Лекция 1

Основные положения информационных технологий (ИТ)

Временной аспект эволюции ИТ.

Эволюция ИТ — это поступательное гармонизированное развитие ИТ в системе развития человека, его исторический опыт по трансформации представления реальных объектов — предметов и процессов в информационные образы. По каким же признакам можно выделить стадии эволюции ИТ?

Стадии могут быть выделены по различным признакам, например по времени, пространству, методам, средствам и др.

К истокам ИТ можно отнести пещерную и наскальную живопись, подсчет предметов, появление искусства, письменности. Материальными носителями информации были камни, кости, дерево, глина, кожа, папирус, шелк, бумага и др. Первая ИТ заключалась в передаче знаний устно по наследству. Появились хранители знаний — жрецы, духовенство. Профессиональные навыки передава лись личным примером. Доступ к знаниям и информации был ограничен, поэтому знания не могли существенно влиять на производственный процесс. Уровень технологии обработки данных был ручной, производство — ремесленным, уникальным, мелкосерий ным. Темпы роста производства и номенклатуры производимой продукции были низки.

Появление первого печатного станка Иоганна Гутенберга и кни гопечатания (1445) произвело первую информационную революцию, которая длилась примерно 500 лет. Знания стали тиражироваться. Они уже могли влиять на производство. Появились станки, паровые машины, фотография, телеграф, радио. Производство стало промышленным, средне и крупносерийным. Темпы роста про изводства и номенклатуры изделий выросли. Если до конца XIX в. примерно 95% трудового населения работало в сфере материального производства и только 5% — в сфере обработки информации, то к середине ХХ в. примерно 30% трудового населения развитых стран занималось обработкой информации.

По этапам общественного развития можно выделить ИТ: перво бытнообщинные, рабовладельческие, феодальные, капиталистические и др.; по масштабу распространения ИТ: в пределах отдельного клана, народа, страны, материка, планеты, космической системы, Вселенной; по методам реализации ИТ: тактильные, визуальные, и др.; по средствам реализации ИТ: вещественные, механические, телеграфные, радио, телевизионные, электронные и др.

Более подробный временной аспект эволюции:

Этап I — ручной. До второй половины XIX в. основу ИТ в области экономики составляли перо, чернильница и бухгалтерская книга. Коммуникация (связь) осуществлялась путем передачи пакетов (депеш). Продуктивность информационной обработки была край не низкой, каждое письмо копировалось отдельно вручную, помимо счетов, суммируемых также вручную, не было другой информации для принятия решений.

Этап II — механический. На смену «ручной» ИТ в конце XIX в. пришла «механическая». Изобретение и внедрение механических счетно решающих устройств, пишущей машинки, телеграфа, теле фона, модернизация системы общественной почты — все это послу жило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации и, как следствие, увеличения продуктивности работы. «Механическая» ИТ оказала определенное влияние на по строение организационных структур предприятий.

Этап III — электрический (начало XX в. — 1930 е гг.). Этот этап характеризуется появлением «электрической» ИТ, основанной на использовании электричества: счетные устройства (счетно перфорационные машины Холлерита с использованием перфокарт), телеграфные аппараты, электрические пишущие машинки, копировальные машины на обычной бумаге, портативные диктофоны. Они модернизировали офисную деятельность за счет улучшения качества, увеличения количества и скорости обработки документов.

Этап IV — электронно механический (1940—1970 е гг.). В 1946 г. была создана первая ЭВМ — ЭНИАК. Во второй половине 1960 х гг. стали применяться большие высокоскоростные ЭВМ. Постепенно стали формироваться специализированные службы обработки ин формации — информационно вычислительные центры. Процессы обработки информации больше смещались в сторону трансформации ее содержательной части. Это положило начало формированию «электронной» технологии.

Этап V — электронно логический (1970—1980 е гг.). Сложившиеся в 1960 х гг. концепции применения АСУ не всегда и не в полной мере отвечали задаче совершенствования управления и оптимальной реализации компонентов ИТ. Методологически эти концепции нередко опирались на ошибочные представления о неограниченных возможностях ИТ при условии непрерывного наращивания вычислительной мощности АСУ.

Начиная с 1970 х гг. сформировалась тенденция перенесения центра тяжести развития АСУ на фундаментальные компоненты ИТ, в частности на аналитическую работу, с максимальным применением человеко-машинных процедур. Однако по прежнему вся эта работа проводилась на мощных ЭВМ, размещенных централизо ванно в вычислительных центрах. При этом в основу построения подобных АСУ положена гипотеза, согласно которой задачи анализа и принятия решений относились к классу формализуемых, поддающихся математическому моделированию. Предполагалось, что такие АСУ должны улучшить качество, полноту, подлинность и своевременность информационного обеспечения ЛПР, эффективность работы которых будет возрастать благодаря увеличению числа аналитических задач. Однако внедрение подобных систем дало весьма отрезвляющие результаты. Оказалось, что применяемые экономико математичес кие модели имеют ограниченные возможности практического использования: аналитическая работа и процесс принятия решений происходят в отрыве от реальной ситуации и не подкрепляются ин формационным процессом формирования решений в их адекватном виде.

Этап VI — электронно -интеллектуальный (1980—1990 е гг.). С появлением ПК происходит принципиальная модернизация идеи автоматизированного управления. Системный подход к созданию ИТ позволил окончательно признать, что самая мощная ЭВМ не может заменить человека. С внедрением персональных ЭВМ на- чался переход от централизованной обработки данных к распределенной децентрализованной обработке данных. Это обусловило увеличение однородных ИТ и децентрализацию управления. Данный принцип воплотился в создании систем поддержки принятия решений (СППР), ЭС. Системы указанных классов означают но вый этап интеллектуализации автоматизированного управления, увеличения роли человека как ЛПР. Появляются АРМ специалистов. Усложнение социальных задач обусловило увеличение разнородности ИТ, некоторой разобщен ности ИТ. Вместе с тем возникла объективная необходимость интеграции ИТ. С развитием средств передачи данных и связи началось создание так называемых телекоммуникаций. Интеграция ЭВМ и телекоммуникаций обусловила создание локальных, региональных и глобальных сетей ЭВМ

Этап VII (с начала XXI в.). Этот этап можно определить как период широкого формирования информационных обществ. Он характеризуется глобализацией ИТ и связанным с ними применением достижений науки и техники — суперкомпьютеров, квантовых и нанокомпьютеров и технологий в развитых государствах. В области телекоммуникаций все чаще используются оптические проводные и беспроводные системы, а также иные беспроводные коммуникации. На данном этапе для создания ИТ различного класса и назначения более широко применяется принцип системности, реализуется идея гармонизации человека и ЭВМ в решении профессиональных задач, улучшается качество работы за счет расширения состава задач с применением ЭВМ. Кроме того, эффективность ЭВМ повышается за счет более строгой формализации задач пользователя. Основные вехи эволюции ИТ представлены в таблицы:

Эволюцию ИТ можно представить и в виде этапов развития информатизации, среди которых выделяют следующие:

1. Технический период, аппаратная фаза, или «железный век» (1946—1954). В этот период создана первая ЭВМ и сформировано современное представление принципов структуры и функционирования ЭВМ. Несмотря на разнообразие конструкционных решений ЭВМ, центральный процессор и память подчиняются принципам фон Неймана. Определена архитектура универсальных ЭВМ. В дальнейшем происходило улучшение экономической, технической, энергетической эффективности ЭВМ путем миниатюризации и повышения быстродействия компонентов ЭВМ.

2. Программный период, программная фаза, или «бронзовый век» (1954—1970). Начинается с разработки первого языка программирования «Фортран» и заканчивается формированием окончательных представлений о функциях ОС, прикладных программ и систем программирования. На этом этапе было создано представ ление о современной классификации программных средств, структурах и взаимосвязях языков программирования, системах и сред ствах программирования и др.

3. Информационный период, информационная фаза, или «серебряный век» (1970—1990). За этот период основные решения ученых и специалистов относятся к формированию представлений о структуре данных, языках описания данных (ЯОД) и языках манипулирования данными (ЯМД). Создаются АИС различного класса и назначения, АСОД, АИПС, АБД, АСУ и др.

4. Гуманитарный период, гуманитарная фаза, или «золотой век» (с 1990 г. и по настоящее время). С широким внедрением персональных ЭВМ расширяется круг пользователей ИТ от домашнего до глобального уровней. Существенно расширяются интерфейсные, коммуникационные и навигационные возможности ИТ. В производство компонентов средств вычислительной техники и передачи данных внедряются нанотехнологии. Все приведенные схемы периодизации эволюции ИТ имеют определенное пересечение по признакам периодизации и достаточно условны. Вместе с тем многоаспектное представление эволюции позволяет более точно оценить этот интересный и сложный процесс развития цивилизации, место ИТ, значение которых в жизни общества в полной мере пока еще не оценено.

Лекция 2 основные понятия информационных технологий ит

Рассмотрим основные понятия ИТ — «сведения», «сообщения», «данные», «знания», «информация». Эти взаимосвязанные понятия рассматриваются и в других областях, их дефиниции могут отличаться от дефиниций предметной области ИТ..

Сведения. Часто в предметной области ИТ оперируют понятием «сведения». В общепринятом смысле сведения отражают объекты реального мира. Эти объекты в методологическом отношении дифференцируются на статические и динамические категории, т.е. предметы и процессы (явления).

Сообщения об объектах проводят ся путем идентификации свойств объектов. Эти свойства обычно можно отобразить в виде совокупности признаков, характеристик, показателей, параметров и др. Эти характеристики, как правило, оформляются в виде совокупности символов, сигналов какой либо системы. Эта система организована по определенным логическим правилам. Буквы, иероглифы, рисунки, звуки, их комбинации фиксируются на носителе информации по определенным правилам (регламенту), например, письмо на бумаге, жестикуляция, сигналы корабельного сигнальщика и др. С учетом выделенных признаков можно дать следующую дефиницию понятия «сведения» — это совокупности символов, сигналов, организованные по определенным логическим правилам, отражающие свойства объектов реального мира и передаваемые во времени и пространстве. Сообщения. Близким по смыслу понятию «сведения» является понятие «сообщение». Различие заключается в том, что сообще ние ассоциируется с передачей сведений, прежде всего звуковым, например устным способом достаточно в узких рамках пространства и времени. Так, научные результаты исследователя могут быть переданы на научной конференции только ее участникам в виде сообщения. Таким образом, в аспекте технологии передачи сообщение — это разновидность сведения, передаваемого обычно звуковым способом. Вместе с тем те же научные сообщения могут быть опубликованы в виде сборника тезисов докладов, имеющих широкие возможности передачи их во времени и пространстве для более широкой научной общественности. Иногда говорят о почтовом сообщении, по сути — о письменном сообщении. Данные. С позиций ИТ понятия «сведения» и «данные», хотя и во многом схожи, имеют определенное различие. Данные непосредственно относятся к процессам ИТ, а именно к их процедурной части, т.е. к системе обработки данных (СОД), к технологическому процессу обработки данных (ТПОД). Ручные и автоматизированные СОД предъявляют определенные требования к входным сведениям. Эти сведения должны быть представлены уже не в произвольной, а в определенной форме. Эта форма и регламент (правила) представления для каждого класса ТПОД определяются с учетом особенностей вида сведений, СОД и др. Так, учетные и плановые сведения в системах управления, как правило, представляются в виде таблиц. Особенности СОД, в частности способа ввода сведений в ЭВМ, — сканеры, клавиатура, канал связи, микрофон, плазменная панель — предъявляют собственные требования по форме и регламенту ввода сведений. Таким образом,

данные — это разновидность сведений, представленных в форме, адаптированной к вводу в СОД. В нашем случае СОД представляется широким спектром средств обработки данных, в том числе и ЭВМ.

Знания. Важной составляющей информации являются знания. К ключевым признакам знания относятся:

-результат процесса познания действительности в пространстве и времени;

- процесс познания, происходящий на основе логического обобщения достоверных фактов и построения адекватных представлений, понятий, суждений, теорий, законов;

-их регистрация в виде знаков естественных и искусственных языков;

- развитие на уровне индивида и общества в рамках исторической шкалы измерения;

- научное знание, выступающее высшей формой знания и отражающее исторический опыт, восприятие человеком окружающего мира, выработку методов и средств адаптации человека к реальности;

- применение результатов познания в решении социальных задач. Таким образом

знания — это результат процесса познания действительности, проверенный общественно исторической практикой, адекватно отражаемый в сознании человека в виде определен ных категорий, с применением которых решаются задачи человека и общества.

Информация. Одной из форм представления знания является информация (от лат. informatio — разъяснение, изложение). В настоящее время имеется много определений информации. С содержательной точки зрения информация — это сведения об объектах реального мира, а с формальной точки зрения — совокупность сим волов и сигналов. В Федеральном законе от 27 июля 2006 г. № 149 ФЗ «Об ин формации, информационных технологиях и о защите информации» это понятие дано в следующей трактовке: «Информация — это сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления». Каждое понятие имеет свои особенности, так как порождается в различных отраслях знаний и условий формирования дефиниций (определений). Вместе с тем дефиниции этого понятия имеют и универсальные признаки, которые обусловливают определенную общность этих дефиниций и самого понятия. Информация, являясь отражением материальной сущности, служит способом описания взаимодействия источника информации и получателя. Одно и то же сообщение одному получателю может дать много информации, а другому — мало или ничего. «Информировать» в терминах теории информации означает сообщать ранее неизвестное. Так как информацию можно хранить, преобразовывать и пере давать, то должны быть ее носители, передатчики, каналы связи и приемники. Эта среда объединяет источники информации и ее получателей в информационную систему. Активными участниками информационного обмена необязательно должны быть люди: об мен информацией происходит также в животном и растительном мире. Однако когда речь идет о человеке как об участнике инфор мационного процесса, то имеется в виду смысловая (семантическая) информация. В общем виде информация представляет собой сведения об окружающей действительности, которые уменьшают имеющуюся степень неопределенности, неполноты знаний. Од ним из принципиальных свойств информации является ее технологичность, т.е. способность подвергаться преобразованию. Трансформация свойств информации может происходить по причине воздействия, например человека, ЭВМ и т.д. Изменение свойств информации проводится по программе, имеющей в основе логический аппарат и схему взаимосвязи рассматриваемых понятий (рис. 1.1

Информационная технология. Понятие «информационная технология» относится к видовому типу. Опорным понятием является здесь «технология», а понятие «информация» обеспечивает функцию видового разнообразия относительно понятия «технология». Таким образом, в синтаксическом отношении необходимо определить содержание этих двух понятий и провести их синтез на уровне свойств этих понятий.

В общем случае технология (от греч. techne — мастерство, искусство и logos — понятие, учение) рассматривается как совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции. К технологии можно отнести операции добычи, обработки, транспортировки, хранения, контроля, выполняемые в состав определенного производственного процесса.

Таким образом, можно сказать, что технология представляет собой своеобразное средство, инструмент, способ для достижения поставленных целей, для решения задач в аспекте изменения качества объекта, разумеется, в сторону его улучшения. При этом предполагается, что имеется описание по применению этих способов, методов и средств. В научной литературе существуют различные определения понятия «информационная технология». Так, в «Толковом словаре по информатике» информационная технология (от англ. information technology) определена как «совокупность методов, производствен ных процессов и программно технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, об работку, вывод и распространение информации для снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, повышения их надежности и оперативности». В этом определении перечислен конкретный, но не полный перечень информационных процессов, что едва ли целесообразно указывать в определении.

Следует также отметить, что информационная технология не пред полагает в обязательном порядке применение ЭВМ. В современном обществе ИТ понимаются в трех вариантах:

традиционные (ручные), механизированные и автоматизированные (на базе ЭВМ). В наше рассмотрение входят в основном ИТ на базе ЭВМ, но при необходимости — и другие варианты ИТ.

ИТ характеризуются следующими признаками:

• совокупностью производственно технологических методов и средств, определенным образом организованных для реализации процессов сбора, регистрации, преобразования, хранения и распространения информации;

• методами и способами улучшения качества информационных процессов в достижении поставленных целей пользователя;

• получением информации, обеспечивающей решение задач пользователя.

Вместе с тем для ИТ на базе ЭВМ характерен такой существенный признак, как «аппаратно программные средства и методы их применения, предназначенные для создания и использования ин формации в решении задач пользователя в определенных предмет информационная технология — это автоматизированная система технических, программных, производственно технологических методов и средств, предназначенная для реализации и улучшения качества информационных процессов с целью получения необходимой информации в решении задач пользователя. ИТ предназначены служить своеобразной платформой или базой для построения и реализации ИС различного класса и назначения. Системный типоряд ИТ составляют кон- кретные, базовые и глобальные ИТ.

Платформа информационной технологии. Понятие «платформа (от англ. platform) информационной технологии» является видовым. Платформы ИТ могут создаваться для выполнения специализированных и универсальных задач. Сущность универсальной платформы ИТ позволяет использовать ее при решении широкого круга задач. Можно выделить аппаратную, программную, административную, транспортную, прикладную и коммуникативную плат формы.

Аппаратная платформа — это техническое обеспечение ИТ, например IBM PC, Macintosh и т.д.

Программная платформа — это совокупность программ, обеспечивающая интерфейс между пакетами прикладных программ (ППК) и ОС. Примерами ППК могут служить бухгалтерские программы, пакеты статистического анализа данных и др., а для ОС — MS DOS, Windows, OS/2, UNIX, Linux и др. ОС устанавливается на соответствующие компьютеры и позволя ет работать с различными ППК. Пользователь приобретает про грамму, ориентированную на имеющуюся у него платформу и совместимую с ней.

Административная платформа, или платформа управления сетью, — это совокупность методов и средств аппаратно программного характера, предназначенная для управления се тью и входящими в нее системами. Такая платформа обеспечивает:

- контроль информационных процессов по решению задач пользователя;

- контроль работы устройств сети и состояния телекоммуникаций.

.Таким образом, платформа информационной технологии — это аппаратно программный комплекс средств и методов, принятый для реализации ИТ.