Классификация информационных технологий

Подходы к классификации информационных технологий во многом зависят от возможностей программно-аппаратных средств компьютеров и телекоммуникаций, предметной области их применения, целей деятельности пользователей и решаемых ими задач.

Совокупность аппаратных (технических) средств, предназначенных для организации процесса обработки данных (информации, знаний), а также средства телекоммуникаций, предназначенные для организации связи и передачи данных (информации, знаний), являются базовыми информационными технологиями.

С появлением компьютеров у специалистов, занятых в самых разнообразных предметных областях (банковской, страховой, бухгалтерской, статистической и т.д.), появилась возможность использовать информационные технологии для автоматизации решения функциональных задач. В связи с этим возникла необходимость в определении понятия существовавшей до этого момента традиционной (присущей той или иной предметной области) технологии преобразования исходной информации в требуемую результатную. Таким образом, появилось понятие предметной технологии. Упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняемых в строго определенной последовательности с момента возникновения информации до получения заданных результатов, является технологическим процессом обработки информации. Под предметной информационной технологией понимается последовательность технологических этапов, свойственная конкретной предметной области, по преобразованию первичной информации в результатную. Технологический процесс обработки информации зависит от характера решаемых задач, используемых технических средств, систем контроля, числа пользователей и т.д. Предметные и базовые информационные технологии взаимозависимы. Так, например, мобильные возможности современной компьютерной техники и телекоммуникаций меняют формы делового взаимодействия (электронный бизнес, электронные деньги, электронное правительство, электронное образование и пр.). В свою очередь, использование современных информационных технологий и телекоммуникаций также меняет формы делового взаимодействия в инфосфере.

В основу классификации информационных технологий для сферы экономики, бизнеса и управления могут быть положены следующие классификационные признаки, позволяющие выделить из множества возможных отдельные группы информационных технологий.

1. По назначению и характеру использования, в связи с тем что информационные технологии могут существенно отличаться в различных предметных областях и компьютерных средах, можно выделить два основных класса информационных технологий: обеспечивающие и функциональные информационные технологии.

Обеспечивающие информационные технологии – это технологии обработки информации, которые могут использоваться как инструментарий в разных предметных областях для решения широкого круга задач работы с различными видами информации. Эти технологии зависимы от вида обрабатываемой информации (алфавитно-цифровая, табличная, графика, аудио, видео, виртуальная реальность). К ним можно отнести технологии текстовой обработки, табличной обработки данных, работы с базами данных, мультимедийными продуктами, распознавания символов, телекоммуникации, обеспечения информационной безопасности и защиты информации, разработки программного обеспечения и т.д. Обеспечивающие технологии могут базироваться на совершенно разных аппаратных и программных платформах. Поэтому при их объединении на основе предметной технологии возникает проблема системной интеграции, которая заключается в необходимости приведения различных информационных технологий к единому стандартному интерфейсу. Примером тому могут, например, служить офисные пакеты MS Office и Open Office, которые, несмотря на естественные различия, во многом функционально идентичны.

Функциональные информационные технологии – это технологии, реализующие типовые информационные процессы для решения задач в конкретной предметной области и базирующиеся на соответствующих обеспечивающих информационных технологиях. Предназначение функциональных информационных технологий – автоматизация производственной деятельности специалистов в предназначенной сфере. Иначе говоря, такая модификация обеспечивающих информационных технологий, при которой реализуется какая-либо из предметных технологий, и представляет собой функциональную информационную технологию.

Таким образом, обеспечивающие и функциональные технологии находятся во взаимосвязи, например обеспечивающие технологии создания текстовых документов, анализа данных в электронных таблицах и т.д. могут служить основой для функциональных информационных технологий: финансовых, офисных, образовательных, промышленных и т.п.

2. В качестве классификационного признака может быть использован тип пользовательского интерфейса, предопределяющего возможности пользователя по доступу к информационным и вычислительным ресурсам при реализации информационных процессов в ходе решения пользовательских задач. Под пользовательским интерфейсом понимают совокупность инструкций, правил и программно-аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействия пользователя с вычислительной системой. Тип пользовательского интерфейса зависит как от типа операционной системы (однопрограммная, многопрограммная, многопользовательская, сетевая), так и от технологий обработки информации вычислительной системой. Применение этого классификационного признака позволяет выделить следующие типы информационных технологий.

Пакетные информационные технологии характеризуются тем, что информационные процессы осуществляются в заранее определенной последовательности и не требуют вмешательства пользователя. В этом случае задания или накопленные заранее данные по определенным критериям объединяются в пакет для последующей автоматической обработки в соответствии с заданными приоритетами. Пользователь не может влиять на ход выполнения заданий, пока продолжается обработка пакета, его функции ограничиваются подготовкой исходных данных по комплексу задач и передачей их в центр обработки. В настоящее время пакетный режим реализуется применительно к электронной почте и представлению отчетности в строго формализованном виде.

Диалоговые информационные технологии предоставляют пользователям неограниченную возможность интерактивного взаимодействия с информационными ресурсами в режиме реального времени, получая при этом всю необходимую информацию для решения функциональных задач и принятия решений. Эти технологии предполагают отсутствие жестко закрепленной последовательности операций преобразования данных и активное участие пользователя, который анализирует промежуточные результаты и вырабатывает управляющие команды в процессе обработки информации.

Если однопрограммные операционные системы (например, MS DOS) позволяют организовать либо пакетную, либо диалоговую информационную технологию, то многопрограммные операционные системы (например, семейства Windows) могут совмещать их применение.

Сетевые информационные технологии обеспечивают пользователю доступ к территориально распределенным информационным и вычислительным ресурсам с помощью специальных средств связи. Они реализуются сетевыми (многопользовательскими) операционными системами (например, Windows NT/2000/2003, Linux), обеспечивающими как сетевые, так и пакетные и диалоговые информационные технологии. В этом случае у пользователей появляется возможность использования данных, накопленных на других рабочих местах, перераспределения вычислительных мощностей между процессами решения различных функциональных задач, а также возможность совместного решения одной задачи несколькими пользователями.

3. По способу организации сетевого взаимодействия выделяют такие виды информационных технологий, отличия которых заложены способом коммуникаций. С учетом общепринятой иерархической классификации сети делятся на три основных класса, инвариантно которым строятся и соответствующие информационные технологии:

• локальные (LAN – Local Area Network);

• региональные (MAN – Metropoliten Area Network);

• глобальные (WAN – Wide Area Network).

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт).

Городская сеть (или сеть мегаполиса) MAN – не слишком распространенный тип компьютерной сети. Эти сети появились сравнительно недавно. Они разработаны для обслуживания территории крупного города-мегаполиса. Городская сеть занимает промежуточное положение между локальной и глобальной сетями. Первоначально сети мегаполисов были разработаны только для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральная передача голоса и текста (см., например, IР-телефония).

Глобальная сеть WAN – компьютерная сеть, которая объединяет территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах.

Отдельным случаем является построение виртуальных локальных сетей^[1] (VLAN – Virtual LAN), которое обеспечивается объединение портов коммутаторов и конечного оборудования в одно виртуальное информационное пространство (сеть второго уровня). Физически устройства, объединенные в VLAN, могут находиться на достаточном удалении друг от друга (различные этажи зданий, различные здания). Объединение их в одну виртуальную сеть предоставляет возможность более гибкого и удобного управления, исчезает привязка оборудования и рабочих станций к конкретному месту. Исключается передача широковещательных сообщений между сетями, что снижает нагрузку на всю сеть.

Существует также понятие "корпоративная сеть", под которой понимается сеть, создаваемая для обслуживания группы объектов, связанных общими деловыми интересами, например промышленные корпорации, холдинги, банки со своими отделениями и т.п.

Информационные технологии на базе локальных вычислительных сетей представляют собой систему взаимосвязанных и распределенных на ограниченной территории средств передачи, хранения и обработки информации, ориентированных на коллективное использование общесетевых ресурсов – аппаратных, программных, информационных. Они позволяют перераспределять вычислительные мощности между пользователями сети в зависимости от изменения их потребностей и сложности решаемых задач и обеспечивают надежный и быстрый доступ пользователей к информационным ресурсам сети.

Построение информационных технологий на базе многоуровневых сетей заключается в представлении архитектуры создаваемой сети в виде иерархических уровней, каждый из которых решает определенные функциональные задачи. Такие технологии строятся с учетом организационно-функциональной структуры соответствующего многоуровневого экономического объекта и позволяют разграничить доступ к информационным и вычислительным ресурсам в зависимости от степени важности решаемых задач и реализуемых функций управления на каждом уровне.

Информационные технологии на базе распределенных сетей обеспечивают падежную передачу разнообразной информации между территориально удаленными узлами сети с использованием единой информационной инфраструктуры. Этот способ организации сетевого взаимодействия ориентирован па реализацию коммуникационных информационных связей между территориально удаленными пользователями и ресурсами сети.

4. Облачные вычисления (от англ. cloud computing), так же как и сетевые, – технология распределенной обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как интернет-сервис.

Облачные вычисления основаны на известных ранее технологиях, но до середины 2000-х гг. сфера их применения оставалась ограниченной, а потенциал – нераскрытым. В настоящее время завершается ранний этап развития облачных технологий, который характеризуется новаторскими экспериментами и неустойчивостью бизнес-моделей.

Несмотря на то что облачные вычисления как термин приобрели известность лишь в 2007 г., они имеют довольно долгую историю. Практически все технологии, которые сегодня входят в состав облачной парадигмы, существовали и раньше, однако на рынке не было предложений, которые бы объединяли перспективные технологии в едином коммерчески привлекательном решении. И только в последние четыре-пять лет появились публичные облачные сервисы, благодаря которым эти технологии стали, с одной стороны, предельно доступны разработчику, а с другой – предельно понятны для бизнеса.

Облачный сервис представляет собой особую клиент- серверную технологию – использование клиентом ресурсов (процессорное время, оперативная память, дисковое пространство, сетевые канаты, специализированные контроллеры, программное обеспечение и т.д.) группы серверов в сети, взаимодействующих таким образом, что:

• для клиента вся группа выглядит как единый виртуальный сервер;

• клиент может прозрачно и с высокой гибкостью менять объемы потребляемых ресурсов в случае изменения своих потребностей.

При этом наличие нескольких источников используемых ресурсов, с одной стороны, позволяет повышать доступность системы клиент-сервер за счет возможности масштабирования при повышении нагрузки (увеличение количества используемых источников данного ресурса пропорционально увеличению потребности в нем и (или) перенос работающего виртуального сервера на более мощный источник, "живая миграция"), а с другой – снижает риск неработоспособности виртуального сервера в случае выхода из строя какого- либо из серверов, входящих в группу, обслуживающую данного клиента, так как вместо вышедшего из строя сервера возможно автоматическое переподключение виртуального сервера к ресурсам другого (резервного) сервера.

Одной из наиболее существенных технологических новаций, лежащих в основе облачных вычислений, являются технологии виртуализации^[2]. На начальном этапе виртуализация понималась преимущественно как возможность развернуть нужное количество виртуальных серверов на собственном оборудовании, затем стала превалировать идея аренды виртуальных серверов на чужом оборудовании – в этом заключается суть облачных предложений класса "инфраструктура как сервис" (Infrastructure as a Service – IaaS). Преимущества такой аренды очевидны: не нужно покупать физическое оборудование и обеспечивать его обслуживание.

На основе концепции облачных вычислений организован еще ряд технологий. Platform as a Service (PaaS) – это предоставление интегрированной платформы для разработки, тестирования, развертывания и поддержки веб-приложений как услуги. Сегодня большинство приложений разрабатываются в одной среде, тестируются в другой среде, а разворачиваются в третьей. Теперь весь перечень операций по разработке, тестированию и разворачиванию вебприложений можно выполнить в одной интегрированной среде, тем самым исключив затраты на поддержку отдельных сред для отдельных этапов.

Программное обеспечение как услуга (Software as а Service – SaaS), другое название – программное обеспечение по требованию (Software on Demand – SoD) – бизнес-модель продажи и использования программного обеспечения, когда поставщик разрабатывает веб-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя заказчикам доступ к программному обеспечению через Интернет. Основное преимущество модели SaaS для потребителя состоит в отсутствии затрат, связанных с установкой, обновлением и поддержкой работоспособности оборудования и работающего на нем программного обеспечения. Характеристики данной модели следующие: приложение приспособлено для удаленного использования; одним приложением пользуется несколько клиентов; оплата взимается либо в виде ежемесячной абонентской платы, либо на основе объема операций; техническая поддержка приложения включена в оплату; модернизация и обновление приложения происходят плавно и прозрачно для клиентов.

5. Грид-вычисления (англ. grid – решетка, сеть) – это (так же как и облачные) форма распределенных вычислений, в которой "виртуальный суперкомпьютер" представлен в виде кластеров, соединенных с помощью сети, слабосвязанных, гетерогенных компьютеров, работающих вместе для выполнения огромного количества заданий (операций, работ). Эта технология применяется для решения научных, математических задач, требующих значительных вычислительных ресурсов. Грид-вычисления используются также в коммерческой инфраструктуре для решения таких трудоемких задач, как экономическое прогнозирование, сейсмоанализ, разработка и изучение свойств новых лекарств. Грид с точки зрения сетевой организации представляет собой согласованную, открытую и стандартизованную среду, обеспечивающую гибкое, безопасное, скоординированное разделение вычислительных ресурсов и ресурсов хранения информации, которые являются частью этой среды, в рамках одной виртуальной организации^[3].

Грид является географически распределенной инфраструктурой, объединяющей множество ресурсов разных типов (процессоры, долговременная и оперативная память, хранилища и базы данных, сети), доступ к которым пользователь может получить из любой точки, независимо от места их расположения. Идея грид-компьютинга возникла вместе с распространением персональных компьютеров, развитием Интернета и технологий пакетной передачи данных на основе оптического волокна, а также технологий локальных сетей. Учитывая, что множество подключенных к глобальной сети компьютеров бо́льшую часть рабочего времени простаивает и располагает ресурсами бо́льшими, чем необходимо для решения их повседневных задач, возникает возможность применить их неиспользуемые ресурсы в другом месте.

Грид-вычисления (grid computing) ориентированы на выполнение ресурсоемких вычислительных задач параллельно на большом числе компьютеров. В отличие от них в облачных вычислениях пользователи сами определяют характер решаемых задач: при этом обработка данных может вестись как распределен но, так и на одном компьютере – все зависит от того, как спроектирована архитектура облачного приложения и как устроена "внутренняя кухня" конкретного облачного поставщика.

6. По виду предметной области информационные технологии подразделяются в соответствии с ОГЛАВЛЕНИЕм решаемых задач: бухгалтерского учета и аудита, банковской, налоговой или страховой деятельности и т.п.