Лекции по дисциплине ИТ_2020. Лекции по дисциплине "Информационные технологии" Лекция Понятие информационной технологии
 Скачать 1.13 Mb.
|
|
Самое широкое применение технология мультимедиа получила в сфере образования. Созданы видеоэнциклопедии по многим школьным предметам, музеям, городам, маршрутам путешествий. Их число продолжает расти. Созданы игровые ситуационные тренажеры, что сокращает время обучения. Тем самым игровой процесс сливается с обучением, в результате мы имеем Театр обучения, а обучаемый реализует творческое самовыражение. Идет создание базы знаний, в которой сконструированы "живые" миры. Посредством сети ЭВМ эти базы доступны любому члену человеческого общества. Термин "виртуальная реальность" был введен в 1989 г. Для обозначения искусственного трехмерного мира - киберпространства, создаваемого мультимедийными технологиями и воспринимаемое человеком посредством специальных устройств: шлемов, очков, перчаток и т.д. Киберпространство отличается от обычных компьютерных анимаций более точным 45 воспроизведением деталей и работает в режиме реального времени. Человек видит не изображение на плоском экране дисплея, но воспринимает объект объемно, точно также, как в реальном мире, так как, помимо зрения, задействованы и другие чувства человека. Он может "войти" в комнату, "переставить" мебель, "выполнить" своими руками медицинскую операцию и т.д. Поэтому виртуальная реальность открывает небывалые перспективы в производстве, маркетинге, медицине, образовании и других сферах деятельности, науки, искусства. Создается диалоговое кино, где потребитель может управлять ходом зрелища с клавиатуры дисплея посредством реплик, если к компьютеру подключена плата распознавания речи. Видеоигры дают инструмент манипулирования общественным сознанием: негативом здесь является культ насилия. Технология мультимедиа создает предпосылки для развития "домашней индустрии", что приводит к сокращению производственных площадей, увеличивает производительность труда. Особенные перспективы открывает Multimedia для дистанционного обучения. Многие вузы в настоящее время занимаются разработками мультимедийных технологий (МТУ, МГУЭСИ, МЭИ, Ярославский ГУ и др.). Представляет интерес опыт Московского государственного университета экономики, статистики и информатики, где в начале 1994 г. создан центр дистанционного обучения, деятельность которого основана на опыте ведущих учебных заведений Англии, Германии, Голландии, Швеции. Здесь же разрабатывается ряд мультимедийных продуктов. Как говорится в программистском фольклоре, "сегодня программируется все, кроме вкуса и обоняния". К авторским инструментам относятся QuickTime для Apple, Authorware Professional фирмы MacroMedia, Delphi фирмы Borland и др. 7 .3. Новый класс интеллектуальных технологий На базе мультимедиа и гипертекста растет класс интеллектуальных технологий. К ним можно отнести информационное моделирование, которое позволяет моделировать эксперименты в тех условиях, которые невозможно воспроизвести в натуральном эксперименте из-за опасности, сложности оборудования, дороговизны. Информационное моделирование, основанное на базе технологий искусственного интеллекта, позволяет решать научные и управленческие задачи с неполной информацией, с нечеткими исходными данными. Для подсказки решений разрабатываются методы когнитивной графики, представляющие собой приемы и методы образного представления условий решаемой задачи. Методы информационного моделирования глобальных процессов обеспечивают прогноз многих природных, экологических катастроф, техногенных аварий, нахождение решений в социальной и политической сферах с повышенной напряженностью. На базе новейших информационных технологий разработаны структурные аналитические технологии (CAT), ориентированные на углубленную обработку неструктурируемой информации. Они реализуют уникальную возможность человека интерпретировать содержание текстовой информации и устанавливать связи между фрагментами текста. CAT реализованы на базе гипертекстовой технологии, лингвистических процессоров и семантических сетей. Лингвистический процессор - пакет прикладных программ, предназначенный для перевода текстов на естественном языке в машинное представление и обратно. Семантические сети дают способ представления знаний в виде помеченного ориентированного графа, в котором вершины соответствуют понятиям, объектам, действиям, ситуациям или сложным отношениям, а дуги – свойствам или элементарным отношениям. Структурные аналитические технологии предназначены для использования в информационно- аналитических службах предприятий, отраслей, государственного управления, СМИ и т.д. CAT разработаны ГТНЦ «Гинтех» (Москва) и предназначены для решения разнообразных задач аналитического характера на основе структуризации предварительно отобранной текстовой информации. Являются авторскими инструментами создания аналитических докладов, заметок и т.д. 7 .4. Информационные хранилища Использование баз данных на предприятии не дает желаемого результата от автоматизации деятельности предприятия. Причина проста: реализованные функции значительно отличаются от функций ведения бизнеса, так как данные, собранные в базах, не адекватны информации,которая 46 нужна лицам, принимающим решения. Решением данной проблемы стала реализация технологии информационных хранилищ. Информационное хранилище (data warehouse) – это автоматизированная система, которая собирает данные из существующих баз и внешних источников, формирует, хранит и эксплуатирует информацию как единую. Оно обеспечивает инструментарий для преобразования больших объемов детализированных данных в форму, которая удобна для стратегического планирования и реорганизации бизнеса и необходима специалисту, ответственному за принятие решений. При этом происходит "слияние" из разных источников различных сведений в требуемую предметно- ориентированную форму с использованием различных методов анализа. Особенность новой технологии в том, что она предлагает среду накопления данных, которая не только надежна, но по сравнению с распределенными СУБД оптимальна, с точки зрения доступа к данным и манипулирования ими. Для данных информационного хранилища характерны: предметная ориентация; данные организованы в соответствии со способом их применения; интегрированность; данные согласуются с определенной системой наименований, хотя могут принадлежать различным источникам и их формы представления могут не совпадать; упорядоченность во времени; данные согласуются во времени для использования в сравнениях, трендах и прогнозах; неизменяемость и целостность; данные не обновляются и не изменяются, а только перезагружаются и считываются, поддерживая концепцию "одного правдивого источника". Использование метабазы для описания и управления данными, операции суммирования для уменьшения объема данных увеличивают скорость доступа к данным, позволяя руководителю быстро получить обзор ситуации или в деталях рассмотреть нужный предмет. При этом обеспечивается секретность данных, предназначенных различным уровням руководителей. Метабаза содержит метаданные, которые описывают, как устроены данные, частоту изменения, откуда приходят существенные части данных (разрешаются ссылки на распределенные базы данных на разных платформах), как они могут быть использованы, кто может пользоваться данными. Управленческому персоналу метабаза предлагает предметно-ориентированный подход, показывая, какая информация имеется в наличии, как она получена, как может быть использована. Приложениям метабаза обеспечивает интеллектуальный выбор требуемой им информации. В информационных хранилищах используются статистические технологии, генерирующие "информацию об информации"; процедуры суммирования; методы обработки электронных документов, аудио-, видеоинформации, графов и географических карт. Для уменьшения размера информационного хранилища до минимума при сохранении максимального количества информации применяются эффективные методы сжатия данных. Для преобразования данных из хранилища в предметно-ориентированную форму требуются языки запросов нового поколения. Язык SQL не обеспечивает выборку требуемых данных из хранилища. Руководителям предприятия данные доступны посредством SQL-запросов, инструментов создания интерактивных отчетов на экране, более развитых систем поддержки принятия решений, многомерного просмотра данных посредством гипертекстовой технологии. Для хранения данных обычно используются выделенные серверы, или кластеры серверов (группа накопителей, видеоустройств с общим контроллером). В последнее время появилось много оптических устройств хранения данных с высокой емкостью. Среди них можно выделить CD-RОМ (оптические диски только для чтения), WORM (диски с однократной записью), МО (магнитооптические диски стираемые и перезаписываемые), оптические библиотеки (позволяют вручную менять диски в дисководах), библиотеки – автоматы (смена дисков производится автоматически, так называемая технология Jukebox). Для доступа и размещения данных на таких устройствах разработано много файловых систем. Из них можно выделить Hierarchical Storage Management (HSM), реализующую функции иерархического хранилища и миграции данных (Data Migration). HSM-система создает как бы "продолжение" дискового пространства файлового сервера, доступного приложениям. При конфигурации HSM указывается, какая часть пространства сервера отводится для обмена с библиотеками. Как только это пространство становится занятым и требуется подкачка данных, из библиотеки реализуется миграция данных. Наименее используемые файлы 47 переносятся в библиотеку - автомат, а из последней перекачиваются на сервер требуемые файлы. Если приложение потребует обращения к "унесенному" файлу, HSM попросит приложение подождать, пока не вернет файл на сервер. Все перемещения выполняются автоматически и приложения не подозревают о наличии вторичных устройств хранения. Для доступа к серверам и их взаимосвязи требуются технологии, удовлетворяющие следующим условиям: малая задержка. Хранилища данных порождают два типа трафика. Первый содержит запросы пользователя, второй - ответы. Для формирования ответа требуется время. Но так как число пользователей велико, время ответа становится неопределенным. Для обычных данных такая задержка не существенна, а для мультимедийных, -.существенна; высокая пропускная способность. Так как данные могут находиться в разных базах, требуется синхронизация при формировании ответа, тем более, что рассмотренные базы могут находиться на значительных расстояниях друг от друга. Поэтому для обеспечения сбалансированной нагрузки требуется скорость передачи не менее 100 Мбит/с; надежность. При работе с кластерами серверов интенсивный обмен данными требует, чтобы вероятность потери пакета была очень мала; возможность работы на больших расстояниях. Если серверы кластера удалены друг от друга, то требуется технология, обеспечивающая передачу со скоростью 100 Мбит/с на расстояние не менее 1 км. Всем этим требованиям удовлетворяет ATM-технология, хотя распространены и по многим показателям дают хорошие результаты технологии Fast Ethernet, Fibre Channel и др. Примером информационного хранилища может служить Oracle VLM, разработанная фирмами Oracle и Digital. Платформой является Digital Unix для 64-разрядной архитектуры Digital AXP, преодолевшей на аппаратном уровне четырехгигабайтовый барьер адресного пространства оперативной памяти. Платформы Digital AlphaServer 8200 и AlphaServer 8400 уже сейчас позволяют адресоваться к оперативной памяти емкостью 14 Гбайт, и планируется расширить эту границу за 50 Гбайт. Вторая базовая операционная система фирмы Digital Open - VMS 7.0. В информационном хранилище Oracle VLM увеличился o6ъем кэш-памяти (быстродействующей памяти) для обмена с сервером базы данных, что сократило время обращения к диску с миллисекунд до микросекунд. Например, "маленькая" база данных объемом 5 Гбайт целиком загружается в кэш- память. Поскольку кэш-память базы данных является частью системной области памяти SGA, Oracle VLM фактически снимает ограничения на ее размер и оперирует с "большой системной областью памяти LSGA". Увеличился максимальный размер обрабатываемого блока базы данных до 32 Кбайт. Обычно он равнялся 2 Кбайтам, а максимальный – 8 Кбайтам. Обрабатываемый блок базы данных содержит управляющую часть (заголовок) и собственно данные. Если данные (графика, аудио-, видеоданные, изображения) не помещаются в блок целиком, строится цепочка блоков. Использование информационных хранилищ дает существенный выигрыш по производительности в системах принятия решений, в системах обработки большого числа транзакций с большим объемом обновления данных. Технологию VLM можно рассматривать как альтернативу использованию SMP (мультипроцессорных систем), получая выигрыш в производительности. Корпорация Red Brick Systems (Лос-Гатос, штат Калифорния) выпустила Red Brick Warehouse 5.0 - информационное хранилище, имеющее средства оперативной аналитической обработки информации, поддержки принятия решений и многомерных баз данных. Поддерживается обработка SQL-запросов. Кроме того, разработано специальное расширение языка SQL, получившее название RISQL, ориентированное на организацию анализа деловой информации. Обеспечен графический интерфейс для работы с приложениями Windows NT. Посредством программного компонента Data Mine Builder, разработанного в компании Data Mine (Редвуд-Сити, штат Калифорния), обеспечиваются поиск закономерностей, выявление тенденций и взаимозависимостей, а также другие аналитические операции на очень крупных массивах данных для множества одновременно работающих пользователей. 48 Лекция 8. Авторские и интегрированные информационные технологии. Продолжение 8.1 . Система электронного документооборота Трудно представить область человеческой деятельности, которая не связана с созданием и обращением бумажных документов. Поиск нужного письма, копирование деловых документов, их сохранность, обеспечение коллективной работы с бумажными и электронными документами приводят часто к прямым финансовым потерям. Растет поток бумажных документов, они порождают электронные документы (например, сканированные), что приводит к большим расходам, нередко к их потере. Так, по данным компании Delphi 15 % всех бумажных документов безвозвратно теряются, и рабочие группы тратят до 30 % своего времени в попытках найти их. Эти потери только в США близки к триллиону долларов в год. Поэтому понятно желание бизнесменов избавиться от бумажных документов и перейти к электронным. По оценкам Norton Nolan Institute при использовании электронного документооборота рост производительности сотрудника увеличивается на 25-50 %, сокращается время обработки одного документа более чем на 75 % и уменьшаются расходы на оплату площади для хранения документов на 80 %. Внедрение системы электронного документооборота избавляет пользователя от переживаний, связанных с потерей документов, предохраняет от случайного стирания электронной копии, обеспечивает быстрый поиск требуемого документа, документирует процесс создания и редактирования документов, что позволяет обрабатывать их в гораздо больших количествах, принимать решения на основе более полной подборки материалов и в значительно меньшие сроки. Возросшая оперативность в принятии и исполнении решений и повышение достоверности обрабатываемой информации влекут за собой повышение конкурентоспособности фирмы. Переход к электронным документам радикально повышает производительность труда информационных работников. А использование их вкупе с сетевыми технологиями позволяет одновременно многим пользователям из рабочей группы применять эти документы, что при бумажной технологии проблематично и дорого (копирование, сохранение и т.п.). Это же позволяет сотрудникам, взаимодействующим внутри подразделений предприятия, избежать дублирования функций и задач, что существенно снижает затраты. Снижаются затраты на канцелярские принадлежности, расходные материалы, покупку копировальной техники. Сокращаются площади под архивы и затраты на их содержание, восстановление архива в случае его порчи. Важным фактором внедрения электронного документооборота является сохранность конфиденциальности документов, доступ к которым конкурентов и других заинтересованных лиц может привести к более или менее крупным финансовым потерям, вплоть до полного банкротства. Сохранность хранимой на электронных носителях информации легче обеспечить вследствие малого физического объема неразвитости систем защиты. Полностью этот процесс не автоматизирован, т.к. для создания индустрии автоматизации делопроизводства необходимо: знать и уметь передавать другим методологию ведения делопроизводства; разработать комплексную технологию автоматизации делопроизводства, оформленную в виде законченных программных продуктов; выделить программные продукты и услуги, обеспечивающие домашних пользователей, малые офисы (1-25 ПК) и корпоративных пользователей(25 и более ПК). Рассмотрим некоторые аспекты создания системы электронного документооборота (СЭД). Любой электронный документ должен быть создан посредством или приложения (имеется в виду текстовый редактор, системы создания и редактирования электронных таблиц, чертежей, баз данных и т.п.), или специальным инструментом, входящим в СЭД, для приведения документа, находящегося в неприемлемом для системы виде, в стандартизированный вид. Отсюда вырисовываются две основные задачи при организации работы с документами: 49 обеспечение взаимодействия средств создания электронных документов и средств администрирования документов; обеспечение перевода внешних документов в стандарт системы. Первая задача означает, что какими бы приложениями ни создавался документ, в СЭД должны быть средства вовлечения его в электронный документооборот. Тем самым должна быть исключена возможность как создания и хранения документов в обход системы, так и доступа к нему иными средствами, кроме тех, которые предоставляются и контролируются СЭД. Под понятием внешних документов подразумеваются бумажные и электронные документы, созданные вне рамок СЭД. В случае бумажных документов, а также фото-, звуковых и прочих "аналоговых" документов необходима их оцифровка, т. е. перевод в адекватную электронную форму. Для печатных документов это будет сканирование и распознавание текста, для чертежей – сканирование и трассировка, для аудио- видеоматериалов - перевод в один из компьютерных форматов. Следовательно, требуется широкий спектр перекодировщиков, способных распознать более или менее распространенный формат документа и осуществить его однозначный перенос в стандарт системы электронного документооборота. На сегодняшний день получили широкое распространение системы компьютерного бухучета, финансовой деятельности и др. Но подобного рода системы не обеспечивают доступа и возможности работы с прочими офисными документами. Разумеется, было бы нелепо создавать на предприятии две системы документооборота - одну для финансовых документов, другую для всех остальных. Поэтому система электронного документооборота должна поддерживать все типы документов, обращающихся на предприятии, при этом обеспечить безболезненный переход с имеющихся систем, решающих локальные задачи, на единую систему электронного документооборота предприятия. При выборе системы нужно придерживаться принципа поддержки максимально возможного количества платформ (операционных систем). Таким требованиям отвечает, например Windows NT, так как она является многоплатформенной и уже сейчас поддерживает многопроцессорную архитектуру и процессоры Intel, MIPS, ALPHA, Power PC. Необходима поддержка многоплатформенных серверов баз данных, таких как Sybase, Oracle, Informix. Выбираемая система должна быть открыта для эксплуатируемых и новых приложений. Для этого ей необходимо удовлетворять ряду стандартов, таких как Shamrock, ODMA (Open Document Management API), Workflow Coalition APL, и обеспечивать включение приложений средствами OLE и API. Обычно внедрение новых систем выполняется поэтапно. Поэтому выбираемая система должна быть модульной. Каждый из модулей обеспечивает решение определенных задач. При этом не должно составлять труда их включение в работающую систему. Модули по возможности должны быть независимы друг от друга. Например, сначала внедряется система автоматизации исполнения приказов, а можно начать с электронного архива, но в результате должна быть получена полноценная система. |