Структура базовой информационной технологии
Так как средства и методы обработки данных могут иметь разное назначение, то различают глобальную, базовую и специальную (конкретную) информационные технологии.
Глобальная ИТ включает модели, методы и средства формирования и использования ИР в обществе.
Специальные (конкретные) ИТ задают обработку данных в определенных типах задач пользователей.
Базовая ИТ ориентируется на определенную область применения (производство, научные исследования, обучение и др.) и должна задавать модели, методы и средства решения информационных задач в своей предметной области. Базовая ИТ может быть представлена совокупностью информационных процессов, процедур и операций (рис. 2.2) и направлена на получение качественного информационного продукта из исходного ИР в соответствии с поставленной задачей.
Рис. 2.2. Классификация ИТ
Базовая ИТ как совокупность процессов, процедур и операций может быть рассмотрена, исходя из трех аспектов (от лат. aspectus – взгляд): концептуального (содержательного, использующего язык соответствующей предметной области), логического (отображается формальное – модельное – описание на языке информационных или математических моделей) и физического (описывается реализация на языке программно-аппаратных средств).
Применительно к ИТ это означает содержательное описание используемых в ней информационных процессов и процедур на концептуальном уровне; описание в виде набора моделей (информационных, математических и т.д.) процессов и их составляющих на логическом уровне; реализацию информационных процессов в виде совокупности аппаратных средств, системного и прикладного программного обеспечения на физическом уровне.
Концептуальный уровень (содержательный аспект)
Концептуальная модель базовой ИТ содержит информационное описание предметной области (рис. 2.3). На этой схеме выделены страты (слои) информационной технологии: процессов, процедур и операций. Вертикальной пунктирной линией слева отделены процессы и процедуры, работающие с информационными потоками, в которых происходит преобразование информации в данные и наоборот; в центре – оперирующие с данными и с преобладанием синтаксического аспекта информации, а справа – работающие со знаниями и с преобладанием семантического аспекта информации.
Если выстроить цепочку, состоящую из процессов и процедур, перечисленных на рис. 2.3 последовательно слева направо, то получим описание во времени процессов преобразования информационного ресурса в информационный продукт (рис. 2.4).
Процессы получения и отображения информации
Формирование ИР осуществляется в процессе "Получение информации" и начинается с процедуры "Сбор информации", отражающей предметную область (параметры, характеристики, состояние объекта управления). Собранная информация должна быть соответствующим образом подготовлена (осмыслена, структурирована, протестирована на полноту, достоверность, непротиворечивость и т.д.). После подготовки и проверки информация может быть передана для преобразования традиционными способами (телефон,
Рис. 2.3. Концептуальная модель базовой ИТ
курьер, почта, телеграф), а может быть подвергнута процессу преобразования в данные, т.е. процессу ввода. Процедуры сбора, подготовки, проверки и ввода информации в ИТ организационно-экономических систем процесса "Получение информации" по своей реализации являются в основном ручными (кроме процедур проверки и ввода, которые могут быть частично автоматизированными). В процессе ввода информация преобразуется в данные, имеющие форму цифровых кодов, реализуемых на физическом уровне с помощью различных физических явлений (электрических, магнитных, оптических, механических и т.д.).
Рис. 2.4. Процессы преобразования ИР
Процесс "Отображение" предусматривает процедуры преобразования данных в форму, удобную для восприятия человеком: звук, изображение – текстовое, цифровое, графическое, видео, твердая копия иа бумаге.
Отметим, что процессы "Получение" и "Отображение", а также все входящие в них процедуры работают с информацией, а остальные – с данными и знаниями. Следующие за процессом "Получение" информационные процессы уже производят преобразование данных. Эти процессы протекают в ЭВМ под управлением различных программ. Процесс обработки данных включает процедуры преобразования значений и структур данных путем моделирования, логического вывода и т.д., а также процедуры организации вычислений.
Процессы накопления, обработки и обмена данными
Процесс "Обмен" предполагает передачу данных между всеми процессами ИТ и связан со всеми процедурами на уровне данных. При обмене данными можно выделить три основных типа процедур: коммутация, маршрутизация (передача данных по каналам связи и организации сети) и передача. Так, например, процедура передачи данных реализуется с помощью операций кодирования- декодирования, модуляции-демодуляции, согласования и усиления сигналов. Операции по организации сети включаются в качестве основных в процедуры коммутации и маршрутизации потоков данных (трафика) в вычислительной сети. Процесс обмена предназначен для передачи данных между источником и получателем и используется в процессах получения и отображения информации, а также способствует процессу накопления информации, поступающей из многих источников.
Процесс "Накопление" позволяет преобразовывать информацию, хранящуюся в форме данных, так, что ее удается длительное время хранить, постоянно обновляя, а при необходимости оперативно извлекать в заданном объеме и но заданным признакам. Процедуры этого процесса – архивирование, обновление и поиск – состоят в организации хранения (быстрое и неизбыточное накопление данных по заданным признакам и не менее быстрый их поиск) и актуализации данных (поддержание хранимых данных на уровне, соответствующем информационным потребностям решаемых задач). Актуализация данных осуществляется с помощью операций добавления новых данных, корректировки (изменения значений или элементов структур) данных и их уничтожения.
Процесс "Обработка" включает процедуры логического вывода, организации вычисления и преобразования данных.
Отметим, что процессы "Обработка", "Обмен" и "Накопление" и все входящие в них процедуры работают с данными.
Процессы формирования знаний
Процесс "Формирование знаний" включен в базовую ИТ, поскольку высшим продуктом ИТ является знание. Формирование знания как высшего информационного продукта до сих пор являлось прерогативой человека. Автоматизированный процесс предоставления знаний может оказать помощь при решении трудно формализуемых задач. В этом процессе объединяются такие процедуры, как формализация знаний, их накопление и генерация (вывод) новых знаний на основе накопленных в соответствии с поставленной задачей, объяснение полученных автоматизированным путем знаний.
В информатике часто используются такие понятия, как "информация" и "данные", причем часто как взаимозаменяемые, хотя в необходимых случаях специалисты отмечают и их смысловое различие. Так, "информация кодируется с помощью данных и извлекается путем их декодирования и интерпретации"[1]. Кодирование информации происходит в процессе ввода ее в память ЭВМ, и можно считать, что данные – это информация, представленная в специальной фиксированной форме, пригодной для последующей компьютерной обработки, хранения и передачи[2].
В этом смысле представленные на схеме информационные процессы накопления, обработки и обмена манипулируют именно с данными, а процесс получения обеспечивает поступление информации и ее превращение в данные, так же как процесс отображения выполняет обратную функцию преобразования данных в информацию.