Лекция 12.09.22. 1. введение в современные информационные технологии технология
 Скачать 5.05 Mb.
|
1 2 Основные понятия 1. ВВЕДЕНИЕ В СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 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. 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 Логический уровень . На этом уровне цель базовой информационной технологии – построение модели решаемой задачи и ее реализация на основе организации взаимодействия информационных процессов. Логический уровень 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. 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. Виды обеспечения информационных технологий 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. 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. 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. Новые информационные технологии Повсеместное применение ЭВМ; Активное участие пользователей в информационном процессе; Высокий уровень дружественного пользовательского интерфейса; Широкое использование пакетов прикладных программ; Доступ к базам данных и программам; Анализ ситуаций при выработке и принятии управленческих решений; Применение систем искусственного интеллекта; Внедрение экспертных систем; Использование телекоммуникаций; Создание геоинформационных систем и других технологий. Делопроизводство в офисе; Экономические и статистические расчёты; Управление технологическими процессами; Издательская деятельность; Проектно-конструкторские работы; Цифровая связь, сеть Интернет; Компьютерные тренажёры; Индустрия развлечений. Классификация информационных технологий 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 – 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. Третий признак – 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. ❑ 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. ❑ 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. 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. Пятый признак – 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. 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. 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. 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. 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 Стандарты информационных технологий 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. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА Пользовательский интерфейс это совокупность информационной модели проблемной области, средств и способов взаимодействия пользователей с информационной моделью, а также компонентов, обеспечивающих формирование информационной модели в процессе работы программной системы. При разработке, тестировании и оценке качества пользовательского интерфейса необходимо применять соответствующие государственные и отраслевые стандарты. В их основе лежит накопленный опыт разработки и оценки качества программных проектов. Структура и классификация пользовательских интерфейсов В пользовательском интерфейсе можно условно выделить декоративную и активную составляющие. К первой относятся элементы, отвечающие за эстетическую привлекательность программного изделия. Активные элементы подразделяются на операционные и информационные образы моделей вычислений и управляющие средства пользовательского интерфейса, посредством которых пользователь управляет программой. Управляющие средства различных классов программных изделий могут значительно различаться. В основе управляющих средств пользовательского интерфейса лежит тот или иной интерфейсный язык. При этом роль синтаксиса играют используемые графические образы и их динамические свойства. О типах управляющих средств пользовательского интерфейса мы будем говорить, имея в виду различные формы (элементы дизайна) типизированных управляющих элементов пользовательского интерфейса определенного подкласса. Можно выделить поколения пользовательского интерфейса, которые характеризуются четырьмя интерфейсными стилями. В первый период (50-е и начало 60-х гг.) компьютеры работали в основном в пакетном режиме. Во втором периоде (с начала 60-х до начала 80-х гг.) пользователи могли взаимодействовать с компьютером путем ввода с клавиатуры команд с параметрами. В третьем периоде (80-е годы) были созданы графические интерфейсы пользователя (GUI).Эти интерфейсы принято обозначать аббревиатурой WIMP (Windows-Icons-Menus-Pointing device), что предполагает использование окон, пиктограмм, меню и позиционирующего устройства (обычно мышь). Основные принципы создания пользовательского интерфейса К основным принципам проектирования пользовательского интерфейса относятся: 1. Естественность (интуитивность) Работа с системой не должна вызывать у пользователя сложностей в поиске необходимых директив (элементов интерфейса) для управления процессом решения поставленной задачи. 2. Непротиворечивость Если в процессе работы с системой пользователем были использованы некоторые приемы работы с некоторой частью системы, то в другой части системы приемы работы должны быть идентичны. 3. Неизбыточность Это означает, что пользователь должен вводить только минимальную информацию для работы или управления системой. 4. Непосредственный доступ к системе помощи. Сообщения об ошибках должны быть полезны и понятны пользователю. 5. Гибкость Для неопытных пользователей интерфейс может быть организован как иерархическая структура меню, а для опытных пользователей как команды, комбинации нажатий клавиш и параметры. При проектировании интерфейса следует учитывать HCI. Человеко-машинное взаимодействие (HCI – Human-Computer Interaction) – это наука, которая изучает, как люди используют компьютерные системы для решения поставленных задач. Дисциплины, которые включает в себя HCI: ❑ эргономика; ❑ информатика; ❑ искусственный интеллект; ❑ лингвистика; ❑ психология; ❑ социология; ❑ основы разработки программного обеспечения. Управляющие средства пользовательского интерфейса трактуются как язык пиктограмм. При этом роль синтаксиса языка играют выразительные формы интерфейса и последовательности манипуляций с ними. Взаимодействие – обмен действиями и реакциями на эти действия между компьютером и пользователем. Например, в графическом интерфейсе операционной системы Windows используется прямое манипулирование, а также меню, диалоговые элементы, формы и язык команд. Такой подход важен для проектировщика автоматизированных систем. Управление – общий термин для компонентов графического интерфейса типа слайдеров, кнопок, кадров (фреймов), переключателей и т.д., которые служат для замещения объектов, являющихся знакомыми пользователям Кнопки используются для выбора опции или вызова события (например, запуск подпрограммы). Переключатели подобны кнопкам выбора, в которых пользователь выбирает значение из фиксированного списка, но в данном случае, пользователь может выбрать более одного значения из списка. Метки и текстовые блоки используются для текстовой информации. Но если текстовые блоки позволяют пользователю вводить текстовые данные в поля, то метки – нередактируемые поля, используемые только для отображения текста, типа подсказок, команд пользователя и т. д. Списки – специализированные средства управления, которые отображают раскрывающиеся списки значений (часто с присоединенными слайдерами, чтобы перемещаться вверх или вниз по списку) и позволяют пользователю выбирать значение из списка или вводить другое значение в присоединенное текстовое поле. В процессе проектирования системы меню приложения необходимо принять наилучший способ отображения меню, чтобы оно было понятно и удобно в использовании. Обычно команды меню упорядочены некоторым иерархическим способом. Основная проблема состоит в том, чтобы правильно распределить различные пункты меню по различным уровням и правильно их сгруппировать. Имеются четыре варианта для организации меню: ❑ алфавитный; ❑ категорийный; ❑ в соответствии с нормальными соглашениями; ❑ в соответствии с частотой использования. Принципы проектирования меню : ❑ структура меню должна соответствовать структуре решаемой системой задачи, организация меню должна отразить наиболее эффективную последовательность шагов для решения поставленной задачи; ❑ пункты меню должны быть краткими, грамматически правильными и соответствовать своему заголовку в меню; порядок пунктов меню выбирается согласно соглашению, частоте использования, порядку использования, в зависимости от потребностей задачи или пользователя; ❑ выбор пунктов меню должен быть обеспечен несколькими способами – с помощью клавиатуры, с помощью мыши, а также через другие объекты пользовательского интерфейса; необходимо использовать легко запоминаемые сочетания клавиш для более быстрого доступа к пунктам меню, поскольку это очень экономит время. Формы – основной элемент графического интерфейса. Назначение форм – удобный ввод и просмотр данных, состояния, сообщений автоматизированной системы. Основные принципы проектирования форм: ❑ форма проектируется для более удобного, более понятного и скорейшего достижения решения поставленной задачи; ❑ размещение информационных единиц на пространстве формы должно соответствовать логике ее будущего использования: это зависит от необходимой последовательности доступа к информационным единицам, частотой их использования, а также от относительной важности элементов; ❑ важно использовать незаполненное пространство, чтобы создать равновесие и симметрию среди информационных элементов формы, для фиксации внимания пользователя в нужном направлении; ❑ логические группы элементов необходимо отделять пробелами, строками, цветовыми или другими визуальными средствами; ❑ взаимозависимые или связанные элементы должны отображаться в одной форме. Навигация. Навигация обеспечивает пользователю способность перемещаться между различными экранами, информационными единицами и подпрограммами в автоматизированной системе. В полноценной системе пользователь всегда может получить информацию о состоянии системы, процессе выполнения или активной подпрограмме. Существует ряд навигационных средств и приемов, которые помогают пользователю ориентироваться в системе. Они включают: использование заголовков страниц для каждого экрана; использование номеров страниц; номеров строк и столбцов; отображение текущего имени файла вверху экрана. Качество интерфейса Качество определяется в ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93 как «объем признаков и характеристик продукции или услуги, который относится к их способности удовлетворять установленным или предполагаемым потребностям». При комплексной оценке показателей качества программного продукта качество пользовательского интерфейса вносит определяющий вклад в субхарактеристику качества, как практичность (usability) (ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93). Другими словами, качество характеризует содержание (смысл) и полезность текста, в то время как стандартизированность — грамотность (корректность). Цель создания эргономичного интерфейса состоит в том, чтобы отобразить информацию настолько эффективно, насколько это возможно для человеческого восприятия и структурировать отображение на дисплее таким образом, чтобы привлечь внимание к наиболее важным единицам информации. Основная же цель состоит в том, чтобы минимизировать общую информацию на экране и представить только то, что является необходимым для пользователя. Проблемы выбора аппаратно-программной платформы ❑ Выбор конфигурации системы должен дать ответы на два главных вопроса: какой сервис должен обеспечиваться системой и какой уровень сервиса может обеспечить данная конфигурация. Подобная задача сложна и связана с неточностью. Причины сложности: ❑ Прогнозирование будущего использования программного обеспечения и будущих пользователей. ❑ Сами конфигурации аппаратных и программных средств сложны, связаны с определением множества разнородных по своей сути компонентов системы, в результате чего сложность быстро увеличивается. ❑ Скорость технологических усовершенствований во всех направлениях разработки компьютерной техники (аппаратных средств, функциональной организации систем, операционных систем, ПО СУБД очень высокая и постоянно растет. ❑ Доступная потребителю информация о самих системах, операционных системах, программном обеспечении инфраструктуры (СУБД и мониторы обработки транзакций), как правило, носит очень общий характер. ❑ Информация о реальном использовании систем редко является точной. Выбор той или иной аппаратной платформы и конфигурации определяется и рядом общих требований, которые предъявляются к характеристикам современных вычислительных систем. К таким требованиям относятся: ❑ отношение стоимость/производительность; ❑ надежность и отказоустойчивость; ❑ масштабируемость; ❑ совместимость и мобильность программного обеспечения. Отношение стоимость/производительность. Разработчики находят баланс между стоимостными параметрами и производительностью. Надежность. Повышение надежности основано на принципе предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратуры. Отказоустойчивость – это такое свойство вычислительной системы, которое обеспечивает ей, как логической машине, возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения неисправностей. Введение отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программного обеспечения. Масштабируемость. Масштабируемость представляет собой возможность наращивания числа и мощности процессоров, объемов оперативной и внешней памяти и других ресурсов вычислительной системы. Масштабируемость должна обеспечиваться архитектурой и конструкцией компьютера, а также соответствующими средствами программного обеспечения. Информационная технология обработки данных предназначена 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 (исполнительской) деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных, постоянно повторяющихся операций управленческого труда. Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повысит производительность труда персонала, освободит его от рутинных операций. На уровне операционной деятельности решаются следующие задачи: ❑ обработка данных об операциях, производимых фирмой; ❑ создание периодических контрольных отчетов о состоянии дел в фирме; ❑ получение ответов на всевозможные текущие запросы и оформление их в виде бумажных документов или отчетов. Задачи, возникающие при обработке данных, следует решать на трех уровнях: физическом, логическом и приложений. Физический уровень предполагает рассматривать физическое расположение объектов, их распределение в пространстве. При этом решаются вопросы о необходимой под оборудование площади помещений, объеме сетевых коммуникаций и т. п. Логический уровень определяет единый сетевой протокол, который будет использоваться в системе, применение общей платформы для управляющих приложений и т. д. Уровень приложений рассматривает такие свойства используемого ПО, как возможность репродуцировать приложения с одного сервера или рабочей станции на остальные, доступ к пользованию ПО одной машины с любой, заданной из общей системы, и др. При построении системы обработки данных целесообразно обращать особое внимание на организацию следующих возможностей: системной консолидации; единой системы управления; объединения хранилищ данных; объединения различных платформ и др. Поэтому в любой фирме обязательно должна быть информационная система обработки данных и разработана соответствующая информационная технология. Существует несколько особенностей, связанных с обработкой данных, отличающих данную технологию от всех прочих : ❑ выполнение необходимых фирме задач по обработке данных; ❑ решение только хорошо структурированных задач, для которых можно разработать алгоритм; ❑ выполнение стандартных процедур обработки; существующие стандарты определяют типовые процедуры обработки данных и предписывают их соблюдение организациями всех видов; ❑ выполнение основного объема работ в автоматическом режиме с минимальным участием человека; ❑ использование детализированных данных; ❑ акцент на хронологию событий; ❑ требование минимальной помощи в решении проблем со стороны специалистов других уровней. Основные компоненты информационной технологии обработки данных: 1. Сбор данных 2. Обработка данных. Для создания из поступающих данных информации, отражающей деятельность фирмы, используются следующие типовые операции: ❑ классификация или группировка. Первичные данные обычно имеют вид кодов, состоящих из одного или нескольких символов; ❑ сортировка, с помощью которой упорядочивается последовательность записей; ❑ вычисления, включающие арифметические и логические операции, которые выполняются над данными и дают возможность получать новые данные; ❑ укрупнение или агрегирование, служащее для уменьшения количества данных и реализуемое в форме расчетов итоговых или средних значений. 3. Хранение данных. Многие данные на уровне операционной деятельности необходимо сохранять для последующего использования либо здесь же, либо на другом уровне. Для их хранения создаются базы данных. 4. Создание отчетов (документов). В информационной технологии обработки данных документы могут создаваться как по запросу или в связи с проведенной фирмой операцией, так и периодически в конце каждого месяца, квартала или года. Хранилища данных Определение понятия «хранилище данных» первым дал Уильям Инмон как «предметно-ориентированной, интегрированной, содержащей исторические данные, неразрушаемой совокупности данных, предназначенной для поддержки принятия управленческих решений». Информационное хранилище характеризуется четырьмя важными особенностями: объектно-ориентированная база данных, в которой данные организованы в соответствии с их содержанием, а не прикладными программами; цельность, связанная с преобразованием кодов блоков данных, полученных из различных баз данных; этапность, определяющая сбор информации за определенный интервал времени; защищенность, запрещающая изменять либо обновлять данные, помещенные в хранилище. В основе концепции хранилища данных лежат две основные идеи: интеграция разъединенных детализированных данных (описывающих некоторые конкретные факты, свойства, события и т. д.) в едином хранилище и разделение наборов данных и приложений, используемых для обработки и анализа. Здесь процесс обработки данных разделяется на два этапа. Первый из них связан с обработкой транзакций в реальном времени (OLTP). В результате чего в базах данных накапливается первичная информация о функционировании предприятия либо организации. Например, банка. На втором этапе осуществляется аналитическая обработка в реальном времени (OLAP). Например, анализ снятия наличности со счетов, планирование объема оказываемых услуг, показатели эффективности работы служащих, отделений и всего банка. Технология OLAP обладает значительным числом преимуществ, к которым, в первую очередь, относятся: многомерное представление данных, высокая производительность, динамическая обработка массивов, гибкость средств генерации отчетов. Информационное хранилище обслуживает запросы, анализирует результаты их выполнения и формирует отчеты. Оно также обеспечивает загрузку данных и периодическое удаление информации, утратившей актуальность. Концептуально модель хранилища данных можно представить в виде схемы . Данные из различных источников помещают в хранилище, а их описания — в репозиторий метаданных Репозиторий — место для хранения данных, моделей, интерфейсов и программных реализаций. Метаданные – данные о данных: каталоги, справочники, реестры, базы метаданных, содержащие сведения о составе данных, содержании, статусе, происхождении, местонахождении, качестве, форматах и формах представления, условиях доступа, приобретения и использования, авторских, имущественных и смежных с ними правах на данные и другое. Конечный пользователь, используя различные инструменты (средства визуализации, построения отчетов, статистической обработки и т. д.) и содержимое репозитория, анализирует данные из хранилища. Результатом является информация в виде готовых отчетов, найденных скрытых закономерностей, каких-либо прогнозов. Наряду с большими универсальными базами данных с помощью информационных баз также создаются тематические комплексы, касающиеся разных аспектов деятельности предприятия либо организации. Простые типы информационных баз используются в информационных витринах. Информационные витрины обеспечивают сотрудников тематической информацией, касающейся финансов, материальных запасов, персонала и т. д. Витрины дают возможность обойтись без создания единого физического хранилища. Для каждого подразделения можно иметь свою витрину, на которой отображать всю информацию, необходимую этому подразделению. В системах управления приобретением знаний используются разновидности информационных хранилищ, именуемые хранилищами знаний. Двухуровневая архитектура хранилища данных подразумевает построение витрин данных (data mart) без создания центрального хранилища, при этом информация поступает из регистрирующих систем и ограничена конкретной предметной областью. При построении витрин используются основные принципы построения хранилищ данных, поэтому их можно считать хранилищами данных в миниатюре. Плюсы: простота и малая стоимость реализации; высокая производительность за счет физического разделения регистрирующих и аналитических систем, выделения загрузки и трансформации данных в отдельный процесс, оптимизированной под анализ структурой хранения данных; поддержка истории; возможность добавления метаданных. Построение полноценного корпоративного хранилища данных обычно выполняется в трехуровневой архитектуре. На первом уровне расположены разнообразные источники данных — внутренние регистрирующие системы, справочные системы, внешние источники (данные информационных агентств, макроэкономические показатели). Второй уровень содержит центральное хранилище, Третий уровень представляет собой набор предметно-ориентированных витрин данных, источником информации для которых является центральное хранилище данных. Оперативная аналитическая обработка данных (OLAP) В основе концепции OLAP лежит принцип многомерного представления данных. В 1993 году в статье E. F. Codd определил общие требования к системам OLAP, расширяющим функциональность реляционных СУБД и включающим многомерный анализ как одну из своих характеристик. По Кодду, многомерное концептуальное представление (multi-dimensional conceptual view) представляет собой множественную перспективу, состоящую из нескольких независимых измерений, вдоль которых могут быть проанализированы определенные совокупности данных. Одновременный анализ по нескольким измерениям определяется как многомерный анализ. Кодд определил 12 правил, которым должен удовлетворять программный продукт класса OLAP 1. MOLAP. Системы оперативной аналитической обработки MOLAP могут работать только со своими собственными многомерными базами данных. Данные организованы не в форме реляционных таблиц, а в виде упорядоченных многомерных массивов. Достоинства MOLAP : ❑ поиск и выборка данных осуществляется значительно быстрее; ❑ Многомерные СУБД легко справляются с задачами включения в информационную модель разнообразных встроенных функций. Ограничения MOLAP: ❑ многомерные СУБД не позволяют работать с большими базами данных; ❑ многомерные СУБД очень неэффективно используют внешнюю память. 2. ROLAP. Системы оперативной аналитической обработки реляционных данных (ROLAP) позволяют представлять данные, хранимые в реляционной базе, в многомерной форме. ROLAP—системы хорошо приспособлены для работы с крупными хранилищами. Использование реляционных БД в системах оперативной аналитической обработки имеет следующие достоинства: ❑ инструменты ROLAP позволяют производить анализ непосредственно над ними; ❑ в ROLAP—системы с динамическим представлением размерности; ❑ реляционные СУБД обеспечивают значительно более высокий уровень защиты данных и хорошие возможности разграничения прав доступа. Главный недостаток ROLAP по сравнению с многомерными СУБД — меньшая производительность. 3.HOLAP. Гибридные системы (Hybrid OLAP, HOLAP) разработаны с целью совмещения достоинств и минимизации недостатков, присущих предыдущим классам. Они объединяют аналитическую гибкость и скорость ответа MOLAP с постоянным доступом к реальным данным, свойственным ROLAP. Помимо перечисленных средств существует еще один класс — инструменты генерации запросов и отчетов для настольных ПК, дополненные функциями OLAP или интегрированные с внешними средствами, выполняющими такие функции. Эти хорошо развитые системы осуществляют выборку данных из исходных источников, преобразуют их и помещают в динамическую многомерную БД, функционирующую на клиентской станции конечного пользователя. ИАД (Data Mining) — это процесс поддержки принятия решений, основанный на поиске в данных скрытых закономерностей (шаблонов информации). При этом накопленные сведения автоматически обобщаются до информации, которая может быть охарактеризована как знания. В общем случае процесс ИАД состоит из трёх стадий: 1) выявление закономерностей (свободный поиск); 2) использование выявленных закономерностей для предсказания неизвестных значений (прогностическое моделирование); 3) анализ исключений, предназначенный для выявления и толкования аномалий в найденных закономерностях. Иногда в явном виде выделяют промежуточную стадию проверки достоверности найденных закономерностей между их нахождением и использованием. Проблема анализа исходной информации для принятия решений оказалась настолько серьёзной, что появилось отдельное направление или вид информационных систем - информационно-аналитические системы (ИАС). 1 2 |