Информационная технология как система
Спирина Т.В., Троицкая Е.А.
Конспект лекций
По курсу
«Информационные технологии в профессиональной деятельности»
Для магистров направления «Психология»
Владимирский государственный университет
Оглавление
1Информационные системы
1.1 Основные понятия. 2
1.2. Информационная технология как система.
1.3. Структура информационной технологии.
1.4. Основные свойства информационной технологии.
2..... КЛАССИФИКАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ...
2.1. Классификация по масштабу.
2.2. Классификация по способу организации.
2.3. Классификация по сфере применения. .
3..... СЕТЕВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ..
3.1. Топология вычислительной сети.
3.2. Локальные вычислительные сети и компоненты ЛВС.
3.3. Глобальная сеть Internet
4..... Основы информационных систем. Базы данных..
4.1. Основные понятия.
4.2. Модели данных.
4.3. Проектирование баз данных.
5..... Компьютерные технологии в психологии.
5.1.Использование электронных таблиц в работе педагога-психолога.
5.2. Возможности online консультирования.
5.3.Электронные тесты..
Список литературы..
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Основные понятия
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.
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 персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека, как в профессиональной сфере, так и бытовой. Информационные технологии могут быть классифицированы по трем признакам:
1 признак деления - вид задач и процессов обработки информации
1 - й э т а п (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 э т а п (с 80-х гг.) - создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.
2 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 э т а п (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 э т а п (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 э т а п (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.
3 признак деления - виды инструментария технологии
1 - й э т а п (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 средствами доставки почта. Основная цель технологии - представление информации в нужной форме более удобными средствами.
3 - й э т а п (40 - 60-е гг. XX в.) - "электрическая" технология, инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны.
Изменяется цель технологии. Акцент в информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания.
4- й э т а п (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. 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 развития технологии.
5 - й э т а п (с середины 80-х гг.) - "компьютерная" ("новая") технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стандартных 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.
Область информационных технологий (ИТ) является основой индустрии обработки информации - важнейшего сектора общественного производства, оказывающего глубокое воздействие на темпы и характер развития современного общества.
Уровень развития информационной индустрии и соответствующих технологий определяется уровнем развития научно-методических основ и, в частности, нормативной базы в области ИТ. Поэтому создание таких научно-методических основ является актуальной и стратегически важной задачей общества.
Большую роль в решении данной задачи играет система международных организаций, ответственных за процесс стандартизации ИТ. Масштабность, систематичность, интенсивность, научная обоснованность разработок в области стандартизации ИТ позволили к настоящему времени развить систему стандартов до такого уровня, при котором она становится главным носителем научно-методических основ области ИТ. Создание таких основ явилось решающим фактором для становления области ИТ как самостоятельной научно-прикладной дисциплины, имеющей характерные для нее предмет, методы исследования, фундаментальный методологический базис.
Предметом данной дисциплины являются информационные технологии, а также процессы и процедуры, связанные с их созданием и применением. При этом ИТ рассматриваются в двух формах представления:
- в виде спецификаций ИТ (ИТ- спецификаций), например, в виде описаний функциональных возможностей и поведения систем ИТ, задокументированных в строго регламентированной форме;
- 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, собственно, с производством продуктов ИТ (систем ИТ) и их маркетингом.
Большую роль в области ИТ играют стандарты. 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.
Основные принципы стандартизации ИТ:
1) Всеобъемлющий характер процесса стандартизации ИТ.
2) Многоуровневость стандартизации, взаимосвязанность стандартов де-юре и стандартов де-факто.
3) Развитие стандартизации консорциумов.
4) Реинжиниринг деятельности формальных международных организаций стандартизации.
5) Ориентация целей деятельности системы международной стандартизации на интересы бизнеса, рынка продуктов, конечного пользователя.
Промышленные стандарты, как правило, связаны с изделиями, доминирующими на рынке, и в значительной степени зависят от изготовителей продукции. Промышленные стандарты могут со временем становиться формальными, после принятия их в качестве таковых специализированными международными организациями. Формальные и промышленные стандарты являются продуктом общего процесса стандартизации ИТ.
Содержание любой научной дисциплины определяется как ее предметом, так и методами исследования. К основным методам рассматриваемой дисциплины относятся:
• Метод архитектурных спецификаций
Применяется для формирования концептуального базиса и определения семантической структуры важнейших разделов ИТ. Как правило, реализуется посредством разработки так называемых эталонных моделей, образующих методологическое ядро (метазнания) ИТ. Эталонные модели определяют семантическую структуризацию конкретных разделов ИТ, определяя тем самым контекст для разработки базовых стандартов. Эталонные модели фактически осуществляют ортогонализацию всего пространства ИТ. Они могут рассматриваться в качестве фундаментальных моделей (законов) в пространстве ИТ.
• 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.
• Профилирование ИТ
Универсальный метод комплексирования спецификаций ИТ на основе понятия профиля. Позволяет конструировать спецификации комплексных технологий посредством комбинирования базовых и производных от них спецификаций, при этом в процессе построении профиля осуществляется селекция только необходимых для конкретного случая дополнительных возможностей (опций) входящих в его состав спецификаций (стандартов или профилей), а также их параметрическая настройка. По существу профилирование можно рассматривать в качестве композиционного оператора в пространстве ИТ, базисом которого служат спецификации, соотвествующие эталонным моделям ИТ.
• Концепция и технология конформности (соответствия) реализаций ИТ исходным профилям или стандартам
Предназначена для построения аппарата измерения степени соответствия реализаций (систем ИТ) исходным спецификациям. По сути данный аппарат играет такую же роль для области ИТ как и эпсилон-дельта аппарат или метрика в математическом анализе, позволяя измерять степень близости реализаций ИТ (приближенных решений) соответствующим предельным точкам, заданным абстрактными спецификациями.
• Процедуры и методы стандартизации и гармонизации спецификаций ИТ
Осуществляются специализированными организациями с целью стандартизации, взаимного согласования, сопровождения типовых решений и процедур в области ИТ. Позволяют формировать и развивать нормативно-методический базис ИТ, являющийся основой для создания систем со стандартными интерфейсами (открытых систем).
• Таксономия (классификационная система) профилей ИТ
Обеспечивает классификацию и уникальность идентификации профилей в пространстве ИТ, явное отражение взаимосвязей между ИТ.
• Методы формализации и алгоритмизации знаний
Включают методологии и методы проектирования систем ИТ, парадигмы и языки программирования, специальные нотации для определения спецификаций.
Проводя некоторую аналогию с математикой, можно говорить о двух видах абстракций осуществимости, характерных для анализа ИТ. В математике базовыми абстракциями осуществимости служат абстракция актуальной осуществимости (поддерживаемая, в частности, доказательством от противного и кардинальными числами) и потенциальной осуществимости (суть - абстрагирование от ресурсных ограничений при осуществлении пошаговых последовательных процессов). В рассматриваемой дисциплине такими абстракциями служат абстракция спецификаций (как, правило, не выходящая за рамки абстракции потенциальной осуществимости), представляющая собой абстракцию наиболее высокого уровня, и абстракция фактической осуществимости (систем ИТ), в которой возможность создания систем ИТ и их функционирование обусловливается ресурсными ограничениями.
Механизмом перехода от низшей абстракции к высшей в математическом анализе служит эпсилон - дельта аппарат. В анализе ИТ таким механизмом (по сути предельного перехода) служит концепция и методология конформности систем ИТ, позволяющая устанавливать степень соответствия реализаций их формальным спецификациям. Например, установление конформности компилятора языковому стандарту представляет собой процедуру проверки соответствия данного компилятора стандарту языка программирования, для реализации которого данный компилятор создан. Такая процедура называется также аттестационным тестированием.
Другой важной особенностью анализа ИТ является то, что в какой бы форме ИТ не были представлены (в форме спецификаций или в форме систем ИТ) они являются динамическими, изменяющимися во времени сущностями. В этом, в частности, и состоит важное отличие предмета анализа ИТ от предмета математики, а именно, в том, что в первом случае мы имеем дело с объектами, обладающими собственным жизненным циклом, а не с инвариантными во времени сущностями, характерными для классической математики.
Из-за динамической сущности ИТ для того, чтобы обеспечить управление во времени их свойствами (например, соответствием реализаций ИТ их спецификациям, согласованностью взаимосвязанных спецификаций ИТ между собой), вводятся понятия жизненного цикла и управления жизненным циклом ИТ. Первое определяет типовую структуру состояний ИТ от начала их создания и до завершения использования. Второе понятие подразумевает применение стандартных технологических процедур (таких, как, например, документирование, гармонизация, экспертиза, баллотирование, проведение изменений и дополнений, регистрация объектов и т.п.), обеспечивающих поддержку инвариантности свойств ИТ на протяжении фиксированных этапов их жизненного цикла.
Характерной особенностью рассматриваемой дисциплины является ее активная, созидательная сущность, направленность на качественное преображение практики, способность проникновения во всевозможные аспекты деятельности человека. В этом плане анализ ИТ может претендовать на роль наиболее агрессивной научно-прикладной дисциплины.
Безусловно важной особенностью области ИТ (и соответствующей научной дисциплины) является ее общезначимость, т.е. актуальность для многих областей знаний и сфер человеческой деятельности. При этом роль области ИТ должна рассматриваться не только в технологическом плане, как инструмента, умножающего интеллектуальные способности и конструктивные возможности человека, а также и в концептуальном плане, как методологическая платформа, обладающая универсальными парадигмами, моделями, методами, языками для представления, формализации, моделирования, систематизации, обработки прикладных знаний. И в этой роли для современных приложений дисциплина анализ ИТ может рассматриваться правоприемницей как математики, так и философии.
От математики анализ ИТ наследует методы спецификации и алгоритмизации знаний. От философии наследуются идеи системно-структурного подхода и теория понятий, специализированные формы которых воплощаются в парадигмах и концепциях программирования.
Информационная технология как система
Информационной технологии как системе присущи основные признаки:
1. Наличие структуры. Построение системы определяется ее структурой. Элементами при системном подходе выступают отдельные подсистемы. Иерархичность построения системы выявляется по отдельным направлениям: организации, функциям, техническим средствами. В соответствии с этим выделяют такие понятия как организационная структура, функциональная структура, техническая структура.
2. Наличие единой цели функционирования. Сложная система с подсистемами, обладающими собственными целями, имеет единую цель, которая подчиняет цели функционирования отдельных подсистем.
3. Устойчивость к внешним и внутренним возмущениям. Неадекватность выбранных моделей реальным процессам, неидеальность используемых методов разрешения моделей, ошибки в деятельности персонала, ненадежность аппаратных и программных средств - все приводит к возмущениям, которые оказывают вредное воздействие на работоспособность системы в целом. Устойчивость обеспечивается введением обратных связей на различных уровнях организации информационных процессов, использования тестовых сигналов, применение избыточных кодов, сигналов и структур.
4. Комплексный составсистемы порождает большое число решений как в области организационной и функциональной структур, так и на уровне реализации средств.
5. Способность к развитию.