Информационные технологии. Общие положения и определения
Понятие информационная технология тесно связано с понятием информация. С середины XX века информация является общенаучным понятием, включающим в себя обмен сведениями между людьми, коллективами людей, человеком и машиной (автоматом), машиной и машиной. С точки зрения кибернетики, информация – это знания, принятые, понятые и признанные полезными (в том числе и негативные) для решения задач управления.
Информационная технология – это система приемов, способов и методов сбора, хранения, обработки, передачи и представления информации.
Система – множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых связан прямо или косвенно с каждым другим элементом, а два любых подмножества этого множества не могут быть независимы без нарушения целостности и единства системы.
Прием – отдельное действие, движение; способ в осуществлении чего-нибудь.
Способ – действие (система действий), применяемое при исполнении какой-нибудь работы (осуществления чего-нибудь).
Метод - правильный путь, способ, план для достижения определенной цели. В науке способ и порядок исследования предмета для получения наиболее полного и соответствующего истине результата.
Процессы получения, хранения, транспортировки, преобразования и представ-ления информации называют информационными процессами. Следовательно, информационная технология – это система приемов, способов и методов осуществления информационного процесса определенного назначения.
При работе с информацией возникают с технические, семантические и прагматические проблемы. Технические проблемы связаны с надежностью, точностью и скоростью получения, переработки и передачи информации (синтактика). Семантические проблемы связаны со способами передачи информации с помощью кодов (семантика), прагматические – с изучением эффективности воздействия информации на потребителя информации (прагматика).
К информации предъявляются следующие требования:
целенаправленность – свойство информации иметь определенное назначение;
полезность – свойство информации уменьшать неопределенность в оценке состояния объекта управления;
своевременность – свойство информации быть в наличии, когда она потребуется;
достоверность – свойство информации не содержать скрытых ошибок. Достоверность может снижаться из-за намеренного ее искажения, низкого качества отражения или передачи;
надежность – свойство информации выполнять заданные функции, сохранять эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемых промежутков времени или наработки. Надежность включает в себя понятия безотказности, долговечности и восстанавливаемости;
у добство представления – форма представления информации должна быть удобной для пользователя, позволять ее машинную обработку и возможность производить необходимый анализ состояния объекта управления.
Данные – это информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном участии человека. Таким образом, понятие информация является более общим по отношению к понятию данные.
Качество данных характеризуется целым набором свойств, важнейшими из которых являются:
достоверность – свойство данных не содержать скрытых ошибок;
целостность – свойство данных сохранять свое информационное содержание и однозначность интерпретации в условиях разнообразных воздействий. Целостность данных считается не нарушенной, если данные не искажены и не разрушены;
безопасность – защищенность данных от несанкционированного доступа к ним, осуществляемого с целью раскрытия, изменения или разрушения данных).
Информационная технология охватывает только приемы, методы, способы и не включает в себя средства реализации этих приемов, методов и способов. Хотя говоря о способах, методах, приемах обработки информации необходимо иметь в виду вполне определенные средства реализации технологии.
К средствам реализации информационных технологий относят аппаратные средства (электронные устройства, блоки, ЭВМ, аппаратура передачи данных и т.п.), программные средства (пакеты прикладных программ, аппаратно-программные комплексы) и автоматизированные информационные системы
Автоматизированная информационная система – совокупность технических (аппаратных) и программных средств, а также работающих с ними пользователей (персонала), обеспечивающая ввод, передачу, хранение, обработку и представление информации.
Информационная технология определяет методы (способы, приемы) реализации информационного процесса. В определении понятия информационной технологии перечисляются элементарные операции информационного процесса: сбор, преобразование и ввод в ЭВМ; передача; хранение; обработка; представление пользователям.
Информационные технологии (ИТ, от англ. information technology, IT) – широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям создания, управления и обработки данных, в том числе с применением вычислительной техники. В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для хранения, преобразования, защиты, обработки, передачи и получения информации. Специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.
Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, ИТ — 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. Сами ИТ требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их внедрение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.
Основные черты современных ИТ:
компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам;
хранение больших[1] объёмов информации на машинных носителях;
передача информации на значительные[2] расстояния в ограниченное время
Автоматизированное проектирование
Современный этап развития научно-технического прогресса характеризуется стремлением к созданию оптимальных изделий необходимых обществу.
Оптимизация изделия, всегда осуществляемая именно на стадии проектирования, предполагает выполнение большого (очень большого) объема вычислений и реализуема лишь на базе использования средств вычислительной техники. Интеграция средств вычислительной техники и технических наук в некоторой системе, приводит к автоматизации процесса проектирования в рамках автоматизированного проектирования (АПР).
С развитием средств вычислительной техники и переходом проблемы АПР в область реальной проектной практики (60-е годы прошлого века) возникла необходимость исследования самого процесса проектирования как вида человеческой деятельности, его моделирования, что наряду с гуманитарным аспектом предполагает и решение конкретной практической задачи - рациональное распределение функций человека и машины в рамках АПР, имеющее важное значение для обоснованного распределения ресурсов (люди, время, деньги) на разработку средств АПР и их результативность.
В настоящее время процесс проектирования обычно формулируется в терминах правил и рассматривается в общем виде как последовательно-цикличное выполнение операций синтеза, - распознание ситуации и выделение подмножества применимых правил из множества известных, анализа - применение данного подмножества правил для создания модели объекта и оценки - при соответствии полученной модели заданию процесс завершается; в противном случае корректируется выделенное на стадии синтеза подмножество применимых правил как за счет удаления из него правил являющихся вероятной причиной такого несоответствия, так и за счет его расширения с вводом дополнительного подмножества известных правил. Завершающая стадия процесса проектирования - представление (рис. 1).
Считается, что человек, как «информационный процессор», может приступить к работе с правилами без предварительной формализации всего объема исходной информации, в то время как вычислительная машина может обрабатывать информацию, представленную только в формальном виде и только в объеме доступном формализации. Человек легко справляется с задачей «распознания ситуации», выполняемой на стадиях синтеза и оценки проектного решения, которая обычно создает трудности при ее постановке в автоматическом режиме. При этом отмечается высокая эффективность работы вычислительной техники с фиксированными моделями на стадии анализа [1].
Рис.1 Простейшая модель процесса проектирования
В соответствии с этим общий подход к использованию методов АПР на раз-личных стадиях процесса проектирования можно свести к двум основным положениям:
· на стадии синтеза проектного решения обычно предусматривается диалоговый режим работы, обеспечивающий взаимосвязь средств вычислительной техники и проектировщика на уровне «распознания ситуации» и формирования подмножества правил для ее разрешения;
· анализ проектного решения выполняется преимущественно в автоматическом режиме;
· оценка проектного решения не поддается формализации и всегда реализуется в режиме диалога;
· представление проекта (разработка документации, чертежные работы) должно выполняться на максимально доступном уровне автоматизации, что является первоочередной задачей при разработке средств АПР.
На этом подходе основана работа всех известных в настоящее время систем автоматизированного проектирования (САПР) новых железных и автомобильных дорог:
· проектные решения по трассе линии - плану и продольному профилю, формируются (синтезируются) проектировщиком преимущественно в интерактивном режиме на интуитивном уровне (распознание ситуации).
· информационная поддержка работы на стадиях их оценки и корректировки (изменение подмножества применимых правил и возврат на стадию синтеза) обеспечивается оперативным представлением результатов разностороннего и содержательного анализа этих решений, выполняемого преимущественно в автоматическом режиме.
· чертежные работы (представление) полностью автоматизированы.
Логическая обоснованность такого подхода к АПР проектирования новых железных дорог исходит из ясного понимания (в том числе и на интуитивном уровне) практической невозможности полной формализации данной многокритериальной задачи, требующей учета строительных, эксплуатационных, экономических, экологических и других показателей, как в части исходной информации, так и в части методов (знаний, правил) ее решения.