О. И. Пащенко информационные технологии
 Скачать 1.78 Mb.
|
|
— система процедур пре- образования информации с целью ее формирования, организации, обработки, распространения и использования. Основу современ- ных ИТ составляют: — компьютерная обработка информации по заданным алго- ритмам; — хранение больших объемов информации на машинных но- сителях; — передача информации на любое расстояние в ограниченное время. Технологический процесс материального производства реали- зуют с помощью различных технических средств, к которым от- носятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п. По аналогии, в информационной технологии тоже должно быть нечто подобное. В роли технических средств производства информации будет выступать аппаратное, программное и мате- матическое обеспечение этого процесса. С их участием пер- вичная информация перерабатывается в информацию нового ка- чества. В числе этих средств выделим программные продукты и назовем их программным инструментарием. Инструментарий информационной технологии — совокуп- ность программных продуктов, использование которых позволяет достичь поставленной пользователем цели. К инструментарию можно отнести, например, все известные программные продукты общего назначения: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таб- лицы, системы управления базами данных, электронные запис- ные книжки, электронные календари. 14 Информационная технология тесно связана с информацион- ными системами, которые являются для нее основной средой. На первый взгляд может показаться, что приводимые в учебниках определения информационной технологии и системы очень по- хожи между собой. На самом деле это не так. Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, дей- ствий, этапов воздействия над данными разной степени сложно- сти, хранящимися в компьютерах. Основная цель информацион- ной технологии — в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию. Информационная система является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства связи и т.д. Основная цель информационной системы — организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой чело- веко-компьютерную систему обработки информации. Необходимо понимать, что освоение ИТ и ее дальнейшее ис- пользование должны сводиться к тому, что сначала необходимо овладеть набором элементарных операций, число которых огра- ничено. Из этого ограниченного числа элементарных операций в разных комбинациях составляется действие, а из действий, также в разных комбинациях, составляются более сложные операции, которые определяют тот или иной технологический этап. Сово- купность технологических этапов образует технологический про- цесс (технологию). 1.2. История развития информационных технологий. Существует несколько точек зрения на развитие информаци- онных технологий с использованием компьютеров, которые оп- ределяются различными классификациями. Общим для всех под- ходов является признание того, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной тех- нологии. Приведем некоторые из них. Классификационный признак — вид задач и процессов обра- ботки информации. 15 1-й этап (60—70-е гг.) — обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным на- правлением развития информационной технологии являлась ав- томатизация операционных рутинных действий человека. 2-й этап (с 80-х гг.) — создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач. Классификационный признак — проблемы, стоящие на пути информатизации общества. 1-й этап (до конца 60-х гг.) характеризуется проблемой обра- ботки больших объемов данных в условиях ограниченных воз- можностей аппаратных средств. 2-й этап (до конца 70-х гг.) связывается с распространением ЭВМ серии IBM/360. Проблема этого этапа — отставание про- граммного обеспечения от уровня развития аппаратных средств. 3-й этап (с начала 80-х гг.) — компьютер становится инстру- ментом непрофессионального пользователя, а информационные системы — средством поддержки принятия его решений. Про- блемы — максимальное удовлетворение потребностей пользова- теля и создание соответствующего интерфейса работы в компью- терной среде. 4-й этап (с начала 90-х гг.) — создание современной техноло- гии межорганизационных связей и информационных систем. Проблемы этого этапа весьма многочисленны. Наиболее сущест- венными из них являются: — выработка соглашений и установление стандартов, прото- колов для компьютерной связи; — организация доступа к стратегической информации; — организация защиты и безопасности информации. Классификационный признак — преимущество, которое при- носит компьютерная технология. 1-й этап (с начала 60-х гг.) характеризуется довольно эффек- тивной обработкой информации при выполнении рутинных опе- раций с ориентацией на централизованное коллективное исполь- зование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых ин- формационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средства- ми. Основной проблемой на этом этапе была психологическая — 16 плохое взаимодействие пользователей, для которых создавались информационные системы, и разработчиков из-за различия их взглядов и понимания решаемых проблем. Как следствие этой проблемы создавались системы, которые пользователи плохо воспринимали и, несмотря на их достаточно большие возможно- сти, не использовали в полной мере. 2-й этап (с середины 70-х гг.) связан с появлением персональ- ных компьютеров. Изменился подход к созданию информацион- ных систем — ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений. На этом этапе используется как централизованная обработка данных, ха- рактерная для первого этапа, так и децентрализованная, бази- рующаяся на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочем месте пользователя. 3-й этап (с начала 90-х гг.) основан на достижениях телеком- муникационной технологии распределенной обработки информа- ции. Классификационный признак — по применяемому инструмен- тарию. 1-й этап (до второй половины XIX в.) — «ручная» информа- ционная технология, инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш. Основная цель технологии — представление информации в нуж- ной форме. 2-й этап (с конца XIX в.) — «механическая» технология, инст- рументарий 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 (1940–60-е гг.) — «электрическая» технология, инст- рументарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствую- щее программное обеспечение, электрические пишущие машин- ки, ксероксы, портативные диктофоны. Изменяется цель техноло- гии. Акцент в информационной технологии начинает переме- щаться с формы представления информации на формирование ее содержания. 17 4-й этап (с начала 70-х гг.) — «электронная» технология, ос- новным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС), оснащен- ные широким спектром базовых и специализированных про- граммных комплексов. 5-й этап (с середины 80-х гг.) — «компьютерная» («новая») технология, основным инструментарием которой является персо- нальный компьютер с широким спектром стандартных про- граммных продуктов разного назначения. На этом этапе проис- ходит процесс персонализации АСУ, который проявляется в соз- дании систем поддержки принятия решений определенными спе- циалистами. 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. 1.3. Средства и виды информационных технологий. Средствами новых информационных технологий(СНИТ) (И.В.Роберт) называют программно-аппаратные средства и уст- ройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычис- лительной техники, а также современные средства и системы ин- формационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации. К средствам новых информационных технологий относятся: — персональные компьютеры (ПК), комплекты терминального оборудования для ПК всех классов, локальные вычислитель- ные сети, устройства ввода-вывода информации, средства манипулирования текстовой и графической информацией, средства архивного хранения больших объемов информации и другое периферийное оборудование современных ПК; — устройства для преобразования данных из графической или звуковой формы представления данных в цифровую и обратно; средства и устройства манипулирования аудиови- зуальной информацией (на базе технологии мультимедиа и систем «виртуальная реальность»); 18 — современные средства связи; — системы искусственного интеллекта; — программные комплексы (языки программирования, трансляторы, компиляторы, операционные системы, паке- ты прикладных программ и пр.), системы машинной гра- фики и др. Принято выделять следующие виды информационных техно- логий: информационная технология обработки данных, информа- ционная технология управления, автоматизация офиса, информа- ционная технология поддержки принятия решений, информаци- онная технология экспертных систем. Информационная технология обработки данных предназначе- на для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне операционной деятельности и персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых стан- дартных, постоянно повторяющихся операций управленческого труда. Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повысит производительность труда персонала, освободит его от рутинных операций, возможно, даже приведет к необходимости сокращения численности работников. Существует несколько особенностей, связанных с обработкой данных, отличающих данную технологию от всех прочих: — выполнение необходимых задач по обработке данных; — решение только хорошо структурированных задач, для ко- торых можно разработать алгоритм; — выполнение стандартных процедур обработки. Целью информационной технологии управления является удовлетворение информационных потребностей всех без исклю- чения сотрудников, имеющих дело с принятием решений. Она может быть полезна на любом уровне управления. Эта техноло- гия ориентирована на работу в среде информационной системы управления и используется при худшей структурированности решаемых задач, если их сравнивать с задачами, решаемыми с помощью информационной технологии обработки данных. С помощью этих технологий решаются следующие задачи обра- ботки данных: оценка планируемого состояния объекта управления; 19 оценка отклонений от планируемого состояния; выявление при- чин отклонений; анализ возможных решений и действий. Исторически автоматизация началась на производстве и затем распространилась на офис, имея вначале целью лишь автомати- зацию рутинной секретарской работы. По мере развития средств коммуникаций автоматизация офисных технологий заинтересо- вала специалистов и управленцев, которые увидели в ней воз- можность повысить производительность своего труда. Информационная технология автоматизированного офиса — организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютер- ных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией. Офисные автоматизированные технологии позволяют повы- сить производительность труда секретарей и офисных работни- ков, дают им возможность справляться с возрастающим объемом работы. В настоящее время известно несколько десятков программных продуктов для компьютеров и некомпьютерных технических средств, обеспечивающих технологию автоматизации офиса: тек- стовый процессор, табличный процессор, электронная почта, электронный календарь, аудиопочта, компьютерные и телекон- ференции, видеотекст, хранение изображений, а также специали- зированные программы управленческой деятельности (ведение документов, контроль за исполнением приказов и т.д.). Системы поддержки принятия решений и соответствующая им информационная технология появились усилиями в основном американских ученых в конце 70-х – начале 80-х гг. Этому спо- собствовали широкое распространение персональных компьюте- ров, стандартных пакетов прикладных программ, а также успехи в создании систем искусственного интеллекта. Главной особенностью информационной технологии под- держки принятия решенийявляется качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой технологии, проис- ходит в результате итерационного процесса, в котором участвуют: — система поддержки принятия решений в роли вычисли- тельного звена и объекта управления; 20 — человек как управляющее звено, задающее входные дан- ные и оценивающее полученный результат вычислений на ПК. В состав системы поддержки принятия решений входят три главных компонента: база данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из системы управления базой дан- ных, системы управления базой моделей и системы управления интерфейсом между пользователем и компьютером. Целью создания базы моделей является описание и оптимиза- ция некоего объекта или процесса. Использование моделей обес- печивает проведение анализа в системах поддержки принятия решений. Модели, базируясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия правильных решений. В системах поддержки принятия решения база моделей состо- ит из стратегических, тактических и оперативных моделей, а также математических моделей в виде совокупности модельных блоков, модулей и процедур, используемых как элементы для их построения. Совершенствование интерфейса системы поддержки принятия решений определяется успехами в развитии каждого из трех ука- занных компонентов. Интерфейс должен обладать следующими возможностями: — манипулировать различными формами диалога, изменяя их в процессе принятия решения по выбору пользователя; — передавать данные системе различными способами; — получать данные от различных устройств системы в раз- личном формате; — гибко поддерживать (оказывать помощь по запросу, под- сказывать) знания пользователя. Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем, осно- ванных на использовании искусственного интеллекта. Эксперт- ные системы дают возможность специалисту получать консуль- тации экспертов по любым проблемам, о которых этими систе- мами накоплены знания. 21 Под искусственным интеллектомобычно понимают способ- ности компьютерных систем к таким действиям, которые называ- лись бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Ча- ще всего здесь имеются в виду способности, связанные с челове- ческим мышлением. Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются ин- терфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль созда- ния системы. Пользователь может использовать четыре метода ввода ин- формации: меню, команды, естественный язык и собственный интерфейс. Технология экспертных систем предусматривает воз- можность получать в качестве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения. Сходство ИТ, используемых в экспертных системах и систе- мах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако имеются несколько существенных различия. Первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений отражает уровень ее понимания пользователем и его возможности получить и осмыслить реше- ние. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает поль- зователю принять решение, превосходящее его возможности. Второе отличие указанных технологий выражается в способ- ности экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются бо- лее важными для пользователя, чем само решение. Третье отличие связано с использованием нового компонента информационной технологии — знаний. За достаточно короткую историю информатики уже создано огромное количество различных информационных технологий, и с освоением многих из них, необходимых и полезных, совре- менный человек практически постоянно запаздывает в различных видах своей деятельности. 1.4. Информационные технологии обучения (ИТО). В научно-методической литературе, посвященной проблемам информатизации образования, часто встречаются такие синони- мические выражения как «новые информационные технологии в 22 обучении», «современные информационные технологии обуче- ния», «технологии компьютерного обучения», «компьютерные педагогические технологии», «ЭКССТО — электронно-комму- никативные системы, средства и технологии обучения» и др. Это свидетельствует о том, что терминология в этой области исследо- ваний и соответствующие ей понятия еще не устоялись. Внедрение в образование новых аппаратных, программных, коммуникационных средств постепенно привело к вытеснению термина «компьютерные технологии обучения» понятием «ин- формационные технологии обучения». Информационные технологии обучения (ИТО) — совокуп- ность методов и технических средств сбора, организации, хране- ния, обработки, передачи и представления информации, расши- ряющей знания людей и развивающей их возможности по управ- лению техническими и социальными процессами. Е.И.Машбиц и Н.Ф.Талызина рассматривают ИТО как некото- рую совокупность обучающих программ различных типов: от простейших программ, обеспечивающих контроль знаний, до обучающих систем, базирующихся на искусственном интеллекте. В.Ф.Шолохович предлагает определять ИТО с точки зрения ее содержания как отрасль дидактики, занимающуюся изучением планомерно и сознательно организованного процесса обучения и усвоения знаний, в котором находят применение средства ин- форматизации образования. Содержательный анализ приведенных определений показыва- ет, что в настоящее время существует два явно выраженных под- хода к определению ИТО. В первом из них предлагается рассматривать ИТО как дидак- тический процесс, организованный с использованием совокупно- сти внедряемых в системы обучения принципиально новых средств и методов обработки данных (методов обучения), пред- ставляющих целенаправленное создание, передачу, хранение и отображение информационных продуктов (данных, знаний, идей) с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями познавательной деятельностями обучаемых. Во втором случае речь идет о создании определенной технической среды обучения, в которой ключевое место занимают используемые информаци- онные технологии. 23 Таким образом, в первом случае речь идет об информацион- ных технологиях обучения (как процессе обучения), а во втором случае – о применении информационных технологий в обучении (как использование информационных средств в обучении). ИТО следует понимать как приложение ИТ для создания но- вых возможностей передачи и восприятия знаний, оценки качест- ва обучения и всестороннего развития личности. Говорить же о новой информационной технологии обучения можно только в том случае, если: — она удовлетворяет основным принципам педагогической технологии (предварительное проектирование, воспроиз- водимость, целеобразование, целостность); — она решает задачи, которые ранее в дидактике не были теоретически или практически решены; — средством подготовки и передачи информации обучаемо- му выступает компьютерная и информационная техника. |