Информационные технологии. Лек 1-2. Технология это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных
 Скачать 0.74 Mb.
|
|
1 Понятие информационной технологии 1. Что такое информационная технология. 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. Поэтому технология неразрывно связана с машинизацией производственного или непроизводственного, прежде всего управленческого процесса. Управленческие технологии основываются на применении компьютеров и телекоммуникационной техники. Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология — 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. 2. Этапы развития ИТ. 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 персональ- ного компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека, как для профессиональной сферы, так и для бытовой. 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. 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 IВМ/360. Проблема этого этапа - отставание программного обеспечения от уровня развития аппа- ратных средств. 3-й этап (с начала 80-х гг.) - компьютер становится инструментом непрофессио- нального пользователя, а информационные системы - средством поддержки принятия его 2 решений. Проблемы - максимальное удовлетворение потребностей пользователя и созда- ние 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. Признак деления — преимущество, которое приносит компьютерная технология 1 - й этап (с начала 60-х г.г.) характеризуется довольно эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами. Основной проблемой на этом этапе была психологическая - 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 возможности, не использовали в полной мере. 2-й этап (с середины 70-х гг.) связан с появлением персональных компьютеров. Изменился подход к созданию информационных систем, ориентация смещается в сторо- ну индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений. Пользователь заинтересован в проводимой разработке, налаживается контакт с разработчиком, возникает взаимопонимание обеих групп специалистов. На этом этапе используется как централизованная обработка данных, характерная для первого этапа, так и децентрализованная, базирующаяся на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочем месте пользователя. 3-й этап (с начала 90-х гг.) связан с понятием анализа стратегических преимуществ в бизнесе и основан на достижениях телекоммуникационной технологии распределенной обработки информации. Информационные системы имеют своей целью не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь управленцу. Соответствующие информационные технологии должны помочь организации выстоять в конкурентной борьбе и получить преимущество. 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 переправки 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 3 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 ко- торой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электри- ческие пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны. Изменяется цель технологии. Акцент в информационной технологии начинает переме- щаться с формы представления информации на формирование ее содержания. 4-й этап (с начала 70-х гг.) — "электронная" технология, основным инструмента- рием 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 поставленные задачи, Однако был приобретен опыт формирования содержательной стороны управленческой информации и подготовлена профессиональная, психологическая и социальная база для перехода на новый этап развитии технологии, 5-й этап (с середины 80-х гг.) — "компьютерная" ("новая") технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стан- дартных 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. 3. Составляющие информационной технологии Используемые в производственной сфере такие технологические понятия, как норма, норматив, технологический процесс, технологическая операция и т.п., могут применяться и в информационной технологии. Прежде чем разрабатывать эти понятия в любой технологии, в том числе и в информационной, всегда следует начинать с определения цели. Затем следует попытаться провести структурирование всех предполагаемых действий, приводящих к намеченной цели, и выбрать необходимый программный инструментарий. Необходимо понимать, что освоение информационной технологии и дальнейшее её использование должны свестись к тому, что нужно сначала хорошо овладеть набором элементарных операций, число которых ограничено. Из этого ограниченного числа элементарных операций в разных комбинациях составляется действие, а из действий, также в разных комбинациях, составляются операции, которые определяют тот или иной технологический этап. Совокупность технологических этапов образует технологический 4 процесс (технологию). Он может начинаться с любого уровня и не включать, например, этапы или операции, а состоять только из действий. Для реализации этапов технологического процесса могут использоваться разные программные среды. Информационная технология, как и любая другая, должна отвечать следующим требованиям: − обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы (фазы), операции, действия; − включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели; иметь регулярный характер. Этапы, действия, операции технологического процесса могут быть стандартизированы и унифицированы, что позволит более эффективно осуществлять целенаправленное управление информационными процессами. Процессы информационной системы. Процесс, обеспечивающий работу информационной системы любого назначения условно можно представить в виде схемы: ввод информации из внешних или внутренних источников, обработка входной информации и представление ее в удобном виде, вывод информации для представления потребителям или для передачи в другую систему, обратная связь – это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации. Информационные системы определяются следующими свойствами: любая информационная система может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения систем. Информационная система является динамической и развивающийся, при построении информационной системы необходимо использовать системный подход. Входной продукцией информационной системы является информация на основе которой принимается решение. Информационные системы следует воспринимать, как человеко - компьютерную обработку информации. Чтобы разобраться в работе информационной системы необходимо понять суть проблем, которые она решает. Так же организационные процессы в которые она включена. Так, например, при определении возможности компьютерной информационной системы для поддержки принятия решения следует учитывать структурированность решаемых Ввод информации Обработка информации Вывод информац ии Обратная связь Персонал, организация или другая информационная система 5 Инструментарий информационной технологии — один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем цель. управленческих задач. Уровень иерархии управления фирмой на котором решение должно быть принято. Принадлежность решаемой задачи к той или иной функциональной сфере. Вид используемой информационной технологии. 4. Инструментарий информационной технологии Реализация технологического процесса материального производства осуществляется с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п. По аналогии и для информационной технологии должно быть нечто подобное. Такими техническими средствами производства информации будет являться аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их помощью производится переработка первичной информации в информацию нового качества. Выделим отдельно из этих средств программные продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной технологии. Определим это понятие: В качестве инструментария можно использовать следующие распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари, информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.), экспертные системы и т.д. Основные принципы, методы и свойства, информационных коммуникационных технологий Современные информационные системы (ИС) предназначены для повышения эффективности управления бизнес - систем с помощью информационных технологий подготовки и принятия управленческих решений. 1. Структура информационной системы Можно выделить базовые компоненты компьютерной информационной системы (ИС) (рис. 1. 1): − информация; − информационные технологии; 6 − организационные единицы управления; − функциональные компоненты. Каждый базовый компонент ИС является самостоятельной системой, имеет определенную структуру построения и цели функционирования. Рис. 1.1. Структура ИС предприятия 2. Информационные технологии Информационные технологии определяют способы, методы и средства сбора, регистрации, передачи, хранения, обработки и выдачи (распространения или публикации) информации в ИС. Информационные технологии отвечают на вопрос "как, при помощи чего?". Технологический процесс обработки информации ИС состоит из отдельных операций, реализуемых с использованием комплекса технических и программных средств. Комплекс технических и программных средств постоянно расширяется, что обусловлено развитием ИС в сторону применения различных информационных сред, включая мультимедиа. Программное обеспечение информационных технологий неоднородно, часть программных средств относится к базовому программному обеспечению, без которого невозможна работа технических средств, другая часть к прикладному программному обеспечению. На рис. 1.2 приведена классификация программных средств ИС. 7 Рис. 1.2. Классификация программных средств ИС К базовому программному обеспечению, первую очередь, относятся операционные системы для локальных компьютеров, сетевые операционные системы, управляющие работой серверов и сетью. Тип операционной системы учитывает процессор компьютера, масштабы компьютерных сетей. К наиболее популярным операционным системам в мире относятся: операционная система Windows (95/98/NT/2000), Unix, Solaris, OS/2, Linux и др. Другая часть базового программного обеспечения относится к сервисным средствам, используемым для расширения функций операционной системы, обеспечения надежной работы технических средств и выполнения процедур обслуживания информационной системы и ее компонентов: − антивирусные программы; − архиваторы файлов; − утилиты для тестирования компьютерных сетей, операционных систем, обслуживания файлов, дисков и т.п. К числу наиболее популярных в настоящее время антивирусных программ относятся: DrWeb, AVP (антивирус Касперского), Norton Antivirus и другие. Архиваторы обеспечивают компактное представление файлов и дисков для целей передачи данных на другие компьютеры, создания страховых копий. Наиболее популярны архиваторы: WinZip, WinRAR, WinARJ. Утилиты делятся по объектам: тестирование функциональных блоков компьютера, обслуживание машинных носителей, обслуживание файловой системы, администрирование компьютерных сетей. К числу наиболее популярных утилит относятся: SiSoft Sandra for Windows, Norton Utilities,Quarterdeck WinProbe/Manifest и другие. Информационные технологии используют программное обеспечение общего назначения, не зависящее от типа ИС и содержания обрабатываемой информации. В первую очередь, это офисные программы, включающие: − СУБД для организации и управления БД; − текстовый процессор для работы с текстовыми документами; − процессор электронных таблиц для выполнения расчетов; − пакет презентационной графики; − Интернет - обозреватель для работы с информационными ресурсами глобальной сети и другие. 8 Технические средства для информационных технологий ИС делятся на классы: 1. Средства сбора и регистрации информации − персональные компьютеры для ввода информации документов и запись на машинный носитель. При вводе информации применяются аппаратные и программные методы контроля достоверности, в том числе контроль на диапазон значений, контроль формата значений и другие; − сканеры для автоматического считывания информации документов в виде графических символов, распознавания графических образов и преобразования в текст; − автоматические датчики информации для формирования сигналов наступления контролируемых событий и их преобразование в цифровое представление. 2. Комплекс средств передачи информации (технические и программные средства компьютерных сетей) − локальные вычислительные сети (ЛВС) ограниченного масштаба, с большими скоростями передачи данных, ограничением количества и местоположения пользователей; − региональные вычислительные сети (РВС) расширенного масштаба, специализированного назначения, с относительно высокими скоростями передачи данных, расширением количества пользователей сети; − глобальные вычислительные сети (ГВС), в том числе сеть Интернет, для всемирных коммуникаций и создания информационных сообществ с неограниченным кругом пользователей; − Intranet (интранет) сети корпораций, предназначенные для использования в масштабе предприятий эффективных информационных технологий Интернета. 3. Средства хранения данных Базы данных ИС хранятся на серверах БД, файловых серверах, локальных компьютерах. В качестве носителей информации используются: магнитные диски, оптические диски, магнитооптические диски, диски DVD. 4. Средства обработки данных Обработка информации в ИС выполняется с помощью компьютеров, которые делятся на классы по следующим признакам: 1. Классификация ПК по назначению; 2. Классификация ПК по уровню специализации; 3. Классификация ПК по размерам; 4. Классификация ПК по совместимости. 9 4.1. Классификация ПК по назначению − большие и сверхбольшие компьютеры – машины специального применения в крупномасштабных ИС; − микрокомпьютеры - используются автономно в виде персональных компьютеров либо в сети в качестве рабочих станций, оснащены современными микропроцессорами, имеют различную архитектуру. В эту же группу входят портативные компьютеры, которые приближаются по своим техническим характеристикам к настольным персональным компьютерам; − мини – компьютеры - машины среднего уровня по производительности и серверным возможностям. ПК предназначен для обслуживания одного рабочего места: ✓ деловые ПК, для которых минимизированы требования к средствам воспроизведения графики и звука; ✓ портативные ПК, для которых обязательно наличие средств компьютерной связи и небольшие размеры; ✓ рабочие станции, для которых предъявляются повышенные требования к устройствам хранения данных; ✓ развлекательные ПК, которых предъявляются повышенные требования к средствам воспроизведения графики и звука; ✓ массовые ПК, удовлетворяющие всем перечисленным требованиям в достаточной мере. 4 .2. Классификация ПК по уровню специализации По уровню специализации ПК делятся на: ─ универсальные , на базе которых можно собирать вычислительные системы произвольного состава; ─ специализированные , которые предназначены для решения конкретного круга задач. 4.3. Классификация ПК по размерам По размерам среди ПК можно выделить: ─ настольные модели (desktop), которые просты в изменениях конфигурации за счет подключения дополнительных внешних приборов или установки дополнительных внутренних компонентов; ─ портативные модели (notebook), которые удобны при транспортировке; ─ карманные модели (palmtop), которые выполняют функции «интеллектуальных» записных книжек; ─ мобильные вычислительные устройства (PDA – Personal Digital Assistant), сочетающие в себе функции карманных моделей ПК и телефонов. 4.4. Классификация ПК по совместимости 10 По аппаратной совместимости выделяют 2 наиболее широко распространенные платформы: IBM PC и Apple Macintosh. Принадлежность ПК к одной аппаратной платформе повышает совместимость между ними, а принадлежность к разным платформам понижает ее. 5. Средства вывода информации Для отображения и вывода информации используются видеомониторы, принтеры, графопостроители. 5. Автоматизированное рабочее место (АРМ) Пользователь может использовать как отдельные информационные технологии, так и их совокупность, объединенную в некоторый комплекс. Комплекс, обеспечивающих и функциональных информационных технологий, поддерживающих выполнение целей управленческого работника – лица, принимающего решение (ЛРП), реализуется на основе автоматизированных рабочих мест (АРМ). Под АРМ специалиста следует понимать его рабочее место, оснащенное персональным компьютером и представляющее собой самостоятельный программно- технический комплекс индивидуального или коллективного пользователя, который позволяет в диалоге или пакетном режиме вести обработку информации и получать все необходимые выходные данные в виде экранных или печатных форм. АРМ включает три основных компонента: обучающую систему, комплекс программных продуктов по обработке информации и сервисные средства. 5. Классификация и виды ИС Классификация ИС способствует выявлению наиболее характерных черт, присущих ИС, обеспечивает лучшее понимание предмета изучения. Существуют различные классификации, преследующие определенные цели. В соответствии с классификацией, выполненной компанией Deloitte & Touché, ИС могут быть разделены на четыре группы: − локальные; − малые интегрированные; − средние интегрированные; − крупные интегрированные. Важнейшим классификационным признаком ИС является ее масштаб и интеграция компонентов. Различают ИС следующих видов: − локальный АРМ (автоматизированное рабочее место) – программно- технический комплекс, предназначен для реализации управленческих функций на отдельном рабочем месте, информационно и функционально не связан с другими ИС (АРМ); − комплекс информационно и функционально связанных АРМ, реализующих в полном объеме функции управления; 11 − компьютерная сеть АРМ на единой информационной базе, обеспечивающая интеграцию функций управления в масштабе предприятия или группы бизнес единиц; − корпоративная ИС (КИС), обеспечивающая полнофункциональное распределенное управление крупномасштабным предприятием. Другой классификационный признак для ИС – степень формализации и сложности алгоритмов обработки информации функциональных компонентов и соответствующих информационных технологий: − системы оперативной обработки данных – OLTP (On-Line Trasaction Processing) системы; − системы поддержки и принятия решений – DSS (Decision Support Systems). К системам оперативной обработки данных относятся традиционные ИС учета и регистрации первичной информации. В этих ИС выполняется сбор и регистрация больших объемов первичной информации, используются достаточно простые алгоритмы расчетов и запросов к БД, структура которой стабильна в течение длительного времени. В OLTP - системах большое значение имеет защита БД от несанкционированного доступа, аппаратных и программных сбоев в работе ИС. Формы входных и выходных документов, схемы документооборота жестко регламентированы. Для повышения эффективности функционирования ИС используются компьютерные сети с архитектурой "клиент – сервер" Системы поддержки и принятия решений ориентированы на реализацию сложных бизнес – процессов, требующих аналитической обработки информации, формирование новых знаний. Анализ информации имеет определенную целевую ориентацию, например финансовый анализ предприятия, аудит бухгалтерского учета. 6. Информационно - технологическая архитектура ИС ИС имеет различную информационно-технологическую архитектуру, зависящую. От используемых программных и технических средств, типа сетей и организации БД. Архитектура ИС, в свою очередь, влияет на параметры ИС: − время выполнения одиночного запроса; − производительность ИС; − стоимость создания, эксплуатации и развития ИС. Виды архитектур ИС: − централизованная обработка данных; − архитектура "файл- сервер"; − двухуровневый "клиент - сервер"; − многоуровневый "клиент- сервер". 12 6.1. Централизованная обработка данных Централизованная обработка данных на локальном компьютере (рис. 1.3) имеет следующие особенности: на одном компьютере функционируют: − программные средства пользовательского интерфейса, обеспечивающие интерактивный режим работы пользователя; − программные средства приложений, выполняющие содержательную обработку данных; − Базы данных. Развитие ИС ограничено: − техническими параметрами центрального компьютера: объем оперативной памяти, объем дисковой памяти для БД, надежность работы компьютера и программного обеспечения; − производительностью центрального компьютера, влияющей на своевременность обработки всех приложений. Рис. 1.3. ИС с архитектурой централизованной обработки данных 6.2. Архитектура «файл- сервер» ИС с распределенной обработкой данных типа «файл – сервер» (рис. 1.4) использует компьютерные сети, как правило, локального типа. Компьютеры в сети делятся на рабочие станции и серверы. На рабочей станции установлены программные средства пользовательского интерфейса, программные средства приложений, выполняющие содержательную обработку данных. На файловом сервере находится БД. Достоинство архитектуры «файл – сервер» – обеспечение высокого уровня защиты данных от несанкционированного доступа. Недостатки архитектуры «файл-сервер»: − обмен на уровне файлов, доступ к которым в режиме корректировки блокируется для других пользователей; − перегрузка трафика сети; − высокие требования к техническому оснащению рабочих станций, на которых выполняется содержательная обработка данных. Передача файлов Рабочая станция Интерфейс пользователя Приложения Файловый сервер БД Центральный компьютер Интерфейс пользователя БД Приложения 13 Рис. 1.4. ИС с архитектурой «файл- сервер» 6.3. Двухуровневый «клиент- сервер» В отличие от ранее рассмотренной архитектуры. Распределенная обработка данных типа «двухуровневый клиент – сервер» (рис. 1.5) предполагает, что на севере находится БД под управлением СУБД в архитектуре «клиент – сервер» Все рабочие станции (клиенты) посылают запросы на данные к серверу, который осуществляет извлечение и предварительную обработку данных. Единицей обмена по сети является запрос и релевантная запросу выборка данных из БД. Существенно уменьшается трафик сети, снимаются ограничения на доступность данных БД различными приложениям. Клиентская часть приложений становится несколько облегченной, но в больших ИС со сложной логикой обработки данных возникает проблема «толстого» клиента. Рабочая станция должна иметь достаточно высокие технические параметры для выполнения сложных приложений. Недостатком архитектуры является наличие очень высоких требований к техническому комплексу сервера БД, который становится центральным звеном всей ИС и определяет ее надежность. Рис. 1.5. ИС с архитектурой «двухуровневый клиент – сервер» 6.4. Многоуровневый «клиент – сервер» На рабочей станции установлены только программные средства, поддерживающие интерфейс с БД. На севере БД находятся БД под управлением СУБД, архитектура сети – «клиент – сервер» . В архитектуре ИС выделен сервер приложений, на котором находятся программные средства общего пользования. Эти серверы выполняют всю содержательную обработку данных. В отличие от двухуровневой архитектуры, данная архитектура (рис. 1.6) обеспечивает эффективное использование приложений общего пользования многими клиентами. Клиенты преобразуются в «тонких» клиентов , при этом снижаются требования к оборудованию рабочих станций. Если серверов Передача запросов Рабочая станция Интерфейс пользователя Приложения Сервер БД БД 14 приложений и БД в сети несколько, архитектура ИС становится многоуровневой клиент – серверной архитектурой. Наличие самостоятельных уровней в информационно- технологической архитектуре ИС дает возможность варьировать аппаратными и программными средствами: выбирать операционные системы, СУБД, интерфейсы конечных пользователей, типы серверов и рабочих станций. Рис. 1.6. ИС с архитектурой «трехуровневый клиент – сервер» При построении больших ИС актуальна проблема создания распределенных систем обработки данных на основе интеграции неоднородных аппаратно-программных платформ. Многоуровневая архитектура ИС обеспечивает изоляцию параллельно работающих процессов, в результате ошибки в работе одной программы не влияют на работу других программ либо операционной системы. Компьютерные сети могут включать отдельные сегменты, для связи которых используются стандартные протоколы. Для БД осуществляется администрирование, регистрация каждого имевшего место доступа к базе данных и выполненных изменений в специальном журнале БД. Как правило, для больших БД создаются страховые копии, осуществляется «зеркализация» дисков. Сервер приложений Приложения Рабочая станция Интерфейс пользователя Сервер БД БД БД |