Силаенков А.Н. Информационные технологии. Учебное пособие - файл n1.doc
приобрестиСилаенков А.Н. Информационные технологии. Учебное пособие
скачать (1989 kb.)
Доступные файлы (1):
| n1.doc | 1989kb. | 07.07.2012 01:23 | скачать |
- Смотрите также:
- Кутькина О.П. Информационные технологии (Документ)
- Лапина А.В. Интеллектуальные информационные системы. Учебное пособие (Документ)
- Яковлева Л.А. Информационные технологии в экономике: Учебное пособие (Документ)
- Кирпиченкова В.Я. Информационные технологии в экономике и управлении (Документ)
- Реферат - Информационные системы и информационные технологии. Понятие и их классификация (Реферат)
- Волков Г.Г., Глинский О.Ю. Компьютерные информационные технологии (Документ)
- Ответы на вопросы к экзамену по предмету Телекоммуникационные и мультимедийные технологии (Шпаргалка)
- Тебекин В.В. Теоретические основы компьютерных информационных технологий (Документ)
- Макарова Т.В.Информационные технологии в рекламе (Документ)
- Силаенков А.Н. Компьютерные и информационные технологии в документационном обеспечении управления (Документ)
- Дипломная работа - Информационные технологии и информационные системы в управлении (Дипломная работа)
- Романова Ю.Д. Информатика и информационные технологии (Документ)
n1.doc
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Омский государственный технический университет»
А. Н. Силаенков
Информационные технологии
Учебное пособие
Омск 2006
УДК 004.9(0.75)
ББК 32-81
С36
Рецензенты:
Л.Д. Федорова, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Государственное и муниципальное управление» ИПЭК
В.И. Стариков, канд. техн. наук, доцент кафедры «Высшая математика и информатика» ОГИС
Силаенков А. Н.
С
36 Информационные технологии: Учеб. пособие. – Омск: Изд- во ОмГТУ,
2006. 180 с.
В учебном пособии изложены: формы представления, классификация информационных технологий и информационных систем, стандарты пользовательского интерфейса, информационные технологии конечного пользователя, технология обработки и защиты данных, графическое изображение схем данных и схем взаимодействия программ, автоматизированные рабочие места, электронный офис. Подробно рассмотрены сетевые информационные технологии: электронная почта, телеконференции, доска объявлений, гипертекстовые и мультимедийные информационные технологии. Большое внимание уделено интеграции информационных технологий, применению информационных технологий в практической деятельности информатика-экономиста. Рассмотрены проблемы технологизации социального пространства.
Учебное пособие «Информационные технологии» предназначено для студентов всех специальностей очной, заочной и дистанционной форм обучения
П
ечатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университетаУДК 004.9(0.75)
ББК 32-81
© А.Н. Силаенков, 2006
© Омский государственный технический университет, 2006
1. ВВЕДЕНИЕ В СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
1.1. Основные понятия
Технология — это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям.
Технология неразрывно связана с машинизацией производственного или непроизводственного, прежде всего управленческого, процесса. Управленческие технологии основываются на применении компьютеров и телекоммуникационной техники.
Информационная технология согласно определению, принятому ЮНЕСКО, — это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации, вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.
1.2. Основные свойства информационной технологии
Основными свойствами информационной технологии являются:
целесообразность,
наличие компонентов и структуры,
взаимодействие с внешней средой,
целостность,
развитие во времени.
Целесообразность — главная цель реализации информационной технологии состоит в повышении эффективности производства на базе использования современных ЭВМ, распределенной переработке информации, распределенных баз данных, различных информационных вычислительных сетей (ИВС) путем обеспечения циркуляции и переработки информации.
Компоненты и структура:
функциональные компоненты — это конкретное содержание процессов циркуляции и переработки информации;
структура информационной технологии — это внутренняя организация, представляющая собой взаимосвязи образующих ее компонентов, объединенных в две большие группы: опорную технологию и базу знаний.
Модели предметной области — совокупность описаний, обеспечивающих взаимопонимание между пользователями: специалистами предприятия и разработчиками.
Опорная технология — совокупность аппаратных средств автоматизации, системного и инструментального программного обеспечения, на основе которых реализуются подсистемы хранения и переработки информации.
База знаний — семантическая модель, описывающая предметную область и позволяющая отвечать на такие вопросы из этой предметной области, ответы на которые в явном виде не присутствуют в базе. База знаний является основным компонентом интеллектуальных и экспертных систем.
Информационная технология называется базовой, если она ориентирована на определенную область применения.
Системные и инструментальные средства:
аппаратные средства;
системное ПО (ОС, СУБД);
инструментальное ПО (алгоритмические языки, системы программирования, языки спецификаций, технология программирования);
комплектация узлов хранения и переработки информации.
Результатом технологических описаний является совокупность реализуемых в системе информационно-технологических процессов.
Взаимодействие с внешней средой — взаимодействие информационной технологии с объектами управления, взаимодействующими предприятиями и системами, наукой, промышленностью программных и технических средств автоматизации.
Целостность — информационная технология является целостной системой, способной решать задачи, не свойственные ни одному из ее компонентов.
Реализация во времени — обеспечение динамичности развития информационной технологии, ее модификация, изменение структуры, включение новых компонентов.
1.3. Базовые информационные технологии
Базовая информационная технология должна задавать модели, методы и средства решения задач. Она создается на основе базовых аппаратно- программных средств. Базовая технология должна быть подчинена основной цели — решению функциональных задач в той области, где она используется. В экономике это задачи управления.
1. Концептуальный уровень задает идеологию автоматизированного решения задач. Начальным этапом является постановка задачи. Следующим этапом является формализация решения задачи, то есть разрабатывается математическая модель или же подбирается из известных моделей. Затем следует алгоритмизация решения. В алгоритме выделяются как самостоятельные блоки, так и операторы. Реализация алгоритмов на основе конкретных вычислительных средств – программирование экономической задачи. Затем идет реализация процедур – операций.
2. Логический уровень. На этом уровне цель базовой информационной технологии – построение модели решаемой задачи и ее реализация на основе организации взаимодействия информационных процессов.
Модель обмена. На основе этой модели реализуется синтез системы обмена данными с выбором оптимальной технологии и структуры сети, наилучшего метода коммуникации, протоколов и процедур доступа, адресации и маршрутизации.
Модель накопления данных определяет схему информационной базы, организацию информационных массивов и их размещение.
Модель обработки данных определяет организацию вычислительного процессора, который включает в себя решение разнообразных задач, возникающих у пользователя.
3. Физический уровень определяет возможность реализации информационной технологии на типовых программно-аппаратных средствах. Он включает в себя подсистемы накопления, обмена, обработки, управления данными, а также систему формализации знаний, с которой взаимодействуют проектировщик и пользователь.
Информационная технология базируется и зависит от технического, программного, информационного, методического и организационного обеспечения.
Техническое обеспечение – это персональный компьютер, оргтехника, линии связи, оборудование сетей. Вид информационной технологии, зависящий от технической оснащенности (ручной, автоматизированный, удаленный), влияет на сбор, обработку и передачу информации. Развитие вычислительной техники не стоит на месте. Становясь более мощными, персональные компьютеры одновременно становятся менее дорогими и, следовательно, доступными для широкого круга пользователей. Компьютеры оснащаются встроенными коммуникационными возможностями, скоростными модемами, большими объемами памяти, сканерами, устройствами распознавания голоса и рукописного текста.
Программное обеспечение, находящееся в прямой зависимости от технического и информационного обеспечения, реализует функции накопления, обработки, анализа, хранения, интерфейса пользователя и персонального компьютера.
Информационное обеспечение – совокупность данных, представленных в определенной форме для компьютерной обработки.
Организационное и методическое обеспечение представляют собой комплекс мероприятий, направленных на функционирование компьютера и программного обеспечения для получения искомого результата.
Информационный процесс – процесс взаимодействия между объектами реального мира, в результате которого возникает информация.
Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.
В последние десятилетия в наиболее развитых странах, в частности, в США и Японии, используются творческие (созидающие) информационные технологии так называемого третьего (высшего) уровня. Они охватывают полный информационный цикл – выработку информации (новых знаний), их передачу, переработку, использование для преобразования объекта, достижения новых, более высоких целей.
Информационные технологии третьего уровня означают высший этап компьютеризации менеджмента, позволяют задействовать ЭВМ в творческом процессе, соединить силу человеческого ума и мощь электронной техники.
Полная интегрированная автоматизация менеджмента предполагает охват следующих информационно-управленческих процессов: связь, сбор, хранение и доступ к необходимой информации, анализ информации, подготовка текста, поддержка индивидуальной деятельности, программирование и решение специальных задач.
Информационная система – прикладная программная подсистема, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации. Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем.
В наиболее общем случае типовые программные компоненты, входящие в состав информационной системы, включают:
диалоговый ввод-вывод;
логику диалога;
прикладную логику обработки данных;
логику управления данными;
операции манипулирования файлами и базами данных.
1.4. Классификация информационных технологий
Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.
Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека, как в профессиональной сфере, так и в бытовой. Информационные технологии могут быть классифицированы по трем признакам:
Первый признак деления – вид задач и процессов обработки информации
1-й этап (60 – 70-е гг.) – обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация операционных рутинных действий человека.
2-й этап (с 80-х гг.) – создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.
Второй признак деления – проблемы, стоящие на пути, информатизации общества
1-й этап (до конца 60-х гг.) характеризуется проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.
2-й этап (до конца 70-х гг.) связывается с распространением ЭВМ серии IBM/360. Проблема этого этапа – отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств.
3-й этап (с начала 80-х гг.) – компьютер становится инструментом непрофессионального пользователя, а информационные системы – средством поддержки принятия его решений. Проблемы – максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде.
4-й этап (с начала 90-х гг.) – создание современной технологии межорганизационных связей и информационных систем. Проблемы этого этапа весьма многочисленны. Наиболее существенными из них являются:
выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи;
организация доступа к стратегической информации;
организация защиты и безопасности информации.
Третий признак деления – виды инструментария технологии
1-й этап (до второй половины XIX в.) – «ручная» информационная технология, инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации осуществлялись ручным способом путем отправления через почту писем, пакетов, депеш. Основная цель технологии – представление информации в нужной форме.
2-й этап (с конца XIX в.) – «механическая» технология, инструментарий которой составляли: пишущая машинка, телефон, диктофон, оснащенная более совершенными средствами доставки почта. Основная цель технологии – представление информации в нужной форме более удобными средствами.
3-й этап (40 – 60-е гг. XX в.) – «электрическая» технология, инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны.
Изменяется цель технологии. Акцент в информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания.
4-й этап (с начала 70-х гг.) – «электронная» технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС), оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов. Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на организацию аналитической работы. Множество объективных и субъективных факторов не позволили решить стоящие перед новой концепцией информационной технологии задачи. Однако был приобретен опыт формирования содержательной стороны управленческой информации и была подготовлена профессиональная, психологическая и социальная база для перехода на новый этап развития технологии.
5-й этап (с середины 80-х гг.) – «компьютерная» («новая») технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы анализа и интеллекта для разных уровней управления, реализуются на персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства бытового, культурного и прочего назначений. Начинают широко использоваться в различных областях глобальные и локальные компьютерные сети.
Информационные технологии пронизывают все сферы деятельности человека, и, в связи с этим, они могут достаточно сильно отличаться в разных областях применения: в медицине они одни, в космонавтике другие, в торговле – третьи. Общее у всех ИТ то, что в их основе лежит сбор и обработка информации с помощью компьютеров и программного обеспечения.
Четвертый признак деления — по областям применения: обеспечивающие или базовые ИТ и функциональные или прикладные ИТ.
Обеспечивающие или базовые ИТ используются практически во всех областях применения и служат основой для построения функциональных или прикладных ИТ.
Функциональные или прикладные ИТ – это ИТ специфичные для конкретной области применения. Их еще называют ИТ конечного пользователя, подчеркивая этим термином, что с компьютером работает пользователь – непрограммист.
Обеспечивающие или базовые ИТ можно классифицировать следующим образом:
1. ИТ разработки программного обеспечения.
2. ИТ работы с числами.
3. ИТ работы с текстами.
4. ИТ работы с базами данных.
5. ИТ работы с графическими, аудио и видеоданными.
6. ИТ распределенной обработки данных.
7. ИТ использования передачи данных по линиям связи.
8. ИТ защиты данных от несанкционированного использования и искажения.
Функциональные или прикладные ИТ можно классифицировать следующим образом:
1. Офисные ИТ.
2. Финансовые ИТ.
3. Бизнес-приложения – ИТ, обеспечивающие рекламу, маркетинг, управление персоналом, управление запасами и т. д.
4. ИТ в управлении.
5. ИТ автоматизированного проектирования.
6. Автоматизированные системы управления предприятиями – АСУП.
7. Автоматизированные системы управления технологическими процессами –АСУ ТП.
8. ИТ управления машинами и аппаратами.
9. ИТ в медицине.
10. ИТ в космических исследованиях.
11. ИТ в военном деле и т.д.
Пятый признак деления – использование сети
Информационные технологии делятся по этому признаку на локальные и распределенные ИТ.
Локальные ИТ – ИТ, у которых вся обработка информации сосредоточена в одном компьютере и сеть не требуется. Например, ИТ секретаря офиса, может быть организована так, что вся информация, необходимая для работы секретаря, находится в одном компьютере.
Распределенные ИТ – это ИТ, для работы которых требуется компьютерная сеть, а информация и программы для ее обработки распределены по различным компьютерам сети. Сейчас это наиболее распространенный вид ИТ. Например, современные банковские технологии предполагают распределение обработки данных на большом количестве компьютеров, в том числе и находящихся в разных офисах и даже в разных городах и странах.
Шестой признак деления – обрабатываемые объекты
Информационные технологии по этому признаку делят на объектно- ориентированные ИТ и традиционные ИТ.
Объектно-ориентированные ИТ оперируют с объектами и методами. Например, объектно-ориентированная ИТ работы с документами предполагает наличие, а следовательно, и изучение их пользователями, объекта «документ» и нескольких методов – создания документа, корректирования документа, сохранения документа, распечатки документа и т.д.
1.5. Формы представления информационных технологий
ИТ рассматриваются в двух формах представления:
в виде спецификаций ИТ (ИТ- спецификаций);
в виде систем ИТ (ИТ - систем), т.е. реализаций спецификаций ИТ.
Такая двойная сущность ИТ обусловливается существованием двух сфер деятельности, тесно взаимосвязанных между собой. Одна из них отражает научно- -методическую деятельность (разработку глобальных концепций, методов и моделей, парадигм и языков программирования, а также процесс стандартизации спецификаций ИТ), другая связана с производством продуктов ИТ (систем ИТ) и их маркетингом.
1.6. Методы информационной технологии
Содержание любой научной дисциплины определяется как ее предметом, так и
методами исследования. К основным методам информационных технологий относятся:
1. Метод архитектурных спецификаций. Применяется для формирования концептуального базиса и определения семантической структуры важнейших разделов ИТ.
2. Метод функциональной спецификации ИТ. Предназначен для определения функциональных и поведенческих свойств систем ИТ, которые должны наблюдаться на интерфейсах (границах) систем. Данный метод используется для формирования функционального базиса ИТ в виде базовых и промышленных стандартов.
3. Профилирование ИТ. Универсальный метод комплексирования спецификаций ИТ на основе понятия профиля. Позволяет конструировать спецификации комплексных технологий посредством комбинирования базовых и производных от них спецификаций, при этом в процессе построении профиля осуществляется селекция только необходимых для конкретного случая дополнительных возможностей (опций) входящих в его состав спецификаций (стандартов или профилей), а также их параметрическая настройка.
4. Концепция и технология конформности (соответствия) реализаций ИТ исходным профилям или стандартам. Предназначена для построения аппарата измерения степени соответствия реализаций (систем ИТ) исходным спецификациям.
5. Процедуры и методы стандартизации и гармонизации спецификаций ИТ. Осуществляются специализированными организациями с целью стандартизации, взаимного согласования, сопровождения типовых решений и процедур в области ИТ. Позволяют формировать и развивать нормативно- -методический базис ИТ, являющийся основой для создания систем со стандартными интерфейсами (открытых систем).
6. Таксономия (классификационная система) профилей ИТ. Обеспечивает классификацию и уникальность идентификации профилей в пространстве ИТ, явное отражение взаимосвязей между ИТ.
7. Методы формализации и алгоритмизации знаний. Включают методологии и методы проектирования систем ИТ, парадигмы и языки программирования, специальные нотации для определения спецификаций.
1.7. Стандарты информационных технологий
Большую роль в решении данной задачи играет система международных организаций, ответственных за процесс стандартизации ИТ. Масштабность, систематичность, интенсивность, научная обоснованность разработок в области стандартизации ИТ позволили к настоящему времени развить систему стандартов до такого уровня, при котором она становится главным носителем научно-методических основ области ИТ. Создание таких основ явилось решающим фактором для становления области ИТ как самостоятельной научно-прикладной дисциплины, имеющей характерные для нее предмет, методы исследования, фундаментальный методологический базис.
Различают формальные стандарты (или стандарты де юре) и промышленные стандарты (или стандарты де факто). Стандарты де юре разрабатываются специализированными международными организациями. Эти стандарты свободны для копирования и для безлицензионного изготовления на их основе продукции. Стандарты де юре обеспечивают независимость пользователей от конкретных поставщиков изделий ИТ. Структура системы стандартизации представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структура системы стандартизации
Основные принципы стандартизации ИТ:
1) Всеобъемлющий характер процесса стандартизации ИТ.
2) Многоуровневость стандартизации, взаимосвязанность стандартов де юре и стандартов де факто.
3) Развитие стандартизации консорциумов.
4) Реинжиниринг деятельности формальных международных организаций стандартизации.
5) Ориентация целей деятельности системы международной стандартизации на интересы бизнеса, рынка продуктов, конечного пользователя. Структура международной системы стандартизации показана на рис. 2.
Рис. 2. Международные организации стандартизации
Промышленные стандарты, как правило, связаны с изделиями, доминирующими на рынке, и в значительной степени зависят от изготовителей продукции. Промышленные стандарты могут со временем становиться формальными после принятия их в качестве таковых специализированными международными организациями. Формальные и промышленные стандарты являются продуктом общего процесса стандартизации ИТ.
Вопросы для самоконтроля
Какие дисциплины, по вашему мнению, входят в комплекс дисциплин, составляющих информационную технологию?
Назовите свойства информационной технологии.
На чём базируется информационная технология?
Как можно классифицировать информационные технологии по инструментарию?
Как классифицируются информационные технологии по областям применения?
Приведите классификацию информационных технологий по использованию сети.
Как могут быть представлены информационные технологии?
Какие типовые программные компоненты входят в состав информационной системы?
Сколько вам известно методов информационной технологии?
Какие вам известны принципы стандартизации информационных технологий?
2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
2.1. Корпоративные и большие информационные системы
Корпоративная информационная система (КИС) – совокупность специализированного программного обеспечения и вычислительной аппаратной платформы, на которой установлено и настроено программное обеспечение.
Большая информационная система. Опыт разработки "готовых" информационных систем позволил сформировать новый подход к созданию больших информационных систем, основанный на "сборке" систем из программных "компонентов" различных фирм-производителей. Компонентная архитектура информационных систем стала возможной благодаря поддержке ведущими производителями программного обеспечения общих стандартов на проектирование, разработку и технологию компонентной "сборки" информационных систем, реализуемых на различных программно-аппаратных платформах.
Методология создания информационных систем с компонентной архитектурой "выросла" из объектно-ориентированной методологии проектирования распределенных систем. Значительный вклад в развитие компонентной методологии внесли сотрудники фирмы Rational Software (особенно Г. Буч, Д. Рамбо и И. Якобсен).
Для того, чтобы компонентная архитектура информационных систем стала реальностью, необходимы три условия:
наличие методологии анализа и проектирования информационных систем, обеспечивающих компонентную разработку и "сборку" систем;
сформированный рынок готовых программных компонент, поддерживающих общие стандарты на технологию разработки и «сборки» компонентов;
стандартные компоненты программного обеспечения «инфраструктуры» информационной системы, поддерживающие взаимодействие между компонентами информационной системы.
Особенно сильно тенденция к созданию многокомпонентных систем проявилась в технологии Internet/Intranet, в которой активно используются компоненты ActiveX и Java Beans.
2.2. Развитие подходов к технической и программной реализации элементов информационных систем
Можно выделить три наиболее существенных новшества, оказавших влияние на развитие информационных систем:
Новый подход к программированию
С начала 90-х годов объектно-ориентированное программирование вытеснило модульное. Благодаря внедрению объектно-ориентированных технологий программирования существенно сокращаются сроки разработки сложных информационных систем.
Благодаря развитию сетевых технологий локальные информационные системы повсеместно вытесняются клиент-серверными и многоуровневыми реализациями.
Развитие сети Интернет принесло большие возможности работы с удаленными подразделениями, открыло широкие возможности электронной коммерции. Более того, определенные преимущества дает использование Интернет-технологий в интрасетях предприятий (Интернет/интранет-технологий).
2.3. Классификация информационных систем
По масштабу задач управления информационные системы подразделяются на:
одиночные;
групповые;
корпоративные.
Одиночные информационные системы реализуются на персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место. Подобные приложения создают с помощью так называемых настольных или локальных СУБД. Среди локальных СУБД наиболее известны Clarion, Clipper, Fox Pro, Paradox, dBase.
С использованием локальных вычислительных сетей строятся групповые и корпоративные информационные системы.
По способу организации групповые и корпоративные информационные системы делятся на следующие классы:
системы на основе архитектуры файл–сервер;
системы на основе архитектуры клиент–сервер;
системы на основе многоуровневой архитектуры;
системы на основе Интернет/интранет–технологий.
В любой информационной системе можно выделить необходимые функциональные компоненты (табл. 1), которые помогают понять ограничения различных вариантов построения информационных приложений.
Таблица 1
Типовые функциональные компоненты информационной системы
| Обозначение | Наименование | Характеристика |
| PS | Средства представления | обеспечиваются устройствами, принимающими ввод от пользователя и отражающими то, что сообщает ему компонент логики представления PL, с использованием соответствующей программной поддержки |
| PL | Presentation Logic (логика представления) | управляет взаимодействием между пользователем и ЭВМ; обрабатывает действия пользователя при выборе команды в меню, нажатии кнопки или выборе элемента из списка |
| BL | Business Logic | набор правил для принятия решений, вычислений и операций, которые должно выполнить приложение |
| DL | Data Logic | операции с базой данных (SQL-операторы), которые нужно выполнить для реализации прикладной логики управления данными |
| DS | Data Services (операции с базой данных) | действия СУБД, вызываемые для выполнения логики управления данными, такие, как: м Продолжение таблицы 1 анипулирование данными, определение данных, фиксация или откат транзакций и т.п. |
| FS | File Services | дисковые операции чтения и записи данных для СУБД и других компонентов |
По сфере применения информационные системы подразделяются на четыре группы (рис. 3):
системы обработки транзакций;
системы принятия решений;
информационно- справочные системы;
офисные информационные системы.
Оперативная обработка транзакций (OLTP). OLTP преобладает в информационных системах организационного управления для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени. Пакетная обработка занимает весьма ограниченную часть.
Для систем OLTP характерен регулярный интенсивный поток довольно простых транзакций, играющих роль заказов, платежей, запросов и т.д. Важнейшими требованиями для OLTP являются:
высокая производительность обработки транзакций;
г
арантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям.
Рис. 3. Классификация информационных систем по сфере применения
Системы поддержки принятия решений (DSS). DSS представляют собой другой тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных по временным, географическим и другим показателям.
Системы поддержки принятия решений почти всегда интерактивные, разработанные, чтобы помочь менеджеру (или руководителю) в принятии решений. DSS включают данные и модели, помогающие менеджеру принять решения, решить проблемы, особенно плохо формализованные. Данные часто извлекаются из системы диалоговой обработки запросов или базы данных. Модель может быть простой (типа «доходы и убытки») для вычисления прибыли при некоторых предположениях или комплексной (типа оптимизационной модели) для расчета загрузки для каждой машины в цехе. В качестве данных используются финансовые отчеты организации. Начальная модель включает личные предположения относительно будущих трендов в категориях расхода и дохода. После рассмотрения результатов базовой модели DSS проводит ряд исследований (типа «что, если»), изменяя одно или все предположения, чтобы определить их влияние на исходное состояние.
Пользователь взаимодействует с системой через пользовательский интерфейс, выбирает частную модель и вводит данные, которые нужно использовать, а затем, используя DSS, получает итоговые результаты.
Системы поддержки работы группы (Group Support Systems - GSS). GSS – важный вариант DSS, в котором система разработана для поддержки работы группы пользователей. GSS, иногда называемые системами поддержки принятия решений группы, или системами электронных встреч, стремятся использовать преимущества возможностей группы для нахождения лучших решений. Это специализированный тип группового программного обеспечения, которое специально предназначено для поддержки встреч.
Как вспомогательный аппарат систем поддержки принятия решений рассматривается «Добыча данных» (Data Mining). Data Mining использует ряд технологий (типа деревьев решений и нейронных сетей) для поиска информации в крупных объемах данных в базе данных организации. Добыча данных, которая иногда рассматривается как вспомогательный аппарат систем поддержки принятия решений, является особенно полезной, когда организация имеет большие объемы данных в базе. Понятие "добыча данных" не ново, хотя название стало популярным только в конце 90-х годов.
Какие методы решения или подходы используются при «добыче данных»? Фирма «KnowledgeSeeker» использует только одну технологию – дерево решений. Это структура в виде дерева, полученная из данных для того, чтобы представить наборы решений, приводящих к различным результатам. Когда создан новый набор решений в виде информации относительно частного покупателя, дерево решений предсказывает результат. Нейронные сети, область искусственного интеллекта включены в пакеты программ Marksman, Intelligent Miner и Darwin (последние два также используют дерево решений). Другие популярные технологии включают правила предположений, извлечение из правил «если, то», основанные на статистическом значении; сортировку записей, основанных на наиболее близких им в базе данных; генетические алгоритмы, т.е. методы оптимизации, основанные на концепциях генетической комбинации, мутации и естественного выбора.
Конечно, менеджеру более важно то, что может быть выполнено с «добычей данных», чем использованные в технологии решения. Ниже даны типичные приложения обработки данных. Для бизнеса любого вида эти приложения хороши, если смогут увеличить прибыль организации. Большинство этих приложений сосредоточивается на извлечении ценной информации для клиентов:
идентифицирует общие характеристики клиентов, которые покупают одинаковые изделия у вашей компании; предсказывает, какие клиенты, вероятно, могут оставить вашу компанию и уйти к конкуренту;
идентифицирует тех, чьи действия, скорее всего, будут мошенническими;
идентифицирует проспекты, которые должны быть включены в список рассылки для получения самой высокой эффективности;
показывает индивидуумов, обращающихся к Web site, как наиболее интересных для наблюдения;
предполагает, какие изделия или услуги обычно приобретаются вместе.
Искусственный интеллект (Artificial Intelligence). Идея искусственного интеллекта (AI), т. е. изучение того, как компьютеры могут «думать», имеет приблизительно 30-летний возраст, но только недавно появились достаточно мощные компьютеры, способные сделать коммерчески привлекательными AI-приложения. AI-исследования развились в пять отдельных, но связанных областей: естественные языки, робототехнику, системы ощущений (системы зрения и слуха), экспертные системы и нейронные сети.
Экспертные системы (Expert Systems). Как применяет логику эксперта компьютерная система? Чтобы спроектировать экспертную систему, специалист, называемый инженером знания (специально подготовленный системный аналитик), очень тесно работает с одним или большим количеством экспертов в изучаемой области. Инженеры знания пытаются максимально точно понять способ принятия решения экспертом. Если строится экспертная система для планирования оборудования, то инженер знания работает с опытными планировщиками оборудования, чтобы видеть, как они работают. Знание, полученное инженером знания, загружается в компьютерную систему в специализированном формате, в блоке, названном базой знаний. Эта база знаний содержит правила и заключения, которые используются в принятии решений, – параметры или факты, необходимые для принятия решения.
Другие главные компоненты экспертной системы – создатель заключения и интерфейс пользователя.
Создатель заключения – логический каркас, который автоматически проводит линию рассуждения и который обеспечен правилами заключения и параметрами, вовлеченными в решение. Таким образом, один и тот же создатель заключения может использоваться для многих различных экспертных систем с различной базой знаний.
Интерфейс пользователя – блок, используемый конечным пользователем, например неопытным планировщиком оборудования. Идеальный интерфейс –очень дружественный. Другие блоки включают подсистему объяснения, чтобы разъяснять доводы, согласно которым система движется в направлении решения; подсистему накопления знания, чтобы помочь инженеру знания в регистрации правил заключения и параметров в базе знаний; рабочую область, чтобы использовать компьютер, поскольку решение сделано.
Нейронные сети (Neural Networks). Нейронные сети устроены по аналогии с работой человеческой нервной системы, но фактически используют статистический анализ, чтобы распознать модели из большого количества информации посредством адаптивного изучения.
В то время как экспертные системы пробуют ввести опыт людей в компьютерную программу, нейронные сети пытаются создать значимые модели из большого количества данных. Нейронные сети могут распознавать модели, не ясные для пользователей, и адаптировать их при получении новой информации.
Ключевая характеристика нейронных сетей в том, что они обучаются. Программе нейронных сетей сначала дается набор данных, состоящих из многих переменных, связанных с большим количеством случаев, или исходов, в которых результаты известны. Программа анализирует данные и обрабатывает все корреляции, а затем выбирает набор переменных, которые строго соотнесены с известными частными результатами, как начальная модель. Эта начальная модель используется для предсказания результатов различных случаев, которые затем сравниваются с известными результатами. Базируясь на этом сравнении, программа изменяет модель, регулируя параметры переменных или даже заменяя их. Этот процесс программа нейронных сетей повторяет много раз, стремясь улучшить прогнозирующую способность при наладке модели. Когда в этом итерационном подходе дальнейшее усовершенствование исчерпывается, программа готова делать предсказания для будущих случаев.
Как только станет доступным новое большое количество случаев, данные о них также вводятся в нейронную сеть, и модель еще раз корректируется. Нейронная сеть обучается в основном относительно причинно-следственных моделей из этих дополнительных данных, и прогнозирующая способность улучшается.