и адаптивностью к внешним воздействиям.

Информационная технология предполагает умение грамотно работать с информацией, программными продуктами и вычислительной техникой. Эффективность функционирования информационной технологии определяется ее основными свойствами, к которым относятся следующие:

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.

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

Структура конкретной автоматизированной информационной технологии для своей реализации предполагает наличие трех основных взаимосвязанных составляющих:

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

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

– 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 экономических 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.

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

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

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

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

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

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.

1.1.4. Эволюция информационных технологий, этапы их развития

Развитие информационных технологий можно разделить на эволюционные этапы.

Появление первых электронно-вычислительных машин в 1946 г. привело к переходу на пятый этап эволюции информационных технологий. Был создан способ записи и долговременного хранения формализованных знаний, при котором эти знания могли непосредственно влиять на режим работы производственного оборудования. Появилась возможность передачи видео- и аудиоинформации на большие расстояния, появилась возможность создания информационных фондов.

В течение пятого этапа происходило развитие ЭВМ, что приводило к последовательному развитию информационных технологий.

Основным критерием функционирования информационных технологий в этот период являлась экономия машинных ресурсов. При этом преследовалась цель максимальной загрузки оборудования, которая обеспечивалась организацией пакетного режима обработки информации.

Пакетный режим резко повысил производительность использования ЭВМ, но затруднил процесс отладки программ и создания новых программных продуктов.

В начале 80-х гг. появились мини-ЭВМ и ЭВМ третьего поколения на больших интегральных схемах. Основным критерием создания информационных технологий на базе ЭВМ третьего поколения стала экономия труда программиста, что было реализовано посредством разработки инструментальных средств программирования. Появились операционные системы второго поколения, работающие в трех режимах:

– реального времени;

– разделения времени;

– в пакетном режиме.

Системы разделения времени позволили специалисту работать в диалоговом режиме, так как ему выделялся квант времени, в течение которого он имел доступ ко всем ресурсам системы. Появились языки высокого уровня (PL, Pascal и др.), пакеты прикладных программ (ППП), системы управления базами данных (СУБД), системы автоматизации проектирования (САПР), диалоговые средства общения с ЭВМ, новые технологии программирования (структурное и модульное), появились глобальные сети ЭВМ, сформировалась новая научная отрасль – информатика.

Для автоматизации управления экономическими объектами разрабатывались автоматизированные системы управления (АСУ), автоматизированные системы обработки данных (АСОД) и другие автоматизированные системы обработки экономической информации (СОЭИ).

Шестой этап эволюции информационных технологий начался с появления микропроцессора и персонального компьютера (ПК).

Персональный компьютер – это инструмент, позволяющий формализовать и сделать широкодоступными для автоматизации многие из трудноформализуемых процессов человеческой деятельности. Основным критерием функционирования информационных технологий явилось использование их для формализации знаний и внедрения во все сферы человеческой деятельности.

Широкое распространение получили диалоговые операционные системы, например Unix, автоматизированные рабочие места (АРМ), экспертные системы, базы знаний, локальные вычислительные сети, гибкие автоматизированные производства, распределенная обработка данных.

Информация становится ресурсом наравне с материалами, энергией и капиталом. Появилась новая экономическая категория – национальные информационные ресурсы. Профессиональные знания в наукоемких изделиях на базе персональных компьютеров составляют уже приблизительно 70 % себестоимости, а число занятых в сфере обработки информации – 60-80 % трудового населения развитых стран.

В этот период разрабатываются информационные технологии для автоформализации знаний с целью информатизации общества.

Появились машины с параллельной обработкой данных – транспьютеры. Для них был создан новый язык – язык параллельного программирования. Появились портативные ЭВМ, не уступающие по мощности большим, бесклавиатурные компьютеры, а также графические операционные системы и новые информационные технологии: объектно-ориентированные, гипертекст, мультимедиа, CASE-технология и т.д.

Общим для всех подходов является то, что с появлением ПЭВМ начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека как для профессиональной сферы, так и для бытовой. В соответствии с этим выделяют различные признаки деления, в соответствии с которыми рассматриваются этапы развития информационных технологий:

1. вид задач и процессов обработки информации.

2. проблемы, стоящие на пути информатизации общества.

3. преимущества, которые приносит компьютерная информационная технология.

4. виды инструментария технологии.

Современное развитие общества приводит к возрастанию объема и усложнению задач, решаемых в области организации производства, процессов планирования и анализа, финансовой работы, связей с поставщиками и потребителями продукции, оперативное управление которыми невозможно без организации современной автоматизированной информационной технологии.

Вопросы для самоконтроля

1. Сравните понятия информационный ресурс, информационный процесс, информационная технология.

2. Сравните понятия информационной и производственной технологий.

3. Основные особенности информационных технологий.

4. Основные свойства информационных технологий.

5. Этапы эволюции информационных технологий.

6. Классификация информационных технологий.

7. Что такое интегрированная ИТ?

8. ИТ, предназначенная для решения функциональных задач.

9. Приведите классификацию ИТ по степени охвата задач управления.

10. Что является критериями оптимальности технологического процесса ИТ.

1.2. Классификация информационных технологий

Для того чтобы правильно понять, оценить, грамотно разработать и использовать информационные технологии в различных сферах жизни общества необходима их предварительная классификация.

1.2.1. Критерии классификации информационных технологий

Классификация информационных технологий зависит от критерия классификации. В качестве критерия может выступать показатель или совокупность признаков, влияющих на выбор той или иной информационной технологии. Как правило, выделяют следующие классификационные признаки информационных технологий: по значению и характеру использования; по пользовательскому интерфейсу; по способу организации сетевого взаимодействия; по принципу построения; по степени охвата задач управления; по участию ТС в диалоге с пользователем; по способу управления производственной технологией.

По назначению выделяют следующие два основных класса информационных технологий: обеспечивающие информационные технологии и функциональные информационные технологии.

1.2.2. Обеспечивающие и функциональные информационные технологии

Обеспечивающие информационные технологии — 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, мультимедиатехнологии, технологии распознавания символов, телекоммуникационные технологии, технологии защиты информации, технологии разработки программного обеспечения и т. д.

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.

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

1.2.3. Предметная информационная технология

Под информационной технологией (ИТ) понимается система методов и способов сбора, накопления, хранения, поиска и обработки информации на основе применения средств вычислительной техники.

Упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняющихся с момента возникновения информации до получения результата, называется технологическим процессом.

Очевидно, что технология принятия решений всегда имела информационную основу, хотя обработка данных и осуществлялась вручную. Однако с внедрением средств вычислительной техники и процесс управления появился специальный термин автоматизированная информационная технология.

Чтобы терминологически выделить традиционную технологию решения экономических и управленческих задач, введем термин предметная технология, которая представляем собой последовательность технологических этапов по модификации первичной информации в результатную. Например, технология бухгалтерского учета предполагает поступление первичной документации, которая трансформируется в форму бухгалтерской проводки.

1.2.4. Функционально-ориентированные и объектно-ориентированные информационные технологии

По принципу построения информационные технологии делятся на:

– 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.

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 различным 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.

По характеру участия технических средств в диалоге с пользователем:

– 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.

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.

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 дачных 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.

Организация технологического процесса должна обеспечить его экономичность, комплектность, надежность функционирования, высокое качество работ и т.д. Это достигается использованием системотехнического подхода к организации технологии обработки информации, которая строится на следующих принципах:

– интеграция обработки информации и возможность работы специалистов в условиях эксплуатации автоматизированных банков данных (АБД);

– распределенная обработка данных на базе развитых систем передачи информации;

– рациональное сочетание централизованного и децентрализованного управления посредством соответствующей организации технологического процесса обработки информации;

– моделирование и формализованное описание данных, операций их преобразования, функций и автоматизированных рабочих мест специалистов;

– учет конкретных особенностей экономического объекта, в котором реализуется информационная технология.

1.2.5 Критерии оценки информационных технологий

Критериями оценки оптимальности информационных технологий 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.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте понятие информационной технологии.

2. Что является средствами информационных технологий.

3. Как разделяются информационные технологии по назначению.

4. Дайте понятие предметной информационных технологий.

5. Как делятся информационные технологии по принципу построения.

6. Дайте понятие функционально-ориентированной ИТ.

7. Дайте понятие объектно-ориентированной ИТ.

8. Назовите критерии оценки информационных технологий.

9. Назовите критерии классификации информационных технологий.

10. Назовите принципиальные отличия ИТ от технологии производства

1.3. Платформа в информационных технологиях

1.3.1. Понятие платформы

Платформа – совокупность взаимодействующих между собой аппаратных средств и операционной системы, под управлением которой функционируют прикладные программы и средства для их разработки.

В информационных технологиях под термином «платформа» в широком смысле обычно понимается совокупность следующих компонентов:

– аппаратного решения;

– операционной системы (ОС);

В более узком смысле выделяют следующие виды платформ:

– программная платформа – это совокупность операционной системы, средств разработки прикладных программных решений и прикладных программ, работающих под управлением этой операционной системы;

– прикладная платформа – это средства выполнения и комплекс технологических решений, используемых в качестве основы для построения определенного круга прикладных программ;

– аппаратная платформа (hardware) – это совокупность совместимых аппаратных решений с ориентированной на них операционной

Понятие «аппаратная платформа» связано с решением фирмы IBM о выработке и утверждении единого стандарта на основные комплектующие персонального компьютера. До этого времени фирмы-производители ПК стремились создать собственные, уникальные устройства, чтобы стать монополистом по сборке и обслуживанию собственных персональных компьютеров. Однако в итоге рынок был перенасыщен несовместимыми друг с другом ПК, для каждого из которых нужно было создавать собственное программное обеспечение. В этот период устройство каждого ПК было охраняемой тайной фирмы-производителя, и копирование одной фирмой изделий другой было строго запрещено.

Заслуга фирмы IBM состоит именно и том, что она внедрила принцип «открытой архитектуры», выработала и утвердила единый стандарт на основные части персонального компьютера — комплектующие, оповестила всех об особенностях их конструкции, поощряя при этом производство совместимых с IBM PC компьютеров других фирм. В основу принципа «открытой архитектуры» была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IBM сделала ПК не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей.

На основной электронной плате компьютера IBM PC (системной или материнской) размещаются только те блоки, которые осуществляют обработку информации. Схемы, управляющие всеми остальными устройствами ПК – монитором, винчестером, принтером и др., реализованы на отдельных платах (контроллерах), которые вставляются в стандартные разъемы на системной плате – слоты. К этим электронным схемам подводится электропитание из единого блока питания, а для удобства и надежности все это заключается в общий корпус – системный блок.

Открытость IBM PC-совместимых персональных компьютеров заключается в том, что все спецификации взаимодействия внешних устройств с контроллерами, контроллеров с системной платой посредством шины и т. д. доступны всем. Это положение сохраняется до сегодняшнего дня, хотя с того времени в конструкцию IBM РС-совместимых компьютеров было внесено много нововведений. Поэтому любая фирма может начать производство какого-либо контроллера или внешнего устройства, или системных плат, не беспокоясь обо всех остальных комплектующих компьютера. Если созданная ими продукция будет следовать общепринятым стандартам, с ней смогут работать и изделия других фирм-производителей.

Фирма IBM рассчитывала, что открытость архитектуры позволит независимым производителям разрабатывать различные дополнительные устройства, что увеличит популярность персонального компьютера. Действительно, через один-два года на рынке средств вычислительной техники предлагались сотни разных устройств и комплектующих для IBM PC.

Однако при этом фирма IBM быстро лишилась приоритета на рынке средств вычислительной техники, так как конкуренты производили клоны дешевле оригинального IBM PC. Но стандарт прижился как платформа IBM PC-совместимых ПК.

В связи с тем, что в настоящее время фирма IBM – создатель первого в мире массового персонального компьютера – утратила свой приоритет в выпуске ПК, на Западе все реже употребляют термин «IBM-совместимые компьютеры», а используют понятие «платформа Wintel», подразумевая под этим сочетание микропроцессора фирмы Intel с операционной системой Windows. Микропроцессор при этом рассматривается как основа аппаратной платформы, которая определяет архитектуру персонального компьютера, т. е. его тип и характеристики.

Однако термин Wintel не совсем точно определяет понятие платформы, так как открытая архитектура современных IBM-совместимых персональных компьютеров позволяет собирать их из комплектующих, изготавливаемых различными фирмами-производителями, включая и микропроцессоры, которые в настоящее время выпускаются не только фирмой Intel, но и Advanced Micro Devices (AMD), Cyrix Corp. и др. Кроме того, IBM-совместимые ПК могут работать не только под управлением операционной системы Windows, но и под управлением других операционных систем.

Платформа IBM-совместимых компьютеров включает в себя широкий спектр самых различных персональных компьютеров: от простейших домашних до сложных серверов.

Кроме платформы IBM-совместимых ПК в настоящее время достаточно широкое распространение получила платформа Apple, представленная довольно популярными на Западе компьютерами Macintosh.

Специалисты по компьютерной истории отдают приоритет в создании ПК именно компании Apple. С середины 70-х г. эта фирма представила несколько десятков моделей ПК – начиная с Apple I и заканчивая современным iMac, – и уверенно противостояла мощной корпорации IBM.

В середине 80-х гг. компьютеры серии Macintosh стали самыми популярными ПК в мире. В отличие от IBM, компания Apple всегда делала ставку на закрытую архитектуру – комплектующие и программы для этих компьютеров выпускались лишь небольшим числом «авторизированных» производителей. За счет этого компьютеры Macintosh всегда стоили несколько дороже своих IBM-совместимых ПК, что компенсировалось их высокой надежностью и удобством.

Именно на компьютерах Apple впервые появились многие новинки, со временем ставшие неотъемлемой частью персонального компьютера: графический интерфейс и мышь, звуковая подсистема и компьютерное видео и т. д. Кроме того, и интерфейс самой Windows был частично скопирован с одной из ранних операционных систем Apple, созданной для компьютера Lisa.

Работа с графикой и сегодня остается основной областью функционирования персональных компьютеров Apple. Поэтому ПК Macintosh попрежнему незаменимы в таких областях, как издательское дело, подготовка и дизайн полноцветных иллюстраций, аудио- и видеообработка.

В этом качестве компьютеры Apple используются сейчас в России (в США новые модели Apple используются и в качестве домашних ПК).

Несмотря на значительное падение интереса к Apple в начале 90-х г., к концу десятилетия они вновь вернули себе былую славу после выхода моделей с новым, уникальным дизайном (полупрозрачным, голубовато-то оттенка корпусом, мышью или принтером), рассчитанным на домашнего пользователя (настольные модели iMac и портативные iBook).

Они используют свое, особое программное обеспечение, да и комплектующие их существенно отличаются от IBM. В России компьютеры Macintosh достаточно распространены в полиграфической отрасли для подготовки полноцветных иллюстраций и дизайна. В настоящее время они получают распространение и в других профессиональных областях, а также в качестве «домашнего» компьютера.

Сегодня на рынке средств вычислительной техники представлено несколько основных платформ персональных компьютеров, каждая из которых отличается как по назначению, так и по типу аппаратного и программного обеспечения. Как правило, различные платформы компьютеров несовместимы между собой.

Проблема совместимости компьютерных платформ возникла практически одновременно с появлением самих персональных компьютеров. По тем или иным причинам каждый производитель делал свою продукцию оригинальной настолько, что более никто не мог обменяться с ней информацией. В какой-то степени эта конкурентная борьба продолжается и в настоящее время, однако понимание того, что в погоне за клиентом основополагающим фактором должна стать универсальность, пришло к производителям компьютерных систем уже очень давно.

Существует два основных варианта решения проблемы совместимости компьютерных платформ:

1. Аппаратные решения – это специальные платы, несущие на себе дополнительные процессор, оперативную память и видеопамять другой аппаратной платформы. Фактически они представляют собой отдельный компьютер, вставленный в существующий ПК. Его, как и обычный компьютер, можно оснастить любой операционной системой по выбору пользователя и соответствующим программным обеспечением. При этом можно легко переключаться между двумя операционными системами, обмениваться между ними файлами и выполнять другие операции, причем производительность обеих систем остается высокой и они не влияют друг на друга, так как практически не имеют разделяемых ресурсов, кроме мыши, клавиатуры и монитора. Основным недостатком таких плат является их высокая стоимость, хотя и несколько меньшая, чем отдельного ПК;

2. Программные решения – это специально написанные программы-эмуляторы, позволяющие запустить программное обеспечение, разработанное для персональных компьютеров одного типа, на другом ПК.

Эмулятор – специальная программа, выполняющая каждую команду исходной программы посредством одной или нескольких команд ПК, на котором происходит эмуляция.

Существует несколько видов эмуляторов:

– эмуляторы-исполнители позволяют запускать программы, написанные для других операционных систем;

– эмуляторы аппаратного обеспечения воспроизводят настоящий персональный компьютер со всеми его аппаратными и программными особенностями. В этом случае пользователь получает абсолютный контроль над своим виртуальным ПК и может выполнять на нем практически все операции, что и с настоящим компьютером. Недостатком этих эмуляторов является некоторая медлительность;

– эмуляторы операционных систем позволяют воспроизвести на ПК операционную систему, которая несовместима с данной аппаратной платформой. Примером такого эмулятора является эмулятор операционной системы Windows, который позволяет на компьютере Macintosh работать с операционной системой, написанной для IBM-совместимых ПК. Работают такие программы несколько быстрее, чем эмуляторы аппаратного обеспечения, но у них есть много ограничений. Например, пользователь не может сам выбрать операционную систему.

1.3.2. Операционные системы как составная часть платформы

Операционная система – совокупность программ для управления вычислительным процессом персонального компьютера или вычислительной сети.

Операционные системы (ОС) являются важной составной частью платформы в ИТ. Они отражают как развитие аппаратных средств, так и стремление разработчиков улучшить функциональные характеристики, повысить степень комфортности ОС по отношению к пользователям.

Операционная система выполняет функции автоматического управления рядом подсистем персонального компьютера и предоставляет готовые процедуры управления его внутренними и внешними ресурсами, т. е. операционная система является некоей автоматической системой управления работой и ресурсами компьютера, повышающей удобство и эффективность его использования.

Каждый персональный компьютер (аппаратная платформа) обязательно комплектуется операционной системой, для которой создается свой набор прикладных решений (приложений, прикладных программ).

В процессе развития большинство операционных систем модифицируются и совершенствуются в направлении исправления ошибок и включения новых возможностей. И в целях сохранения преемственности новая модификация операционной системы не переименовывается, а приобретает название версии.

Операционные системы, подобно аппаратной части компьютеров, на пути своего развития прошли через ряд радикальных изменений, так называемых поколений. Для аппаратных средств смена поколений связана с принципиальными достижениями в области электронных компонентов: вначале вычислительные машины строились на электронных лампах (первое поколение ЭВМ), затем на транзисторах (второе поколение), интегральных микросхемах (третье поколение), а сейчас – по преимуществу на больших и сверхбольших интегральных схемах (четвертое поколение). Появление каждого из этих последовательных поколений аппаратных средств сопровождалось резким уменьшением стоимости, габаритов, потребляемой мощности п тепловыделения и столь же резким повышением быстродействия и объемов памяти компьютеров.

На одной и той же аппаратной платформе могут функционировать различные операционные системы, имеющие разную архитектуру и возможности. Однако при этом следует учитывать, что различные ОС представляют разную степень сервиса для программирования и работы с прикладными программами пользователей. Кроме того, для их работы необходимы различные ресурсы оперативной памяти.

Современные операционные системы можно классифицировать по различным признакам.

В целом функции, выполняемые операционными системами разных классов и видов, достаточно схожи и направлены на обеспечение поддержки работы прикладных программ, организацию их взаимодействия с устройствами, предоставление пользователям возможности работы в сетях, а также управление функционированием персонального компьютера. Поэтому при выборе операционной системы пользователь должен четко представлять, насколько та или иная ОС обеспечит ему решение его задач.

Чтобы выбрать ту или иную операционную систему, необходимо знать:

– на каких аппаратных платформах и с какой скоростью работает;

– какое периферийное аппаратное обеспечение операционная система поддерживает;

– как полно удовлетворяет ОС потребности пользователя, т. е. каковы функции операционной системы;

– каков способ взаимодействия ОС с пользователем, т. е. насколько нагляден, удобен, понятен и привычен пользователю интерфейс;

– существуют ли информативные подсказки, встроенные справочники и т. д.;

– какова надежность системы, т. е. ее устойчивость к ошибкам пользователя, отказам оборудования и т. д.;

– какие возможности предоставляет операционная система для организации сетей;

– обеспечивает ли ОС совместимость с другими операционными системами;

– какие инструментальные средства имеет ОС для разработки прикладных программ;

– осуществляется ли в ОС поддержка различных национальных языков;

– какие известные пакеты прикладных программ можно использовать при работе с конкретной операционной системой;

– как осуществляется в ОС защита информации и самой операционной системы.

1.3.3. История развития операционных систем

В первых вычислительных машинах операционных систем не было. Пользователи имели полный доступ к машинному языку и все программы писали непосредственно в машинных кодах.

1-й этап (50-е гг. XX е.)

К концу 50-х гг. ведущие фирмы-изготовители компьютеров поставляли операционные системы со следующими характеристиками:

– пакетная обработка одного потока задач;

– наличие стандартных подпрограмм ввода-вывода, позволяющих пользователю не касаться деталей программирования процессов ввода и вывода на машинном языке;

– возможность автоматического перехода от программы к программе, позволяющая сократить накладные расходы на запуск новой задачи в решение;

– наличие средств восстановления после ошибок, обеспечивающих автоматическое восстановление машины в случае аварийного завершения очередной задачи и позволяющих запускать следующую задачу при минимальном вмешательстве оператора ЭВМ;

– наличие языков управления заданиями, предоставляющих пользователям возможность достаточно подробно описывать свои задания и ресурсы, требуемые для их выполнения.

2-й этап (60-е гг. XX в.)

В это время в технической базе вычислительных машин произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что открыло путь к появлению следующего поколения компьютеров. В этот период были реализованы практически все основные механизмы, присущие современным операционных системам:

– мультипрограммирование;

– поддержка многотерминального многопользовательского режима;

– виртуальная память;

– файловые системы,

– разграничение доступа;

– работа в сети.

1.3.4. Прикладные решения и средства их разработки

Средства разработки прикладных решений – это очень важная часть платформы персонального компьютера. От гибкости, богатства, удобства и надежности этих средств зависит популярность платформы. Платформа без средств разработки приложений под неё перестает существовать.

Все поставщики платформ поставляют и средства разработки прикладных решений в той или иной форме. Производители операционных систем предлагают всевозможные компиляторы и интерпретаторы, системы управления базами данных, системы организации взаимодействия (например, электронная почта). Конечно, решения для популярных операционных систем предлагают не только фирмы-создатели, но и другие фирмы-разработчики.

Для платформ, у которых возможности осуществления разработки решений непосредственно на них ограничены (например, для сотовых телефонов), производители предлагают средства разработки, функционирующие под популярной и мощной операционной системой (Windows, Linux). В дополнение к этим средствам предлагается эмулятор целевой платформы, на котором можно отладить решение, не используя целевую платформу непосредственно.

В настоящее время набирают популярность решения, обеспечивающие независимость разрабатываемых прикладных решений не только от аппаратной составляющей платформы, но и от операционной системы. Самые популярные решения подобного рода – Java и Net.

Основная идея этих платформ состоит в создании «виртуальной машины» – специального программного комплекса, функционирующего на конкретной аппаратной платформе и на конкретной операционной системе. Прикладную программу обрабатывает виртуальная машина, которая преобразует «виртуальные команды» в команды конкретной программно-аппаратной платформы. В итоге получается, что программа для виртуальной машины функционирует на множестве связок «аппаратная часть – операционная система» без переделки. Единственное условие – наличие виртуальной машины для конкретного программно-аппаратного решения. Самая распространенная аппаратно-независимая платформа – Java.

Существует определенный класс программных продуктов – конструкторов, использование которых ограничено какой-либо предметной областью. Эти продукты реализуют не только базовую функциональность, но и гибкие средства создания решений в определенной области деятельности. Такие программные продукты зачастую называются прикладными платформами.

Под прикладной платформой понимаются среда исполнения и набор технологических решений, используемых в качестве основы для построения определенного круга приложений. Фактически приложения базируются на нескольких платформах, образующих многослойную среду. При этом важно, что платформа предоставляет разработчику определенную модель, как правило, изолирующую его от понятий и подробностей более низкоуровневых технологий и платформ.

Ключевым качеством прикладной платформы является достаточность ее средств для решения задач, стоящих перед бизнес-приложениями. Это обеспечивает хорошую согласованность всех технологий и инструментов, которыми пользуется разработчик. Другой важный момент – стандартизация. Наличие единой прикладной платформы для большого количества прикладных решений способствует формированию общего «культурного слоя», включающего и людей (программистов, аналитиков, пользователей), и методологию (типовые структуры данных, алгоритмы, пользовательские интерфейсы). Опираясь на этот «культурный слой», разработчик тратит минимум усилий на поиск необходимого решения практически в любой ситуации, начиная от включения в проект нового специалиста и кончая реализацией какой-либо подсистемы бизнес-приложения по типовой методологии.

Типичный представитель специальных прикладных платформ – система «1С: Предприятие». Сама по себе система является гибким, настраиваемым под нужды конкретного предприятия конструктором, предоставляющим разработчику решений «более прикладные» методы и средства по сравнению с традиционными языками программирования, т. е. такая платформа представляет собой набор различных механизмов, используемых для автоматизации экономической деятельности и не зависящих от конкретного законодательства и методологии учета.

Существуют комплексные прикладные системы масштаба корпораций, которые являются основой для надежного ведения крупного бизнеса, так называемые ERP-системы (Enterprise Resource Planning Systems). Эти системы также являются прикладной платформой, гибко настраиваемой в своей предметной области.

1.3.5. Критерии выбора платформы

Выбор платформы представляет собой чрезвычайно сложную задачу, которая состоит из двух частей:

1. определение сервиса, который должен обеспечиваться платформой;

2. определение уровня сервиса, который может обеспечить данная платформа.

Существует несколько причин, в силу которых достаточно сложно оценить возможности платформы с выбранным набором компонентов, которые включаются в систему:

– подобная оценка прогнозирует будущее: предполагаемую комбинацию устройств, будущее использование программного обеспечения, будущих пользователей;

– конфигурация аппаратных и программных средств связана с определением множества разнородных по своей сути компонентов системы, в результате чего сложность быстро увеличивается;

– скорость технологических усовершенствований аппаратных средств, функциональной организации системы, операционных систем очень высокая и постоянно растет. Ко времени, когда какой-либо компонент широко используется и хорошо изучен, он часто рассматривается как устаревший;

– доступная потребителю информация об аппаратном обеспечении, операционных системах, программном обеспечении носит общий характер. Структура аппаратных средств, на базе которых работают программные системы, стала настолько сложной, что эксперты в одной области редко являются таковыми в другой.

Выбор той или иной платформы и конфигурации определяется рядом критериев. К ним относятся отношение стоимость-производительность, надежность и отказоустойчивость, масштабируемость, совместимость и мобильность программного обеспечения.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение платформы в информационных технологиях. Какие виды платформ используются в ИТ?

2. Раскройте понятие программной платформы ИТ.

3. Обозначьте основные характеристики прикладной платформы ИТ.

4. Определите характерные признаки аппаратной платформы ИТ.

5. Сформулируйте принцип «открытой архитектуры».

6. В чем состоит проблема совместимости компьютерных платформы?

7. Определите подходы аппаратных и программных решений для проблемы совместимости компьютерных платформы.

8. Определите роль и место операционной системы в управлении информационными процессами.

9. Обозначьте тенденции развития операционных систем как платформы в информационных технологиях.

10.Обоснуйте выбор определенной платформы и конфигурации для ИТ.


2. Информационные технологии конечного пользователя. Технологии открытых систем. сетевые информационные технологии

2.1. Информационные технологии конечного пользователя

Деятельность специалистов в настоящее время ориентирована на использование развитых информационных технологий. Организация и реализация функций специалистов на предприятиях и в организациях требует радикального изменения, как самой технологии, так и технических средств обработки информации. Информационные технологии все более превращаются из систем автоматической переработки входной информации в средства накопления, анализа, оценки и выработки наиболее эффективных экономических решений.

2.1.1. Стандартизация пользовательского интерфейса

В этих условиях наиболее важно ориентировать современные информационные технологии на конечного пользователя-специалиста. Разработать рациональные организационные формы использования средств вычислительной техники на рабочих местах в организациях, учреждениях и на предприятиях.

При этом любая форма организации технических и программных средств должна строиться в соответствии с принципами стандартизации:

1. Принцип системности предполагает, что организационная форма использования вычислительной техники является системой, структура которой определяется ее функциональным назначением.

2. Принцип гибкости (открытости) означает приспосабливаемость системы к возможным перестройкам, благодаря модульности построения всех подсистем и стандартизации всех элементов.

3. Принцип устойчивости заключается в том, что система организации вычислительной техники должна выполнять основные функции независимо от воздействия на нее внутренних и внешних факторов. Это значит, что неполадки в отдельных ее частях должны быть легко устранимы, а работоспособность системы – быстро восстанавливаема.

4. Принцип эффективности организационной формы использования вычислительной техники на предприятиях предполагает улучшение экономических показателей управляемого объекта, которое достигается за счет повышения качества управления.

Тенденция к усилению децентрализации управления и решения функциональных задач на местах специалистов влечет за собой распределенную обработку информации с децентрализацией применения средств вычислительной техники и совершенствования автоматизированных рабочих мест (АРМ) специалистов с использованием соответствующего пользовательского интерфейса. При этом кроме автоматизации конкретных функций специалиста важна и организация электронного офиса, который позволяет автоматизировать офисную деятельность и организовать информационную связь между специалистами.

2.1.2. Технологический процесс обработки и защиты данных

Создание базовой системы защиты информации и данных в организациях и на предприятиях основывается на следующих принципах:

1. Комплексный подход к построению системы защиты при ведущей роли организационных мероприятий. Он означает оптимальное сочетание программно-аппаратных средств и организационных мер защиты, подтвержденное практикой создания отечественных и зарубежных систем защиты.

2. Разделение и минимизация полномочий по доступу к обрабатываемой информации и процедурам обработки. Специалистам экономического объекта предоставляется минимум строго определенных полномочий, достаточных для успешного выполнения ими своих служебных обязанностей, с точки зрения автоматизированной обработки доступной им конфиденциальной информации.

3. Полнота контроля и регистрация попыток несанкционированного доступа, т. е. необходимость точного установления идентичности каждого специалиста и протоколирования его действий для проведения возможного расследования, а также невозможность совершения любой операции обработки информации в ИТ без ее предварительной регистрации.

4. Обеспечение надежности системы защиты, т. е. невозможность снижения ее уровня при возникновении в системе сбоев, отказов, преднамеренных действий нарушителя или непреднамеренных ошибок специалистов экономического объекта и обслуживающего персонала.

5. Обеспечение контроля за функционированием системы защиты, т. е. создание средств и методов контроля работоспособности механизмов защиты.

6. «Прозрачность» системы защиты информации для общего, прикладного программного обеспечения и специалистов экономического объекта.

7. Экономическая целесообразность использования системы защиты. Она выражается в том, что стоимость разработки и эксплуатации системы защиты информации должна быть меньше стоимости возможного ущерба, наносимого объекту в случае разработки и эксплуатации информационной технологии без системы защиты информации.

Технологический процесс может оформляться в виде графической схемы, на которой наглядно представляется последовательность операций. При проектировании схемы технологического процесса необходимо графически выделить эти последовательно выполняемые операции, которые изображаются на основном (осевом) направлении схемы. На этом же направлении размещаются логические блоки, указывающие на разветвление процесса.

Кроме технологических операций, на схеме справа или слева от них отображаются носители информации:

– первичные документы,

– машинные носители (магнитные ленты, магнитные диски, оптические диски и т. д.)

– машинограммы, полученные в результате обработки. Для оформления технологического процесса используется три вида документов:

• схема данных;

• схема работы системы;

• схема взаимодействия программ.

Схема данных предназначена для отображения этапов технологического процесса обработки данных, включая операции, выполняемые неавтоматизированным способом. Она состоит из следующих компонентов:

– символов данных;

– символов процесса, который следует выполнить над данными;

– линий и специальных символов.

Схема данных начинается и заканчивается символами данных, которые предшествуют и следуют за символами процесса.

Схема работы системы предназначена для отображения управления операциями и потоком данных в системе. Она состоит из следующих компонентов:

– символов данных;

– символов процесса, указывающих на операции, которые следует выполнить над данными;

– линий, указывающих потоки данных между процессами и (или) носителями данных и специальных символов.

Схема взаимодействия программ отображает путь активации программ и взаимодействие с соответствующими данными. Каждая программа в схеме показывается только один раз. Схема взаимодействия программ состоит из:

– символов данных, указывающих на наличие данных;

– символов процесса, указывающих на операции, которые следует выполнить над данными;

– линий, отображающих поток между процессами и данными, м специальных символов.

Описание основных символов, используемых для изображения технологического процесса обработки информации, приведено в табл. 3.3.

Все символы схемы технологического процесса обработки информации должны иметь лаконичные и ясные пояснения:

– в символах операций проставляются их названия;

– в символах машинных носителей – сокращение наименования и идентификаторы соответствующих массивов или файлов;

– в символах информации, выводимой на печать или экран.

При решении многих экономических задач (бухгалтерского учета, статистической отчетности и др.) оперативная информация подготавливается на машинных носителях в течении всего отчетного периода по мере ее сбора и поступления, а задача решается только после окончания отчетного периода.

2.1.3. Информационные технологии автоматизированных рабочих мест

В современных информационных технологиях широко используются автоматизированные рабочие места (АРМ). Создание автоматизированных рабочих мест предполагает, что основные операции по накоплению, хранению и переработке информации возлагаются на вычислительную технику, специалист же выполняет определенную часть ручных операций и операций, требующих творческого подхода при подготовке управленческих решений. Вычислительная техника при этом работает в тесном взаимодействии с пользователем, который контролирует ее действия, меняет значения отдельных параметров в ходе решения задачи, а также вводит исходные данные для решения задач и функций управления. На практике для каждой группы работников управления такие функции регламентируются должностными инструкциями, положениями, законодательными актами и др. Создание АРМ обеспечивает:

– доступ к современной электронной технике небольших предприятий, что было невозможно в условиях централизованной обработки информации;

– простоту, удобство и дружественность по отношению к пользователю;

– компактность размещения, высокую надежность, сравнительно простое техническое обслуживание и невысокие требования к условиям эксплуатации;

– информационно-справочное обслуживание пользователя;

– развитый диалог с пользователем и предоставление ему сервисных услуг;

– максимальное использование ресурсов системы;

– возможность ведения локальных и распределенных баз данных;

– наличие документации по эксплуатации и сопровождению;

– совместимость с другими системами.

По технической базе, на основе которой строится АРМ, выделяют следующие виды автоматизированных рабочих мест:

1. АРМ, построенные на базе больших универсальных ЭВМ. Они обеспечивают специалистам организационно-экономического управления возможность работать с большими базами данных при технической и программной поддержке, осуществляемой силами профессионалов в области вычислительной техники – работников собственного информационно-вычислительного средства.

Недостатками таких АРМ являются:

– необходимость иметь в организации специальное подразделение по техническому и программному обеспечению вычислительных средств;

– недостаточная гибкость программных средств;

– жесткие требования технических средств к операционной системе;

– высокая стоимость машинных ресурсов;

– слабая ориентация вычислительной системы на пользователя-непрограммиста и др.

2. АРМ, построенные на базе малых ЭВМ. Они несколько снижают стоимостные затраты на организацию и эксплуатацию АРМ, но сохраняют большинство недостатков, присущих АРМ, построенным на базе больших ЭВМ.

3. АРМ, созданные на базе персональных компьютеров. Это наиболее простой и распространенный вариант автоматизированного рабочего места в современных информационных технологиях. В этом случае АРМ рассматривается как система, в которой пользователь сам непосредственно выполняет все функциональные обязанности по преобразованию информации.

4. АРМ, построенные на базе персональных компьютеров, имеют следующие преимущества:

– сравнительно низкая стоимость;

– невысокая потребляемая мощность;

– относительная простота обслуживания;

– использование простых языков общения с ПК;

– возможность подключения к ЛВС (локальной вычислительной сети) и к широкомасштабной вычислительной сети;

– возможность пользования информационными ресурсами из АБД;

– повышение оперативности и качества информации;

– освобождение персонала от рутинных работ;

– сокращение численности служащих и т. д.

По специализации можно выделить следующие виды автоматизированных рабочих мест:

1. АРМ руководителя предназначено для выполнения функций оперативного управления и функций принятия решений. Автоматизированное рабочее место руководителя позволяет:

– принимать решения с максимальной адаптацией к конкретным ситуациям;

– получать отчеты требуемой формы по всей информации, находящейся в автоматизированной корпоративной базе;

– обеспечить руководителю или его непосредственным помощникам оперативность и скорость поиска нужной информации;

обеспечить оперативную связь с другими источниками информации в пределах организационной структуры и с внешней средой и т. д.

2. АРМ специалиста предоставляет пользователю возможность проводить аналитическую работу, максимально используя всю необходимую информацию. Автоматизированное рабочее место специалиста реализует следующие функции:

– работа с персональными базами данных и базами данных организации;

– обеспечение коммуникационного диалога с дополнительными источниками информации;

– моделирование анализируемых процессов с учетом накопленного опыта;

– многофункциональность и гибкость системы.

3. АРМ технического работника позволяет автоматизировать выполняемую пользователем ежедневную рутинную работу:

– ввод информации;

– ведение картотек и архивов;

– обработка входящей и исходящей документации;

– контроль ежедневного личного плана руководителя и т. д.

2.1.4. Информационные технологии электронного офиса

Электронный офис организуется на предприятиях, в организациях или учреждениях в управленческих структурах.

Основными функциями электронного офиса являются:

– автоматизация рутинных работ с документами;

– организация электронного документооборота.

Для реализации перечисленных выше функций в электронном офисе выполняется ряд стандартных типовых процедур обработки документов.

В состав электронного офиса входят аппаратные и программные средства реализации типовых офисных процедур обработки информации:

Программные средства электронного офиса – это пакеты прикладных программ, которые позволяют автоматизировать основные процедуры обработки информации в процессе управления.

Программные средства электронного офиса делятся на три группы:

1. Программы, предназначенные для создания и редактирования документов. Основой функционирования любого офиса является документ. В электронном офисе циркулируют документы, содержащие данные разных типов (текстовую информацию, табличные данные, графические изображения и т. д.). Офисные программы для создания и редактирования документов различных типов, как правило, интегрируют в единый пакет, который позволяет работать с одним документом, включая в него различные виды данных. Существуют и самостоятельные программные продукты, ориентированные на выполнение только одного вида работ: разработку электронных таблиц, редактирование текстов, электронную верстку документов и т. д.

2. Организаторы работ – это пакеты программ, предназначенные для автоматизации процедур планирования использования различных ресурсов (времени, денег, материалов) как отдельного человека, так и всей фирмы или ее структурных подразделений. Выделяют две разновидности пакетов данного класса:

– Программы управления проектами предназначены для сетевого планирования и управления проектами. Эти программные средства позволяют быстро спланировать проект любой величины и сложности, эффективно распределить людские, финансовые и материальные ресурсы, составить оптимальный график работ и проконтролировать его исполнение.

– Программы организации деятельности человека выполняют функции электронных секретарей и предназначены для эффективного управления деловыми контактами. В них предусмотрены следующие основные функции:

– формирование графика деловой активности с автоматическим контролем со стороны программы;

– ведение электронной картотеки, полностью настраиваемой под конкретные нужды пользователя;

– обеспечение безопасности и конфиденциальности данных;

– автоматический набор телефонных номеров (с автодозвоном) и занесение даты и времени звонка в соответствующую карточку;

– работа с электронной почтой и факсом и т. д.

3. Программы организации электронного документооборота позволяют решать следующие задачи:

– обеспечение более эффективного управления за счет автоматического контроля выполнения, прозрачности деятельности всей организации на всех уровнях;

– поддержка эффективного накопления, управления и доступа к информации и знаниям, обеспечение кадровой гибкости за счет большей формализации деятельности каждого сотрудника и возможности хранения всей предыстории его деятельности;

– оптимизация бизнес-процессов и автоматизация механизма их выполнения и контроля;

– исключение бумажных документов из внутреннего оборота предприятия;

– исключение необходимости или существенное упрощение и удешевление хранения бумажных документов за счет наличия оперативного электронного архива.

Аппаратные средства электронного офиса – это устройства, обеспечивающие техническую реализацию офисных процедур обработки данных Они подразделяются на основные и дополнительные:

1. Основными техническими средствами электронного офиса являются один или несколько ПК, объединенных в вычислительную сеть и имеющих широкий набор периферийных устройств, таких, как устройства вывода информации на печать (принтеры), устройства автоматического ввода информации (сканеры, дигитайзеры) и др.

2. Дополнительные аппаратные средства электронного офиса служат для реализации операций копирования, размножения, оформления и уничтожения документов.

2.1.5. Пользовательский интерфейс и его виды

В информационных технологиях конечного пользователя важное значение имеет пользовательский интерфейс – совокупность элементов, позволяющих пользователю управлять работой программы или вычислительной системы и получать требуемые результаты. Фактически, пользовательский интерфейс – это канал, по которому осуществляется взаимодействие пользователя и программы. Пользовательский интерфейс реализует работу человека на персональном компьютере посредством элементов взаимодействия.

Элемент взаимодействия – это элемент пользовательского интерфейса, с помощью которого пользователь непосредственно взаимодействует с программой или вычислительной системой.

Различают активные и пассивные элементы взаимодействия.

Пассивный элемент взаимодействия – это элемент пользовательского интерфейса, через который пользователь не имеет прямого доступа к системным или программным ресурсам, т. е. не может управлять или изменять эти ресурсы напрямую и непосредственно.

К пассивным элементам взаимодействия относятся информационные сообщения, подсказки и т. д.

Активный элемент взаимодействия – это элемент пользовательского интерфейса, через который пользователь имеет прямой доступ к системным и программным ресурсам с возможностью непосредственного управления и изменения их.

К активным элементам взаимодействия относятся команды управления системными настройками и программными ресурсами, средства конфигурации системы, команды работы с файловыми системами.

Развитие пользовательских интерфейсов происходило по двум направлениям:

Различают два основных уровня представления данных в ЭВМ:

– физический уровень представления данных;

– логический уровень представления данных.

Согласно общепринятой классификации, существующие на практике интерфейсы можно разделить на следующие виды:

– командный интерфейс;

– графический интерфейс;

– SILK-интерфейс.

1. Командный интерфейс. Одним из основных и наиболее старых является интерфейс командной строки. Командный (командно-строчный) интерфейс получил наибольшее развитие во времена расцвета больших многопользовательских систем с алфавитно-цифровыми дисплеями. Он характеризуется тем, что пользователь осуществляет взаимодействие с ЭВМ посредством командной строки, в которую вводятся команды определенного формата, а затем передаются к исполнению.

2. Графический интерфейс пользователя является обязательным компонентом большинства современных программных продуктов, ориентированных на работу конечного пользователя. Основными достоинствами графического интерфейса являются наглядность и интуитивная понятность для пользователя, а также общность интерфейса программ, написанных специально для функционирования в графической среде. Пользователь, научившись работать с одной программой, легко может начать работать и со всеми остальными.

Наиболее часто графический интерфейс реализуется в интерактивном режиме работы пользователя и строится в виде системы спускающихся меню с использованием в качестве средства манипуляции мыши и клавиатуры. Работа пользователя осуществляется с экранными формами, содержащими объекты управления, панели инструментов с пиктограммами режимов и команд обработки.

Графический интерфейс позволяет пользователю поддерживать различные виды диалога, который в данном случае представляет собой обмен информационными сообщениями между участниками процесса, когда прием, обработка и выдача сообщений происходит в реальном масштабе времени.

Наиболее распространенными видами организации диалога являются:

– меню;

– шаблон;

– команда;

– естественный язык.

3. SILK-интерфейс (Speech, Image, Language, Knowledge — речь, образ, язык, знание). В настоящее время SILK-интерфейс существует лишь как «голосовой» (если не считать биометрических интерфейсов, применяющихся не для управления компьютером, а лишь для идентификации пользователя). Это очень перспективное направление по той причине, что вводить информацию с голоса – самый быстрый и удобный способ. Но его практические реализации пока не стали доминирующими, т.к. качество распознавания устной речи пока далеко от идеала.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите принципы построения организационных форм обработки данных.

2. Назовите виды автоматизированных рабочих мест.

3. Какие виды обеспечения АРМ вы знаете.

4. Классификация программного обеспечения АРМ.

5. Принципы системы защиты данных.

6. Программные средства электронного офиса.

7. Какие уровни представления данных вы знаете.

8. Назовите принципы построения пользовательских интерфейсов.

9. Какие системы обеспечивают совместную работу людей в организации

10. Какой набор операций может выполнить ПК в соответствии с программой.

2.2. Технологии открытых систем

Одним из основных направлений информационных технологий, определяющим эффективность функционирования экономических объектов, выступает технология открытых систем. Идеологию открытых систем реализуют в своих последних разработках все ведущие фирмы-поставщики средств вычислительной техники, передачи информации и программного обеспечения. Их результативность на рынке информационных технологий и систем определяется согласованной научно-технической политикой и реализацией стандартов открытых систем.

2.2.1. Основные понятия открытых систем. Понятие
технологизации социального пространства

Открытая система – это система, которая способна взаимодействовать с другой системой по средством реализации международных стандартных протоколов.

Открытыми системами могут являться как конечные, так и промежуточные системы, к которым предъявляются следующие требования:

– возможность переноса прикладных программ, разработанных должным образом с минимальными изменениями, на широкий диапазон систем;

– совместную работу с другими прикладными системами на локальных и удаленных платформах;

– взаимодействие с пользователями в стиле, облегчающем переход от системы к системе.

Открытые системы обладают следующими свойствами:

1. Переносимость прикладного программного обеспечения и повторная применимость программного обеспечения. Под переносимостью приложений понимается перенос всего соответствующего данному приложению программного обеспечения на другие платформы. Под повторной применимостью программного обеспечения понимается перенос в новые приложения некоторой части работающих программ, что также имеет большое практическое значение и непосредственно относится к целям открытости систем.

2. Переносимость данных означает возможность переноса на новые прикладные платформы данных, хранящихся во внешней памяти существующих систем информационных технологий. Переносимость данных обеспечивается применением в открытых системах стандартов, строго регламентирующих форматы и способы представления данных.

3. Функциональная совместимость (интероперабельность) прикладного программного обеспечения – это возможность обмена данными между различными прикладными программами, в том числе между программами, реализуемыми на разнородных прикладных платформах, а также возможность совместного использования данных.

4. Функциональная совместимость (интероперабельность) управления и безопасности – это унификация и целостность средств административного управления и управления информационной безопасностью, т. е. для обеспечения интеграции систем их средства администратинного управления и средства защиты должны строиться в соответствии с Международными стандартами.

5. Переносимость пользователей – это обеспечение возможности для пользователей информационных технологий избежать необходимости переобучения при взаимодействии с системами, реализованными на основе различных платформ.

6. Расширяемость – это способность системы эволюционировать с учетом изменений стандартов, технологий и пользовательских требований.

7. Масштабируемость – свойство системы, позволяющее ей эффективно работать в широком диапазоне параметров, определяющих технические и ресурсные характеристики системы (примерами таких характеристик могут служить: число процессоров, число узлов сети, максимальное число обслуживаемых пользователей).

8. Прозрачность реализаций – это способ построения системы, при котором все особенности ее реализации скрываются за стандартными интерфейсами, что и обеспечивает свойство прозрачности реализации информационных технологий для конечных пользователей систем.

9. Поддержка пользовательских требований – это точная спецификация пользовательских требований, определенных в виде наборов сервисов, предоставляемых открытыми системами приложениям пользователей.

2.2.2. История развития технологии открытых систем

Потребность в применении открытых систем возникла еще на заре использования вычислительной техники. Она была обусловлена несколькими причинами:

– Для решения все более широкого диапазона задач создавались программы, которые требовали создания разнообразных аппаратных платформ, исполняющих эти программы. В свою очередь, внедрение неоднородных систем и желание разделять между такими системами информацию привели к необходимости обеспечить возможность их совместной работы.

– Разработчики программных приложений были заинтересованы в сокращении расходов и времени переноса своих приложений на раз личные платформы, а для этого требовалась совместимость между разными аппаратными платформами.

– Производители аппаратных платформ были заинтересованы в создании таких систем, которые способны выполнять широкий диапазон существующих прикладных программных приложений, а для этого также необходимо было разработать стандарты их совместимости.

Необходимость решения этих проблем постепенно привела к созданию концепции открытых систем.

История развития технологии открытых систем насчитывает несколько этапов:

1-й этап. Создание IBM 360. Появилась программная совместимость между моделями одного семейства. Появилась возможность объединения нескольких машин в одну вычислительную систему

2-й этап. Разработка стандартов языков программирования. Стандартизованные языки программирования обеспечили переносимость программ между различными аппаратными платформами

3-й этап. Создание супермини-ЭВМ VAX ЭВМ этого семейства стали стандартной платформой для разработки систем проектирования, систем сбора и обработки данных и т. д.

4-й этап. Разработка модели взаимосвязи открытых систем. Международная организация стандартизации разработала общие принципы взаимосвязи открытых систем.

5-й этап. Появление операционной системы MS-DOS Было разработано огромное количество прикладных программ для персональных компьютеров, работавших под управлением операционной системы MS-DOS и совместимых с ней систем.

6-й этап. Появление процессора с архитектурой RISC. Появилась аппаратная база для реализации эффективной переносимости программ, написанных на языках высокого уровня, для процессоров разных производителей.

7-й этап. Внедрение операционной системы UNIX. Операционная система UNIX обеспечивает высокую переносимость создаваемых для работы в ней прикладных программ в другие системы.

2.2.3. Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Перемещение информации между компьютерами различной конфигурации является чрезвычайно сложной задачей. В начале 1980-х гг. Международная организация стандартизации (ISO) и Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ) признали необходимость в создания модели сети, которая могла бы помочь поставщикам создавать реализации взаимодействующих сетей.

Предпосылками разработки моделей взаимодействия открытых систем явились:

– необходимость эталонной системы, которая поможет обеспечить взаимодействие сетевых средств, предлагаемых различными разработчиками;

– необходимость теоретически обоснованной сетевой модели, решающей задачу перемещения информации между компьютерами различных систем;

– разбиение общей задачи перемещения информации на более мелкие подзадачи, что позволило бы разработчикам сетевых приложений сконцентрироваться на решении конкретных прикладных задач.

В 1984 г. Международная организация стандартизации разработала эталонную модель сети под названием «Взаимодействие открытых систем» (OSI – Open System Interconnection).

Взаимодействие двух приложений посредством сети является довольно сложной задачей, которая включает в себя:

1. Поиск приложения, с которым будет производиться обмен информацией.

2. Установление и поддержание связи.

3. Обработка потерь и помех при обмене.

Если бы реализация всех необходимых составляющих для обмена информацией лежала бы только на приложениях, то создание последних было бы крайне сложной задачей. Кроме того, возникла бы проблема согласования транспортных средств для приложений, выпущенных различными разработчиками.

Модель взаимодействия открытых систем разделяет задачу сетевого обмена на семь более мелких задач, что упрощает решение. Каждая из подзадач сформулирована таким образом, чтобы для её решения требовался минимум внешней информации. Каждый уровень модели взаимодействия открытых систем соответствует своей подзадаче, а значит, каждый уровень модели в достаточной степени автономен. Функционально уровни взаимодействуют на строго иерархической основе: каждый уровень обеспечивает сервис для вышестоящего уровня, запрашивая, в свою очередь, сервис у нижестоящего уровня.

К основным принципам разработки сетевых уровней, соответствующих модели взаимодействия открытых систем, относятся:

1. Каждый уровень должен выполнять строго определённую функцию.

2. Набор функций, выполняемых сетевым уровнем, приводится в соответствие с общепринятыми международными стандартами.

3. Границы уровня выбираются таким образом, чтобы минимизировать проходящий через них поток данных.

4. Количество сетевых уровней должно быть достаточно большим, чтобы не размещать различные функции на одном и том же уровне и в то же время не усложнять модель, делая её необъятной.

2.2.4. Характеристика уровней модели взаимодействия открытых систем

Эталонная модель взаимодействия открытых систем состоит из семи уровней:

1. Физический уровень – базовый уровень в иерархии протоколов модели взаимодействия открытых систем.

Назначение физического уровня состоит в обеспечении механических, электрических, функциональных и процедурных средств для установления, поддержания и разъединения физических соединений с целью передачи последовательностей бит между объектами сети.

Основные функции уровня:

– определение характеристик физической среды передачи данных;

– определение характеристик электрических сигналов;

– передача последовательностей бит.

2. Канальный уровень обеспечивает надежную передачу массивов данных между сетевыми открытыми системами, непосредственно связанными некоторой физической средой передачи данных.

Назначение канального уровня заключается в управлении доступом к передающей среде и в управлении передачей данных.

Основные функции уровня:

– прием пакетов, поступающих с сетевого уровня;

– подготовка пакетов к передаче;

– организация начала передачи информации;

– передача информации по каналу;

– проверка получаемой информации и исправление ошибок;

– перевод канала в пассивное состояние;

3. Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей.

Назначение сетевого уровня заключается в установлении, поддержании и разъединении сетевых соединений между объектами транспортного уровня и прокладке оптимальных маршрутов для передачи пакетов данных через топологию подсетей связи.

Основные функции уровня:

– обеспечение независимости передачи данных от используемых средств передачи;

– управление скоростью передачи блоков данных;

– выбор маршрута передачи и коммутация (ретрансляция)
данных;

– обнаружение и исправление ошибок передачи данных.

4. Транспортный уровень обеспечивает приложениям или верхним уровням модели – прикладному и сеансовому – передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется.

Назначение транспортного уровня: обеспечение надежного, последовательного обмена данными между пользователями с использованием сетевого уровня и управление потоком данных, чтобы гарантировать правильный прием блоков данных.

Основные функции уровня:

– деление длинных сообщений, поступающих от верхних уровней, на пакеты данных;

– управление темпом обмена;

– формирование первоначальных сообщений из набора пакетов, полученных через нижние уровни;

– определение качества сервиса, которое требуется обеспечить посредством сетевого уровня, включая обнаружение и устранение ошибок.

5. Сеансовый уровень устанавливает, управляет и завершает сеансы взаимодействия между прикладными задачами.

Назначение сеансового уровня – обеспечивать управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставлять средства синхронизации.

Основные функции уровня:

– выбор режима передачи между прикладными процессами;

– управление очередностью передачи данных и их приоритетом;

– определение точки синхронизации;

– осуществление повторной установки сеансового соединения в заранее определенное состояние по запросу представительного уровня;

– восстановление сеанса.

6. Представительный уровень (уровень представления данных) отвечает за то, чтобы информация, посылаемая из прикладного уровня одной системы, была читаемой для прикладного уровня другой системы.

Назначение представительного уровня – обеспечение независимости прикладных взаимодействующих объектов от использования конкретного синтаксиса (кодирования) передаваемой информации.

Основные функции уровня:

– запрос установления сеанса;

– выбор правил кодирования информации;

– согласование и повторное согласование правил кодирования информации;

– шифрование и дешифрование данных для обеспечения секретности обмена данными для всех прикладных служб;

– запрос завершения сеанса.

7. Прикладной уровень является границей между процессами сети и прикладными (пользовательскими) процессами.

Назначение прикладного уровня – обеспечить доступ прикладных процессов к среде передачи информации для обеспечения их взаимодействия при решении общей задачи.

Основные функции уровня:

– идентификация партнеров, предполагающих взаимодействовать;

– установление полномочий для передачи;

– согласование механизма секретности;

– передача прикладных данных;

– согласование ответственности за обнаружение ошибок и процедур управления целостностью данных;

– идентификация ограничений по синтаксису данных (множество символов, структуры данных).

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте понятие открытой системы.

2. Дайте понятие протокола.

3. Какие свойства открытых систем вы знаете.

4. Дайте понятие стандарта.

5. Назовите основные этапы развития технологии открытых систем.

6. Что является достоинствами эталонной модели взаимодействия открытых систем.

7.Назовите основные функции уровней эталонной модели взаимодействия открытых систем.

8. Дайте понятие масштабируемости

9. Дайте понятие ЛВС

10. В чем заключается аналоговый способ передачи данных

2.3. Интеграция информационных технологий

2.3.1. Понятие компьютерных сетей

Современные информационные технологии продолжают возникшую в конце 70-х гг. тенденцию к развитию распределенной обработки данных. Начальным этапом развития таких методов обработки информации явились многомашинные системы, которые представляли собой совокупность вычислительных машин различной производительности, объединенных в систему с помощью каналов связи. Высшей стадией распределенных технологий обработки данных являются компьютерные сети различных уровней — локальные, корпоративные, глобальные.

В общем виде компьютерная сеть, представляет собой систему взаимосвязанных и распределенных компьютеров, ориентированных на коллективное использование ресурсов сети, в качестве которых используются аппаратные, программные и информационные ресурсы:

1. Информационные ресурсы сети представляют собой базы данных общего и индивидуального применения, ориентированные на решаемые в сети задачи.

2. Аппаратные ресурсы сети составляют компьютеры различных типов, средства территориальных систем связи, аппаратура связи и согласования работы сетей одного и того же уровня или различных уровней.

3. Программные ресурсы сети представляют собой комплекс программ для планирования, организации и осуществления коллективного доступа пользователей к общесетевым ресурсам, автоматизации процессов обработки информации, динамического распределения и перераспределения общесетевых ресурсов с целью повышения оперативности и надежности удовлетворения запросов пользователей.

Назначение компьютерных сетей:

– обеспечить надежный и быстрый доступ пользователей к ресурсам сети и организовать коллективную эксплуатацию этих ресурсов;

– обеспечить возможность оперативного перемещения информации на любые расстояния с целью своевременного получения данных для принятия управленческих решений.

Использование компьютерных сетей предоставляет следующие возможности:

1. Организовать параллельную обработку данных несколькими ПК.

2. Создавать распределенные базы данных, размещаемые в памяти различных компьютеров.

3. Специализировать отдельные компьютеры для эффективного решения определенных классов задач.

4. Автоматизировать обмен информацией и программами между отдельными компьютерами и пользователями сети.

5. Резервировать вычислительные мощности и средства передачи данных на случай выхода из строя отдельных ресурсов сети с целью быстрого восстановления нормальной работы сети.

6. Перераспределять вычислительные мощности между пользователями сети в зависимости от изменения потребностей и сложности решаемых задач.

7. Сочетать работу в различных режимах: диалоговом, пакетном, режиме «запрос-ответ», режиме сбора, передачи и обмена информацией.

2.3.2. Понятие локальных вычислительных сетей

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) представляет совокупность компьютеров, расположенных на ограниченной территории и объединенных каналами связи для обмена информацией и распределенной обработки данных.

Организация ЛВС позволяет решать следующие задачи:

– обмен информацией между абонентами сети, что позволяет сократить бумажный документооборот и перейти к электронному документообороту.

– обеспечение распределенной обработки данных, связанное с объединением АРМ всех специалистов данной организации в сеть. Несмотря на существенные различия в характере и объеме расчетов, проводимых на АРМ специалистами различного профиля, используемая при этом информация в рамках одной организации находится в единой базе данных, поэтому объединение таких АРМ в сеть является целесообразным и эффективным решением.

– поддержка принятия управленческих решений, предоставляющая руководителям и управленческому персоналу организации достоверную и оперативную информацию, необходимую для оценки ситуации и принятия правильных решений.

– организация собственных информационных систем, содержащих автоматизированные банки данных.

– коллективное использование ресурсов, таких, как высокоскоростные печатающие устройства, запоминающие устройства большой емкости, мощные средства обработки информации, прикладные программные системы, базы данных, базы знаний.

При этом эффективность функционирования локальной вычислительной сети характеризуется:

– производительностью;

– надежностью;

– расширяемостью;

– управляемостью;

– совместимостью.

2.3.3. Распределенные системы обработки данных.
Технологии «клиент-сервер»

Организация ЛВС на предприятии дает возможность распределить ресурсы ПК по отдельным функциональным сферам деятельности и изменить технологию обработки данных в направлении децентрализации.

Распределенная обработка данных имеет следующие преимущества:

– возможность увеличения числа удаленных взаимодействующих пользователей, выполняющих функции сбора, обработки, хранения и передачи информации;

– снятие пиковых нагрузок с централизованной базы путем распределения обработки и хранения локальных баз на разных персональных компьютерах;

– обеспечение доступа пользователей к вычислительным ресурсам ЛВС;

– обеспечение обмена данными между удаленными пользователями.

При распределенной обработке производится работа с базой данных, т. е. представление данных, их обработка. При этом работа с базой на логическом уровне осуществляется на компьютере клиента, а поддержание базы в актуальном состоянии – на сервере.

Распределенная обработка данных реализуется с помощью технологии «клиент-сервер».

Эта технология предполагает, что каждый из компьютеров сети имеет свое назначение и выполняет свою определенную роль. Одни компьютеры в сети владеют и распоряжаются информационно-вычислительными ресурсами (процессоры, файловая система, почтовая служба, служба печати, база данных), другие имеют возможность обращаться к этим службам, пользуясь их услугами.

Рассматриваемая технология определяет два типа компонентов: серверы и клиенты.

Сервер – это объект, предоставляющий сервис другим объектам сети по их запросам. Сервис – это процесс обслуживания клиентов.

Сервер работает по заданиям клиентов и управляет выполнением их заданий. После выполнения каждого задания сервер посылает полученные результаты клиенту, пославшему это задание.

Сервисная функция в архитектуре «клиент-сервер» описывается комплексом прикладных программ, в соответствии с которым выполняются разнообразные прикладные процессы.

Клиенты – это рабочие станции, которые используют ресурсы сервера и предоставляют удобные интерфейсы пользователя. Интерфейсы пользователя – это процедуры взаимодействия пользователя с системой или сетью.

Клиент является инициатором и использует электронную почту или другие сервисы сервера. В этом процессе клиент запрашивает вид обслуживания, устанавливает сеанс, получает нужные ему результаты и сообщает об окончании работы.

Один из основных принципов технологии «клиент-сервер» заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на три группы, имеющие различную природу.

2.3.4. Информационные хранилища

Применение технологии «клиент-сервер» не дает желаемого результата для анализа данных и построения систем поддержки и принятия решений. Это связано с тем, что базы данных, которые являются основой технологии «клиент-сервер», ориентированы на автоматизацию рутинных операций: выписки счетов, оформления договоров, проверки состояния склада и т. д., и предназначены, в основном, для линейного персонала.

Для менеджеров и аналитиков требуются системы, которые бы позволяли:

– анализировать информацию во временном аспекте;

– формировать произвольные запросы к системе;

– обрабатывать большие объемы данных;

– интегрировать данные из различных регистрирующих систем.

Решением данной проблемы стала реализация технологии информацион ных хранилищ (складов данных).

Информационное хранилище – предметно-ориентированная, интегрированная, содержащая данные, накопленные за большой интервал времени, автоматизированная система, предназначенная для поддержки принятия управленческих решений.

2.3.5. Системы электронного документооборота

Для автоматизации работы с документами практически на всех этапах, начиная от разработки и заканчивая удалением из архива, а также с целью предоставления возможности настройки на различные специфические участки работы, в том числе и технологические (например, разработка проектно-конструкторской документации) используется специальное программное обеспечение - системы управления электронными документами (СУЭД).

К основным задачам, решаемым СУЭД можно отнести:

– создание и ведение единого электронного архива, способного накапливать данные любых типов, систематизировать их с помощью гибко настраиваемых классификаторов документов и тематических иерархий проектов или папок;

– обеспечение быстрого и удобного поиска информации с возможностью немедленного вызова документа на редактирование в привычной для пользователя программе;

– ограничение возможности каждого конкретного пользователя по просмотру и модификации документов, обеспечивая необходимый уровень безопасности;

– обеспечение работы с несколькими версиями одного и того же документа, выписки документа для обработки вне системы и возврат его в библиотеку, а также экспорт и импорт документов;

– повышение надежности (целостности) хранения данных;

– обеспечение быстрого времени отклика электронной архивной системы вне зависимости от объемов хранящихся в ней данных и прозрачного доступа к информации, расположенной в различных территориально удаленных подразделениях предприятия;

– обеспечение коллективной обработки документов и их согласования.

2.3.6. Геоинформационные системы

Возможность принятия руководством предприятия, района, города, региона единственно верного решения и эффективность интеллектуального труда работников повышается наибольшими темпами в том случае, когда удается собрать воедино и быстро проанализировать большие объемы разнообразной информации, не увеличивая в той же пропорции инвестиции и численность персонала. Для эффективного управления имеющимися ресурсами, планирования развития и оперативного управления всеми сферами жизни необходима автоматизированная система сбора, хранения и анализа информации, пригодная для выработки верных управленческих решений. Такую роль выполняют географические информационные системы (геоинформационные системы, ГИС), интегрирующие разнородную информацию в единый информационно-аналитический комплекс на основе географических и пространственных данных.

Географические данные — это данные, которые описывают любую часть поверхности земли или объекты, находящиеся на этой поверхности. Они показывают объекты с точки размещения их на поверхности Земли, т. е. представляют собой «географически привязанную» карту местности.

Пространственные данные — это данные о местоположении, расположении объектов или распространении явлений. Они представляются в определенной системе координат, в словесном или числовом описании.

В основе любой геоинформационной системы лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: стране, городе или континенте. База данных организуется в виде набора слоев информации. Основной слой содержит географические данные (топографическую основу). На него накладывается другой слой, несущий информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации, промышленные объекты, коммунальное хозяйство, землепользование и др. Следующие слои детализируют и конкретизируют данные о перечисленных объектах, пока не будет дана полная информация о каждом объекте или явлении. В процессе создания и наложения слоев друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных.

Особенности геоинформационных систем:

1. Основой интеграции данных в ГИС является географическая информация, однако большинство задач, решаемых в геоинформационных системах, далеки от географических.

2. Основой интеграции технологий в ГИС являются технологии автоматизированного проектирования, но решаемые задачи далеки от проектных.

3. По определению ГИС относится к системам хранения информации, но по своему функциональному назначению геоинформационные системы можно отнести к классу систем обработки данных и управления.

Для работы геоинформационных систем требуются мощные аппаратные средства:

– запоминающие устройства большой емкости;

– системы отображения;

– оборудование высокоскоростных сетей.

Программное ядро географической информационной системы состоит из ряда компонентов. Они обеспечивают:

– ввод пространственных данных;

– хранение данных в многослойных базах данных;

– реализацию сложных запросов;

– пространственный анализ;

– просмотр введенной ранее и структурированной по правилам дос тупа информации;

– преобразование растровых изображений в векторную форму;

– моделирование процессов распространения загрязнения, геологических и других явлений;

– анализ рельефа местности и др.

Выделяют следующие основные возможности, предоставляемые геоинформационными системами:

1. Формирование пространственных запросов и анализ данных. ГИС помогает сократить время получения ответов на запросы клиентов; выявлять территории, подходящие для требуемых мероприятий; выявлять взаимосвязи между различными параметрами (например, почвами, климатом и урожайностью сельхозкультур); выявлять места разрывов электросетей.

2. Улучшение интеграции внутри организации. Одно из основных преимуществ ГИС заключается в новых возможностях улучшения управления организацией и ее ресурсами на основе географического объединения имеющихся данных и возможности их совместного использования и согласованной модификации разными подразделениями. Возможность совместного использования и постоянно наращиваемая и исправляемая разными структурными подразделениями база данных позволяет повысить эффективность работы, как каждого подразделения, так и организации в целом.

3. Помощь в принятии обоснованных решений. ГИС — это не инструмент для выдачи решений, а средство, помогающее ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений, обеспечивающее ответы на запросы и функции анализа пространственных данных, представления результатов анализа в наглядном и удобном для восприятия виде.

4. Создание карт. Процесс создания карт в ГИС намного более прост и гибок, чем в традиционных методах ручного или автоматического картографирования. Он начинается с создания базы данных. В качестве источника получения исходных данных можно пользоваться и оцифровкой обычных бумажных карт. Основанные на ГИС картографические базы данных могут быть непрерывными (без деления на отдельные листы и регионы) и не связанными с конкретным масштабом.

2.3.7. Корпоративные информационные системы

Системы групповой работы используются на небольших предприятиях. Для управления крупными предприятиями требуется создание корпоративной информационной системы.

Назначение корпоративной информационной системы – обеспечить решение внутренних задач управления:

– бухгалтерский учет;

– финансовое планирование и финансовый анализ;

– расчеты с поставщиками и покупателями;

— анализ рынка;

– управление кадрами и т. д.

Корпоративная информационная система строится на основе корпоративной сети. Корпоративную сеть можно представить в виде сложной системы, состоящей из нескольких взаимодействующих слоев:

1. ПК, объединенные каналами связи, являются центрами хранения и обработки информации.

2. Транспортная подсистема обеспечивает надежную передачу пакетов информации между ПК.

3. Сетевые операционные системы организуют работу приложений в ПК и предоставляют ресурсы ПК в общее пользование.

4. Системы управления базами данных обеспечивают хранение корпоративной информации в упорядоченном виде и производят над информацией основные базовые операции поиска.

5. Системные сервисы предоставляют конечным пользователям корпоративную информацию в форме, удобной для принятия решений, а также выполняют некоторые общие для всех предприятий процедуры обработки информации. К этим сервисам относятся системы электронной почты, системы коллективной работы и др.

6. Специальные программные средства выполняют задачи, специфические для данного предприятия или предприятий данного типа. Примерами таких средств являются: система автоматизации банковской деятельности, организации бухгалтерского учета, автоматизированного проектирования, управления технологическими процессами и т. д.

Операционные системы, разработанные для корпоративных сетей, имеют следующие особенности:

– поддержка приложений.

– справочная служба.

– безопасность.

2.3.8. Видеоконференции и системы групповой работы

К технологиям групповой работы в корпоративных сетях относится технология видеоконференции.

Подготовка и проведение видеоконференции имеют свои специфические особенности, к которым относятся:

– выбор места передачи. Это может быть, прежде всего, студия телевизионного вещания. Однако отдаленное место – вне студии – может усилить чувство подлинности происходящего;

– визуальные средства. В живом телеканале необходимо обеспечить визуальный эффект. Демонстрация реальных объектов – производственного оборудования, использование презентационного материала делает деловое общение более интересным;

– интерактивность. Телеконференция должна позволять участникам задавать вопросы. Двусторонняя связь создает эффект непосредственности, вовлекает аудиторию в дискуссию и повышает действенность телеконференции.

Технология организации и проведения видеоконференции состоит из следующих этапов:

1-й этап. Организатор видеоконференции совместно с провайдером (оператором телекоммуникационных сетей) определяет дату, продолжительность сеанса и список участников.

2-й этап. В назначенное время участники встречи звонят провайдеру. Их проверяют на право участия в конференции и подсоединяют к сети участников.

3-й этап. Начинается сеанс связи. Участникам видеоконференции доступны средства совместной работы с документами посредством текстовых и графических редакторов и других программных средств. Участники видят себя и говорящего. Алгоритм переключения и показа другого оратора зависит от способа управления сеансом. При вызове с голосовым управлением абонент видит себя в «локальном» окне, а в удаленном – «говорящего». Как только последний перестает говорить, «удаленное» окно переключается на нового оратора. Если одновременно начинают говорить несколько человек, то выбирается тот, кто говорит громче. Могут быть и другие алгоритмы выбора очередного оратора.

4-й этап. По окончании сеанса прямое включение прерывается и освобождаются ресурсы сети.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте понятие компьютерной сети.

2. Приведите классификацию компьютерных сетей.

3. Какие компоненты ЛВС являются основными.

4. Понятие топологии сети.

5. Технология «клиент-сервер».

6. Дайте понятие информационного хранилища.

7. Дайте понятие геоинформационной системы.

8. Что включает в себя корпоративная информационная система.

9. Видеоконференция.

2.4. Сетевые информационные технологии

2.4.1. Глобальные системы. История развития глобальной сети Internet

Сетевые информационные технологии представляют собой актуальное и перспективное направление развития информационных технологий. Они обеспечивают пользователю доступ к территориально распределенным информационным и вычислительным ресурсам с помощью специальных средств связи. Их цель не только обеспечение обмена информацией между отдельными пользователями информационно-вычислительных систем, но и предоставление возможности совместного использования распределенных информационных ресурсов общества, получения справочной, документальной и другой информации из различного рода специализированных информационных фондов с помощью специальных телекоммуникационных средств связи.

Internet – глобальная компьютерная сеть, объединяющая ПК отдельных пользователей и ЛВС предприятий и организаций.

Поводом для создания глобальной сети, связывающей отдельные ЭВМ, стала разработка Пентагоном глобальной системы раннего оповещения о пусках ракет NORAD (North American Aerospace Defence Command). Станции системы NORAD протянулись через север Канады, от Аляски до Гренландии, а подземный командный центр расположился вблизи города Колорадо-Спринг в недрах горы Шайенн. Центр управления был введен в действие в 1964 г., и с этого времени можно говорить о работе первой глобальной ведомственной сети.

В 1962 г. министерство обороны США поручило Агентству исследований передовых оборонных проектов DARPA (Defence Advanced Research Project Agency) разработать проект по организации взаимодействия и передачи сообщений между удаленными ЭВМ. Основным принципом, положенным в основу организации сети, была надежность. Даже в условиях ядерного повреждения, когда любой сегмент сети может внезапно исчезнуть, процесс передачи информации должен продолжать функционировать. Полигоном для испытаний новых принципов сетевой архитектуры стали крупнейшие университеты и научные центры США, между которыми были проложены линии компьютерной связи, поддерживающие соединение между компьютером – источником информации и компьютером – приемником информации.

Созданная на основе этих принципов сеть получила название ARPANET. Ее внедрение состоялось в 1969 г. и именно поэтому 3 сентября 1969 г. считается днем рождения глобальной компьютерной сети.

В 70-е гг. XX в. сеть ARPANET медленно развивалась, в основном за счет подключения региональных сетей, построенных по принципу ARPANET, но на более низком уровне. Главной задачей ARPANET стала координация групп коллективов, работающих над едиными научно-техническими проектами, а приоритетным назначением стал обмен электронной почтой и файлами с научной и проектно-конструкторской документацией.

Второй датой рождения Internet принято считать 1983 г. XX в. Именно в это время произошли крупные изменения в программном обеспечении компьютерной связи. Проблема надежности глобальной сети была решена внедрением протокола TCP/IP, лежащего в основе передачи сообщений в глобальной сети до сегодняшнего дня.

2.4.2. Технологии электронной почты

Одной из самых распространенных сетевых информационных технологий глобальных сетей является организация передачи сообщения в электронном виде. Такой процесс передачи сообщения получил название электронной почты (e-mail – сокращенное название «electronic mail» – электронная почта).

Электронная почта представляет собой массовое средство электронных коммуникаций, которая характеризуется высокой скоростью и надежностью достав ки корреспонденции, относительно низкой стоимостью услуг. Электронная почта позволяет выполнять следующие функции:

– прием сообщений и автономный просмотр;

– пересылка оперативных сообщений;

– организация функционирования адресной книги;

– пересылка графических факсимильных копий документов;

– оповещение пользователя о получении новой корреспонденции;

– выполнение фильтрации сообщений;

– поддержка «черного» и «белого» списков;

– упорядочение сообщений;

– автоматическая подготовка шаблонов документов для их отправки;

– пересылка сообщения с вложенными файлами;

– поддержка множественных идентификационных записей;

– поддержка множественных учетных записей;

– управление «почтовым ящиком»;

– слежение и контроль за исполнением работ;

– резервирование и архивация сообщений;

– автоматическая генерация ответа и переадресации;

– экспортно-импортные функции.

2.4.3. Технологии телеконференций

Сетевые новости Usenet или, как их принято называть в России, телеконференции – это вторая по распространенности сетевая служба Internet. Под телеконференцией («теле-» обозначает «удаленный», «действующий на расстоянии») понимают обсуждение или коллективные дискуссии на разные темы, проводимые при помощи сетевых средств.

Если электронная почта передает сообщения по принципу «от одного – одному», то сетевые новости передают сообщения «от одного – многим». Механизм передачи каждого сообщения похож на передачу слухов: каждый узел сети, узнавший что-то новое (т. е. получивший новое сообщение), передает новость всем знакомым узлам, т. е. всем тем узлам, с кем он обменивается новостями. Таким образом, посланное сообщение распространяется, многократно дублируясь, по сети, достигая за довольно короткие сроки всех участников телеконференций Usenet во всем мире. При этом в обсуждении интересующей темы может участвовать множество людей, независимо от того, где они находятся физически, и можно найти собеседников для обсуждения самых необычных тем.

Телеконференции в сети поддерживают специальные серверы, их называют серверами новостей. Серверы периодически обмениваются содержимым почтовых ящиков телеконференций, поэтому материалы конференций в полном объеме доступны пользователю на любом таком сервере.

Для чтения новостей необходимы специальное (клиентское) программное обеспечение и доступ к серверу новостей. Можно воспользоваться одним из общедоступных серверов новостей, а можно получать новости и по электронной почте. При использовании сервера новостей и специального программного обеспечения можно «подписаться» на отдельные группы новостей. Подписка подразумевает процедуру пересылки абоненту новых статей по интересующей его теме или оповещения абонента об их появлении.

Преимуществами телеконференций являются:

– высокая оперативность, т.к. любое сообщение за время в пределах одного часа будет разослано по всей планете;

– низкая цена распространения информации в сравнении с бумажными технологиями и международной телефонной связью;

– доступность с точки зрения технических средств пользователя.

2.4.4. Авторские информационные технологии

К авторским информационным технологиям относятся технологии размещения информации любого вида в сетях Internet/Ithernet, с обеспечением прав авторства в данных сетях. При этом права авторства регламентируются в соответствии с источником размещения.

В 1945 г. Ваневар Буш – научный советник президента США Г. Тру-мена, проанализировал способы представления информации в виде отчетов, докладов, проектов, графиков, планов и, осознав неэффективность такого представления, предложил способ размещения информации по принципу ассоциативного мышления. На основе этого принципа была разработана модель гипотетической машины «МЕМЕКС» – машины, которая не только хранила бы информацию, но и связывала между собой имеющие друг к другу отношение текст и картинки. Под влиянием идей Буша Теодор Нельсон создал компьютерный язык, который давал возможность пользователю переходить от одного источника информации к другому через электронные ссылки.

2.4.5. Гипертекстовые технологии и их применение в глобальных сетях

Гипертекст обладает нелинейной сетевой формой организации материала, разделенного на фрагменты, для каждого из которых указан переход к другим фрагментам по определенным типам связей.

Фактически гипертекст – это технология работы с текстовыми данными, позволяющая устанавливать ассоциативные связи типа гиперсвязей или гиперссылок между фрагментами, статьями и графикой в текстовых массивах.

В тексте информационной статьи выделяют ключи или гиперссылки, являющиеся заголовками связанных статей, в которых может быть дано определение, разъяснение или обобщение выделенного понятия.

Все гиперссылки можно разделить на две категории:

– локальные гиперссылки;

– глобальные гиперссылки.

Изучая информацию, представленную в виде гипертекста, пользователь может знакомиться с информационными фрагментами гипертекста в произвольном порядке. Процесс перемещения пользователя по информационным фрагментам называется навигацией.

По способу изучения материала выделяют:

– терминологическую навигацию – последовательное движение пользователя по терминам, вытекающим друг из друга;

– тематическую навигацию – получение пользователем всех статей, необходимых для изучения выбранной темы.

По способу просмотра информационных статей различают:

– последовательную навигацию – просмотр информации в порядке расположения ее в гипертекстовом документе, т. е. в естественном порядке;

– иерархическую навигацию – просмотр информационных статей, характеризующих общие понятия по выбранной теме, затем переход к информационным статьям, детализирующим общие понятия и т. д.;

– произвольную навигацию – произвольное перемещение по ссылкам гипертекстового документа, порядок которого определяется личным опытом, интересами и настроением пользователя.

Переход пользователя от одной информационной статьи к другой может быть постоянным или временным.

Областью самого массового применения гипертекстовых технологий является сетевая служба World Wide Web (WWW – всемирная паутина) глобальной сети  Internet. Служба WWW предоставляет набор услуг Internet, позволяющий просмотреть любые данные, хранящиеся на компьютерах этой сети через систему связывающих их гиперссылок.

Язык гипертекстовой разметки HTML (HyperText Markup Language) является стандартным языком, предназначенным для создания гипертекстовых документов в среде WWW.

2.4.6. Технологии мультимедиа

Мультимедиа (от англ. multi – много, media – среда) – комбинированное представление информации в разных формах (текст, звук, видео и т. д.).

Технология мультимедиа – интерактивная технология, обеспечивающая работу с неподвижными изображениями, видеоизображением, анимацией, текстом и звуковым рядом.

Развитием гипертекстовых технологий в глобальных сетях стало появление гипермедийных документов, которые наряду с текстовой информацией содержат информацию, представленную в мультимедийной форме.

Мультимедиа информация содержит не только традиционные статистические элементы: текст, графику, но и динамические: видео-, аудио- и анимационные последовательности.

Типы данных мультимедиа информации:

– графика;

– видео и анимация;

– звук.

Различают векторную и растровую графику. Векторная графика – это метод создания изображений в виде совокупности линий. Каждая линия рисунка представляется отрезками прямых (векторов) И сопрягающимися с ними отрезками стандартных геометрических кривых.

Для определения формы и расположения отрезка используются математические описания.

Растровая графика – метод создания изображения в виде растра – набора разноцветных точек (пикселей), упорядоченных в строки и столбцы. В памяти компьютера такие изображения хранятся в виде битовых последовательностей, которые описывают цвет отдельных пикселей. При этом на каждый пиксель приходится конкретное число бит, определяющих ту или иную характеристику цвета.

Технологию мультимедиа составляют две основные компоненты – аппаратная и программная.

Аппаратные средства мультимедиа включают аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи для перевода аналоговых аудио-и видеосигналов в цифровой эквивалент и обратно, видеопроцессоры для преобразования обычных телевизионных сигналов к виду, воспроизводимому электронно-лучевой трубкой дисплея, декодеры для взаимного преобразования телевизионных стандартов, специальные интегральные схемы для сжатия данных в файлы допустимых размеров и т. д. Все оборудование, отвечающее за преобразование звуковых сигналов, объединяют в звуковые карты, а за преобразование видеосигналов – в видеокарты.

Программные средства мультимедиа включают:

– мультимедийные приложения – энциклопедии, интерактивные курсы обучения по всевозможным предметам, игры и развлечения, работа с Internet, тренажеры, средства торговой рекламы, электронные презентации, информационные киоски, установленные в общественных местах и предоставляющие различную информацию и др.

– средства создания мультимедийных приложений – редакторы видеоизображений; профессиональные графические редакторы; средства для записи, создания и редактирования звуковой информации, позволяющие подготавливать звуковые файлы для включения в программы, изменять амплитуду сигнала, накладывать или убирать фон, вырезать или вставлять блоки данных на каком-то временном отрезке; программы для манипуляции с сегментами изображений, изменения цвета, палитры; программы для реализации гипертекстов и др.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте понятие протокола.

2. Какие функции почтовых программ вы знаете.

3. Приведите стандартные функции работы с адресной книгой.

4. Понятие телеконференции.

5. Жизненный цикл телеконференции.

6. Виды навигаций.

7. Структурные элементы службы WWW.

8. Дайте понятие мультимедиа.

9. Какие типы данных мультимедиа информации вы знаете.

10. Приведите основные компоненты мультимедиа технологий.


3. Технологии поддержки принятия решений

3.1. Технология оперативной обработки данных

С появлением первых ЭВМ наступил этап информатизации разных сторон человеческой деятельности. Если раньше человек основное внимание уделял веществу, затем энергии, то сегодня можно без преувеличения сказать, что наступил этап осознания процессов, связанных с информацией. Вычислительная техника создавалась прежде всего для обработки данных. В настоящее время современные вычислительные системы и компьютерные сети позволяют накапливать большие массивы данных для решения задач обработки и анализа. Так как сама по себе машинная форма представления данных также содержит информацию, необходимую пользователю, в скрытом виде, то для ее извлечения нужно использовать специальные методы анализа данных.

3.1.1. Технология оперативной обработки транзакций
(OLTP-технология)

Большой объем информации, с одной стороны, позволяет получить более точные расчеты и анализ, с другой − превращает поиск решений в сложную задачу. Неудивительно, что первичный анализ данных был переложен на компьютер. В результате появился целый класс программных систем, призванных облегчить работу людей, выполняющих анализ (аналитиков). Такие системы принято называть системами поддержки принятия решений − СППР (DSS,Decision Support System)

Для выполнения анализа СППР должна накапливать информацию, обладая средствами ее ввода и хранения. Можно выделить три основные задачи, решаемые в СППР:

− ввод данных;

− хранение данных;

− анализ данных.

Таким образом, СППР − это системы, обладающие средствами ввода, хранения и анализа данных, относящихся к определенной предметной области, с целью поиска решений.

Основная задача СППР − предоставить аналитикам инструмент для выполнения анализа данных. Необходимо отметить, что для эффективного использования СППР ее пользователь-аналитик должен обладать соответствующей квалификацией. Система не генерирует правильные решения, а только предоставляет аналитику данные в соответствующем виде (отчеты, таблицы, графики и т.п.) для изучения и анализа, именно поэтому такие системы обеспечивают выполнение функции поддержки принятия решений.

Обобщенная архитектура СППР может быть представлена следующим образом:

− подсистема ввода данных;

− подсистема хранения;

− подсистема анализа.

При этом наряду с соблюдением единых подходов к композиции и декомпозиции информационных систем для систем поддержки принятия решений, в частности для OLTP-систем, существуют специфические особенности композиционных признаков, которые связаны с технологическими средствами обработки данных в этих системах.

3.1.2. Средства OLTP-технологии

Для решения задач анализа данных и поиска решений необходимо накопление и хранение достаточно больших объемов данных. Этим целям служат базы данных (БД).

Чтобы сохранять данные согласно какой-либо модели предметной области, структура БД должна максимально соответствовать этой модели. Первой такой структурой, используемой в СУБД, была иерархическая структура, появившаяся в начале 60-х годов прошлого века.

Иерархическая структура предполагала хранение данных в виде структуры дерева.

Попыткой улучшить иерархическую структуру была сетевая структура БД, которая предполагает представление структуры данных в виде сети.

Наиболее распространены в настоящее время реляционные БД. Для хранения такого вида информации предлагается использовать постреляционные модели в виде объектно-ориентированных структур хранения данных. Общий подход заключается в хранении любой информации в виде объектов. При этом сами объекты могут быть организованы в рамках иерархической модели. К сожалению, такой подход, в отличие от реляционной структуры, которая опирается на реляционную алгебру, недостаточно формализован, что не позволяет широко использовать его на практике.

В соответствии с правилами Кодда СУБД должна обеспечивать выполнение операций над БД, предоставляя при этом возможность одновременной работы нескольким пользователям (с нескольких компьютеров) и гарантируя целостность данных. Для выполнения этих правил в СУБД используется механизм управления транзакциями.

Транзакция − это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Транзакция переводит БД из одного целостного состояния в другое.

Как правило, транзакцию составляют операции, манипулирующие с данными, принадлежащими разным таблицам и логически связанными друг с другом. Если при выполнении транзакции будут выполнены операции, модифицирующие только часть данных, а остальные данные не будут изменены, то будет нарушена целостность. Следовательно, либо все операции, включенные в транзакцию, должны быть выполненными, либо не выполнена ни одна из них. Процесс отмены выполнения транзакции называется откатом транзакции. Сохранение изменений, производимых в результате выполнения операций транзакции, называется фиксацией транзакции.

Свойство транзакции переводить БД из одного целостного состояния в другое позволяет использовать понятие транзакции как единицу активности пользователя. В случае одновременного обращения пользователей к БД транзакции, инициируемые разными пользователями, выполняются не параллельно (что невозможно для одной БД), а в соответствии с некоторым планом ставятся в очередь и выполняются последовательно. Таким образом, для пользователя, по инициативе которого образована транзакция, присутствие транзакций других пользователей будет незаметно, если не считать некоторого замедления работы по сравнению с однопользовательским режимом.

Существует несколько базовых алгоритмов планирования очередности транзакций. В централизованных СУБД наиболее распространены алгоритмы, основанные на синхронизации захвата объектов БД.

При использовании любого алгоритма возможны ситуации конфликтов между двумя или более транзакциями по доступу к объектам БД. В этом случае для поддержания плана необходимо выполнять откат одной или более транзакций. Это один из случаев, когда пользователь многопользовательской СУБД может реально ощутить присутствие в системе транзакций других пользователей.

История развития СУБД тесно связана с совершенствованием подходов к решению задач хранения данных и управления транзакциями. Развитый механизм управления транзакциями в современных СУБД сделал их основным средством построения ОLTP-систем, основной задачей которых является обеспечение выполнения операций с БД.

3.1.3. Использование OLTP-технологии
в системах поддержки принятия решений

OLTP-системы оперативной обработки транзакций характеризуются большим количеством изменений, одновременным обращением множества пользователей к одним и тем же данным для выполнения разнообразных операций − чтения, записи, удаления или модификации данных. Для нормальной работы множества пользователей применяются блокировки и транзакции. Эффективная обработка транзакций и поддержка блокировок входят в число важнейших требований к системам оперативной обработки транзакций.

К этому классу систем относятся, кстати, и первые СППР − информационные системы руководства. Такие системы, как правило, строятся на основе реляционных СУБД, включают в себя подсистемы сбора, хранения и информационно-поискового анализа информации, а также содержат в себе предопределенное множество запросов для повседневной работы. Каждый новый запрос, непредусмотренный при проектировании такой системы, должен быть сначала формально описан, закодирован программистом и только затем выполнен. Время ожидания в этом случае может составлять часы и дни, что неприемлемо для оперативного принятия решений.

Практика использования OLTP-систем показала неэффективность их применения для полноценного анализа информации. Такие системы достаточно успешно решают задачи сбора, хранения и поиска информации, но они не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к современным СППР. Подходы, связанные с наращиванием функциональности OLTP-систем, не дали удовлетворительных результатов. Основной причиной неудачи является противоречивость требований, предъявляемых к системам OLTP и СППР.

Основными требованиями предъявляемыми к системам OLTP и СППР являются следующие:

1. Степень детализации хранимых данных. Типичный запрос в OLTP-системе, как правило, выборочно затрагивает отдельные записи в таблицах, которые эффективно извлекаются с помощью индексов.

2. Качество данных. OLTP-системы, как правило, хранят информацию, вводимую непосредственно пользователями систем (операторами ЭВМ). Присутствие "человеческого фактора" при вводе повышает вероятность ошибочных данных и может создать локальные проблемы в системе.

3. Формат хранения данных. OLTP-системы, обслуживающие различные участки работы, не связаны между собой. Они часто реализуются на разных программно-аппаратных платформах. Одни и те же данные в разных базах могут быть представлены в различном виде и могут не совпадать (например, данные, о клиенте, который взаимодействовал с разными отделами компании, могут не совпадать в базах данных этих отделов).

4. Допущение избыточных данных. Структура базы данных, обслуживающей OLTP-систему, обычно довольно сложна. Она может содержать многие десятки и даже сотни таблиц, ссылающихся друг на друга. Данные в такой БД сильно нормализованы для оптимизации занимаемых ресурсов. Аналитические запросы к БД очень трудно формулируются и крайне неэффективно выполняются, поскольку содержат в себе представления, объединяющие большое количество таблиц.

5. Управление данными. Основное требование к OLTP-системам − обеспечить выполнение операций модификации над БД. При этом предполагается, что они должны выполняться в реальном режиме, и часто очень интенсивно.

6. Количество хранимых данных. Как правило, системы анализа предназначены для анализа временных зависимостей, в то время как OLTP-системы обычно имеют дело с текущими значениями каких-либо параметров.

7. Характер запросов к данным. В OLTP-системах из-за нормализации БД составление запросов является достаточно сложной работой и требует необходимой квалификации.

8. Время обработки обращений к данным. OLTP-системы, как правило, работают в режиме реального времени, поэтому к ним предъявляются жесткие требования по обработке данных.

9. Характер вычислительной нагрузки на систему. Как уже отмечалось ранее, работа с OLTP-системами, как правило, выполняется в режиме реального времени.

10. Приоритетность характеристик системы. Для OLTP-систем приоритетным является высокая производительность и доступность данных, т. к. работа с ними ведется в режиме реального времени. Для систем анализа более приоритетными являются задачи обеспечения гибкости системы и независимости работы пользователей, т. е. то, что необходимо аналитикам для анализа данных.

Следует отметить, что противоречивость требований к OLTP-системам и системам, ориентированным на глубокий анализ информации, усложняет задачу их интеграции как подсистем единой СППР. В настоящее время наиболее популярным решением этой проблемы является подход, ориентированный на использование концепции хранилищ данных.

Общая идея хранилищ данных заключается в разделении БД для − систем и БД для выполнения анализа и последующем их проектировании с учетом соответствующих требований.

СППР решают три основные задачи: сбор, хранение и анализ хранимой информации. Задача анализа в общем виде может включать: информационно-поисковый анализ, оперативно-аналитический анализ и интеллектуальный анализ.

Подсистемы сбора, хранения информации и решения задач информационно-поискового анализа в настоящее время успешно реализуются в рамках систем информационно-поискового анализа средствами СУБД. Для реализации подсистем, выполняющих оперативно-аналитический анализ, используется концепция многомерного представления данных. Подсистема интеллектуального анализа данных реализует методы.

Для упрощения разработки прикладных программ, использующих БД, создаются системы управления базами данных (СУБД) − программное обеспечение для управления данными, их хранения и безопасности данных.

В СУБД развит механизм управления транзакциями, что сделало их основным средством создания систем оперативной обработки транзакций (OLTP-систем). К таким системам относятся первые СППР, решающие задачи информационно-поискового анализа − ИСР.

OLTP-системы не могут эффективно использоваться для решения задач оперативно-аналитического и интеллектуального анализа информации. Основная причина заключается в противоречивости требований к OLTP-системе и к СППР.

В настоящее время в целях повышения эффективности оперативно-аналитического и интеллектуального анализа для объединения в рамках одной системы OLTP-подсистем и подсистем анализа используется концепция хранилищ данных. Общая идея заключается в выделении БД для OLTP-подсистем и БД для выполнения анализа. Таким образом обеспечивается оптимальный подход к обработке данных в системах поддержки принятия решений.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите основные задачи, которые решают системы поддержки принятия решений.

2. Обозначьте концептуальные направления построения хранилищ данных в системах поддержки принятия решений.

3. Укажите типы структур для организации хранилищ данных в СППР. В чем состоят преимущества и недостатки каждого из типов структур?

4. Обоснуйте целесообразность использования постреляционной модели подсистемы сбора и обработки информации в СППР.

5. Как интерпретируется понятие транзакции в системах обработки данных?

6. В чем проявляется основное свойство транзакции в системах обработки данных?

7. Кратко охарактеризуйте механизм управления транзакциями в OLTP-системах.

8. Укажите роль и место OLTP-систем для оперативной обработки транзакций. Почему OLTP-системы неэффективны для решения задач оперативно-аналитического и интеллектуального анализа?

9. Назовите основные требования к OLTP-системам. В чем состоит противоречивость требований к OLTP-системам?

10. Назовите пути повышения эффективности оперативно-аналитического и интеллектуального анализа в СППР.

3.2. Оперативная аналитическая обработка данных

В процессе анализа данных, поиска решений часто возникает необходимость в построении зависимостей между различными параметрами. Кроме того, число таких параметров может варьироваться в широких пределах. Как уже отмечалось ранее традиционные средства анализа, оперирующие данными, которые представлены в виде таблиц реляционной БД, не могут в полной мере удовлетворять таким требованиям. В 1993 г. Е. Кодд основоположник реляционной модели БД − рассмотрел ее недостатки, указав, в первую очередь, на невозможность «объединять, просматривать и анализировать данные с точки зрения множественности измерений, т. е. самым понятным для аналитиков способом».

3.2.1. Технология аналитической обработки данных (OLAP-технология) и средства OLAP-технологии

В концепции технологии аналитической обработки данных (On-Line Analytical Processing или OLAP-технологии) используется понятие измерения.

При этом под измерением понимается последовательность значений одного из анализируемых параметров. Например, для параметра «время» это последовательность календарных дней, для параметра «регион» это может быть список городов.

Множественность измерений предполагает представление данных в виде многомерной модели. По измерениям в многомерной модели откладывают параметры, относящиеся к анализируемой предметной области.

По Кодду, многомерное концептуальное представление (multi-dimensional conceptual view) − это множественная перспектива, состоящая из нескольких независимых измерений, вдоль которых могут быть проанализированы определенные совокупности данных. Одновременный анализ по нескольким измерениям определяется как многомерный анализ.

Каждое измерение может быть представлено в виде иерархической структуры. Например, измерение «Исполнитель» может иметь следующие иерархические уровни: «предприятие − подразделение − отдел − служащий». Более того, некоторые измерения могут иметь несколько видов иерархического представления. Например, измерение «Время» может включать две иерархии со следующими уровнями: «год − квартал − месяц − день» и «неделя − день».

На пересечениях осей измерений (Dimensions) располагаются данные, количественно характеризующие анализируемые факты, − меры (Measures). Это могу быть объемы продаж, выраженные в единицах продукции иди в денежном выражении, остатки на складе, издержки и т.п.

Таким образом, многомерную модель данных можно представить как гиперкуб (конечно, название не очень удачное, поскольку под кубом обычно понимают фигуру с равными ребрами, что в данном случае далеко не так). Ребрами такого гиперкуба являются измерения, а ячейками − меры.

Над таким гиперкубом могут выполняться следующие операции:

1. Срез (Slice) − формирование подмножества многомерного массива данных, соответствующего единственному значению одного или нескольких элементов измерений, не входящих в это подмножество. Например, при выборе элемента «Факт» измерения «Сценарий» срез данных представляет собой подкуб, в который входит все остальные измерения. Данные, что не вошли в сформированный срез, связаны с теми элементами измерения «Сценарий», которые не были указаны в качестве определяющих (например, «План», «Отклонение», «Прогноз» и т. п.). Если рассматривать термин «срез» с позиции конечного пользователя, то наиболее часто его роль играет двумерная проекция куба.

2. Вращение (Rotate) − изменение расположения измерений, представленных в отчете или на отображаемой странице. Например, операция вращения может заключаться в перестановке местами строк и столбцов таблицы или перемещении интересующих измерений в столбцы или строки создаваемого отчета, что позволяет придавать ему желаемый вид. Кроме того, вращением куба данных является перемещение внетабличных измерений на место измерений, представленных на отображаемой странице, и наоборот (при этом внетабличное измерение становится новым измерением строки или измерением столбца). В качестве примера первого случая может служить отчет, для которого элементы измерения «Время» располагаются поперек экрана (являются заголовками столбцов таблицы), а элементы измерения «Продукция» − вдоль экрана (заголовки строк таблицы). После применения операции вращения отчет будет иметь следующий вид: элементы измерения «Продукция» будут расположены по горизонтали, а элементы измерения «Время» − по вертикали. Примером второго случая может служить преобразование отчета с измерениями «Меры» и «Продукция», расположенными по вертикали, а измерением «Время», расположенным по горизонтали, в отчет, у которого измерение «Меры» располагается по вертикали, а измерения «Время» и «Продукция» − по горизонтали. При этом элементы измерения «Время» располагаются над элементами измерения «Продукция». Для третьего случая применения операции вращения можно привести пример преобразования отчета с расположенными по горизонтали измерением «Время» и по вертикали измерением «Продукция» в отчет, у которого по горизонтали представлено измерение «Время», а по вертикали − измерение «География».

3. Консолидация (Drill Up) и детализация (Drill Down) − операции, которые определяют переход вверх по направлению от детального (down) представления данных к агрегированному (up) и наоборот, соответственно. Направление детализации (обобщения) может быть задано как по иерархии отдельных измерений, так и согласно прочим отношениям, установленным в рамках измерений или между измерениями. Например, если при анализе данных об объемах продаж в Северной Америке выполнить операцию Drill Down  для измерения «Регион», то на экране будут отображены такие его элементы, как «Канада», «Восточные Штаты Америки» и «Западные Штаты Америки». В результате дальнейшей детализации элемента «Канада» будут отображены элементы «Торонто», «Ванкувер», «Монреаль» и т. д.

3.2.2. Многомерные схемы в OLAP-системах

С концепцией многомерного анализа данных тесно связывают оперативный анализ, который выполняется средствами ОLAP-систем.

OLAP (On-Line Analytical Processing), как указывалось выше, является технологией оперативной аналитической обработки данных, которая использует методы и средства для сбора хранения, а также анализа многомерных данных в целях поддержки процессов принятия решений.

Основное назначение OLAP-систем состоит в поддержке аналитической деятельности, произвольных (часто используется термин ad-hoc) запросов пользователей-аналитиков. Целью OLAP-анализа является проверка возникающих гипотез.

У истоков технологии OLAP стоит основоположник реляционного подхода Э. Кодд, который в 1993 г. опубликовал статью под названием «OLAP для пользователей-аналитиков: каким он должен быть». В данной работе изложены основные концепции оперативной аналитической обработки и определены основные требования, которым должны удовлетворять продукты, позволяющие выполнять оперативную аналитическую обработку. В соответствии с данными требованиями OLAP-система включает в себя два основных компонента:

1) OLAP-сервер − обеспечивает хранение данных, выполнение над ними необходимых операций и формирование многомерной модели на концептуальном уровне. В настоящее время OLAP-серверы объединяет с хранилищем данных или базой данных;

2) ОLAP-клиент − представляет пользователю интерфейс к многомерной модели данных, обеспечивая его возможностью удобно манипулировать данными для выполнения задач анализа.

OLAP-серверы скрывают от конечного пользователя способ реализации многомерной модели. Они формируют гиперкуб, с которым пользователи посредством OLAP-клиента выполняют все необходимые манипуляции, анализируя данные. Между тем способ реализации очень важен, т. к. от него зависят такие характеристики, как производительность и занимаемые ресурсы. Выделяют три основных способа реализации:

1) МОLAР − многомерный (multivariate) OLAP. Для реализации многомерной модели используют многомерные БД;

2) ROLAP − реляционный (relational) OLAP. Для реализации многомерной модели используют реляционные БД;

3) НOLAP − гибридный (hybrid) OLAP. Для реализации многомерной моде ли используют и многомерные и реляционные БД.

Разновидностями OLAP-систем являются модификации DOLAP и JOLAP. В частности, DOLAP − это настольный (desktop) OLAP. DOLAP является недорогой и простой в использовании OLAP-системой, предназначенной для локального анализа и представления данных, которые загружаются из реляционной или многомерной БД на машину клиента;

Модификация JOLAP – это новая, основанная на Java коллективная OLAP-API инициатива, предназначенная для создания и управления данными и метаданными на серверах. Основным разработчиком модификации JOLAP является Нурегiоn Solutions. Другими членами группы, определяющей предложенный API, являются компании IВМ, Огасlе и др.

На основании анализа достоинств и недостатков многомерной базы данных можно выделить следующие условия, при которых их использование является эффективным:

– объем исходных данных для анализа не слишком велик (не более нескольких гигабайт), т е. уровень агрегации данных достаточно высок;

– набор информационных измерений стабилен;

– время ответа системы на нерегламентированные запросы является наиболее критичным параметром;

– требуется широкое использование сложных встроенных функций для выполнения кроссмерных вычислений над ячейками гиперкуба, в том числе необходима возможность написания пользовательских функций.

Использование реляционных БД в OLAP-системах имеет следующие достоинства:

– в большинстве случаев корпоративные хранилища данных реализуются средствами реляционных СУБД и инструменты ROLAP позволяют производить анализ непосредственно над ними. При этом размер хранилища не является таким критичным параметром как в случае МОLАР;

– в случае переменной размерности задачи, когда изменения в структуре измерений приходится вносить достаточно часто ROLAP-системы с динамическим представлением размерности являются оптимальным решением, т.к. в них такие модификации не требуют физической реорганизации БД;

– реляционные СУБД обеспечивают значительно более высокий уровень защиты данных и хорошие возможности разграничения прав доступа.

Из изложенного выше материала можно сделать ряд выводов, представленных далее.

Для анализа информации наиболее удобным способом ее представления является многомерная модель или гиперкуб, ребрами которого являются измерения. Это позволяет анализировать данные сразу по нескольким измерениям, т. е. выполнять многомерный анализ.

Измерение – это последовательность значений одного из анализируемых параметров. Измерения могут представлять собой иерархическую структуру. На пересечениях измерений находятся данные, количественно характеризующие анализируемые факты – меры.

Как было отмечено выше, над многомерной моделью гиперкубом могут выполняться операции: среза, вращения, консолидации и детализации. Многомерную модель и эти операции реализуют OLAP-системы.

ОLAP (On-line Analytical Processing) – технология оперативной аналитической обработки данных. Это класс приложений, предназначенных для сбора, хранения и анализа многомерных данных в целях поддержки принятия решений.

Для определения ОLAP-систем Е.Кодд разработал основные правила, и разбил эти правила на четыре группы: основные особенности, специальные особенности, особенности представления отчетов и управление измерениями.

В 1995 г. Пендсон и Крит на основании правил Кодда разработали тест FASMI, определив ОLАР как «Быстрый Анализ Разделяемой Многомерной Информации».

Архитектура ОLАР-системы включает в себя ОLАР-сервер и OLAP-клиент. ОLAP-cервер может быть реализован на основе многомерных БД (MOLAP), реляционных БД (ROLAP) или сочетания обеих моделей (HOLAP).

Достоинствами MOLAP являются высокая производительность и простота использования встроенных функций.

Достоинствами ROLAP являются возможность работы с существующими реляционными БД, более экономичное использование ресурсов и большая гибкость при добавлении новых измерений.

Вопросы для самоконтроля

1. Раскройте понятие многомерного анализа данных.

2. Назовите преимущества многомерной модели данных по сравнению с одномерной моделью.

3. Обозначьте особенности технологии оперативной обработки данных на основе многомерной модели.

4. Перечислите основные операции для многомерной модели данных.

5. Сформулируйте условия эффективного использования многомерной базы данных.

6. Перечислите элементы архитектуры ОLAP-систем.

7. Назовите основные функции OLAP-сервера и OLAP-клиента.

8. Дайте определение многомерных схем в OLAP-системах.

9. Укажите способы реализации многомерной модели в OLAP-системах.

10. Сравните модификации ОLAP-систем типа DOLAP и JOLAP.


Список использованных источников

1. Автоматизированные экономические расчеты: метод. указания к лабораторным работам / С.Н. Ежеманская, А.В. Федорова, О.В. Богданова;
ГОУ ВПО «Гос. ун-т цвет. металлов и золота». – Красноярск, 2006. – 60 с.

3. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Метод. указания к практическим работам / Андрушко М.И.: ГАЦМиЗ. – Красноярск, 2002. – 52 с.

4. Елиферов В.Г., Репин В.В. Бизнес-процессы: Регламентация и управление: Учебник. – М.: ИНФРА М, 2007. – 319 с.

5. Зайцев М.Г. Методы оптимизации управления для менеджеров: Компьютерно-ориентированный подход: Учеб. пос. – М.: Дело, 2002. – 304 с.

6. Коноплева И.А., Хохлова О.А., Денисов А.В. Информационные технологии: Учеб. пос. / под ред. И.А. Коноплевой. – М.:ТК Велби, Изд-во Проспект, 2007. – 304 с.

7. Конрад К. Бизнес-анализ с помощью Excel: Пер. с англ. – К.: Диалектика, 2006. – 448с.

8. Корпачева Л.Н. Финансовые расчеты и задачи оптимизации в экономике: практикум / ГАЦМиЗ. – Красноярск, 2000. – 104 с.

10. Корпачева Л.Н. Информационные системы в экономике: Учеб. пос. / ГУЦМиЗ. – Красноярск, 2004. – 116 с.

PAGE   \* MERGEFORMAT 1


PAGE  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30388. Системы автоматизированного проектирования (САПР) РЭС 147 KB
  Лекция: Системы автоматизированного проектирования САПР РЭС В лекции приводятся основные определения назначение и принципы систем автоматизированного проектирования САПР. Даются сущность и схема функционирования САПР. Показано место САПР РЭС среди других автоматизированных систем. Рассматриваются структура и разновидности САПР.
30389. Технические средства САПР и их развитие. Требования, предъявляемые к техническому обеспечению 260 KB
  Лекция: Технические средства САПР и их развитие Формулируются требования предъявляемые к техническому обеспечению САПР. Рассматриваются структура и состав технического обеспечения САПР. Основное назначение лекции дать общее представление о техническом обеспечении САПР: предъявляемых к нему требованиях структуре составе и архитектуре 5. Требования предъявляемые к техническому обеспечению Используемые в САПР технические средства должны обеспечивать: выполнение всех необходимых проектных процедур для которых имеется соответствующее...
30390. Основные особенности и достижения глобальной раннеклассовой цивилизации 37.74 KB
  Возникновение частной собственности разделение общества на классы появление социальных институтов Переход от общинной собственности к частной передаваемой по наследству членам своей семьи преодоление принципа уравнительного распределения возможность обособленного присвоения средств и результатов производства – все это вызвало экономический интерес к приумножению собственности на благо отдельной личности а значит открылась возможность повышать производительность труда. социальных групп людей занимавших свое место в системе...
30391. Локальная цивилизация Древнего Египта: развитие и основные достижения 35.11 KB
  Локальная цивилизация Древнего Египта: развитие и основные достижения Эффективное использование благ Нила было невозможно без коллективного и организованного труда всех живущих в его долине. Моноотраслевая экономика экстенсивное развитие ирригационная система земледелия экономически оправданное рабство труд рабов использовался круглый год; труд на ограниченном легко контролируемом пространстве Политика. Южное направление – экспансия рабы полезные ископаемые развитие ирригации. Северное направление – поддержка и развитие торговых...
30392. Локальная цивилизация Древнего Шумера: развитие и основные достижения 40.75 KB
  На основе этих технологий шумеры пытаются продолжать вести хозяйство на новых землях и строят системы осушения почвы. Обслуживание ирригационной системы неизбежно привело к распространению рабского труда. Аккат Саргон Основные направления политики Саргона и его династии: создание единой ирригационной системы; поддержание постоянной армии 5400 чел. Ирригационные системы шумеров были сложнее египетских но культурных сооружений они оставили меньше.
30393. Локальная цивилизация Древнего Китая: развитие и основные достижения 35.86 KB
  Появление городской цивилизации Шан 1812 вв. В квазигосударстве Шан зарождалась пиктографическая письменность картинки. Основу культовой практики Шан составляло представление о переселении душ. союз племен Чжоу захватывает государство Шан.
30394. Локальная цивилизация Древней Персии (империя Ахеменидов): развитие и основные достижения 34.36 KB
  Рабы участвовали в экономике имели экономическую свободу так как раба не выгодно было иметь лучше продать больше продукции чем кормить его. Знать освобождается от налогов; региональная элита осуществляет экономическое управление в своей области сатрапии; кастовое общество но все социальные группы получают широкую экономическую самостоятельность; поскольку все социальные группы вовлечены в торговлю во внутреннем рынке они вынуждены пользоваться единой денежной системой и становятся зависимы от центральной власти; восточную деспотию в...
30395. Основные особенности и достижения глобальной античной цивилизации 31.46 KB
  Преобладало мелкое хозяйство крестьян и ремесленников в Римской империи создавались крупные рабовладельческие латифундии ремесленные производства. Возникают мировые империи но они недолговечны и быстро распадаются. Наиболее прочная – Римская империи политическое и экономическое верховенство центра–метрополии над провинциями устойчивые торговые связи смешение культур.
30396. Локальная цивилизация Древней Греции: развитие и основные достижения 32.34 KB
  Олигархия признак знатности – богатство Общее между тремя формами правления – коллегиальный принцип принятия решений на основе консенсуса т. демократический принцип правления. Многоотраслевая экономика; переработка с х продукции масло вино; разные формы правления – тирания демократия аристократия олигархия; мифологическое сознание; развитие теоретических наук; человек – объект культуры гелиоцентризм атомарная теория; всеобщее образование.