Тема 5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
1. Понятие и классификация информационных технологий
2. Этапы развития информационных технологий. Общие тенденции развития
3. АРМ и автоматизированно-информационные системы.
Информационная технология — процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта) с использованием современных средств связи, вычислительной техники и программного обеспечения.
Цель информационной технологии — производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого- либо действия.
Информационная технология является наиболее важной составляющей процесса использования информационных ресурсов общества. К настоящему времени она прошла несколько эволюционных этапов, смена которых определялась главным образом развитием научно-технического прогресса, появлением новых технических средств переработки информации. В современном обществе основным техническим средством технологии переработки информации служит персональный компьютер, который существенно повлиял как на концепцию построения и использования технологических процессов, так и на качество результатной информации.
Технологический процесс переработки информации можно представить в виде иерархической структуры по уровням:
1- й уровень — этапы, где реализуются сравнительно длительные технологические процессы, состоящие из операций и действий последующих уровней.
2- й уровень — операции, в результате выполнения которых будет создан конкретный объект в выбранной на 1-м уровне программной среде.
3- й уровень — действия — совокупность стандартных для каждой программной среды приемов работы, приводящих к выполнению поставленной в соответствующей операции цели. Каждое действие изменяет содержание экрана.
4- й уровень — элементарные операции по управлению мышью и клавиатурой.
Необходимо понимать, что освоение информационной технологии и дальнейшее ее использование должны свестись к тому, что вы должны сначала хорошо овладеть набором элементарных операций, число которых ограничено. Из этого ограниченного числа элементарных операций в разных комбинациях составляется действие, а из действий, также в разных комбинациях, составляются операции, которые определяют тот или иной технологический этап. Совокупность технологических этапов образует технологический процесс (технологию).
Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.
Общим для всех подходов является то, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека, как для профессиональной сферы, так и для бытовой.
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.
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 этап (до конца 70-х гг.) связывается с распространением ЭВМ серии 1ВМ/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. 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.
Из всех видов технологий информационная технология сферы управления предъявляет самые высокие требования к «человеческому фактору», оказывая принципиальное влияние на квалификацию работника, содержание его труда, физическую и умственную нагрузку, профессиональные перспективы и уровень социальных отношений.
В настоящее время с развитием вычислительной техники и программного обеспечения появился довольно широкий спектр видов информационных технологий, используемых в сфере управления и других областях человеческой деятельности.
Можно выделить следующие виды информационных технологий:
• технология обработки документов;
• технология обработки табличной информации;
• технология баз данных;
• технология разработки интеллектуальных систем;
• мультимедиа технологии;
• сетевые и коммуникационные технологии.
Анализ учрежденческой деятельности показывает, что рутинный (поддающейся формализации) труд преобладает над творческим (особенно нижних ступеней). В то же время в учреждении происходит постоянный обмен информацией и процесс этот имеет большей частью циклический и стабильный характер, то есть все атрибуты производственного процесса.
Рассмотрим учреждение как производственную фабрику, которая обрабатывает информацию для выработки двух видов продукции: информации (данных, документов, речевой информации) и решений (оперативных и стратегических). Учреждение получает информационное сырье в различных видах: документы, доставляющие информацию в виде слов и цифр; речевая информация по телефону; данные от ПК, часто в безбумажной («электронной») форме. Продукция учреждения вырабатывается в таких же видах. Производственный цикл учреждения может включать перекомпоновку информации, объединение данной информации с другой, накопление информации.
Можно выделить три группы работников учреждений. Первая группа — руководители (главные администраторы, распорядители, директора), решающие, как правило, задачи, которые базируются на информации с высокой степенью неопределенности, то есть задачи прогнозирования, перспективного планирования. Основой решения этого класса задач остаются творческий потенциал человека и различные атрибуты его деятельности (информированность, квалификация, талант, интуиция). Творческий элемент деятельности максимален, а рутинное содержание должно быть минимизировано. Эти работники обладают наибольшей ответственностью за принятие решений и являются одними из основных потребителей агрегированных (обобщенных) информационных ресурсов учреждений. Основная форма деятельности руководителя — деловое общение. В течение дня его время распределяется следующим образом: деловые контакты — 47%, работа с документами — 29%, телефонные переговоры — 9%, командировки (поездки) — 6%; анализ проблем и принятие решений — 4%; прочее — 5%.
Вторую группу составляют специалисты — работники учреждения, которые решают слабо структурированные задачи, содержащие неизвестные или не измеряемые компоненты (количественно не оцениваемые). Для этих задач характерно отсутствие методов решения на основе непосредственных преобразования данных. Постановки задач базируются на принятии решения в условиях неполной информации. В ряде случаев на основе теории нечетких множеств и приложений этой теории удается построить формальные схемы решения. Распределение рабочего времени этих специалистов следующее: деловые контакты — 23%; работа с документами — 42%; телефонные переговоры — 17%; аналитическая работа — 12%; прочее — 6%.
Третья группа — технические работники (обслуживающий персонал), которые выполняют всю рутинную работу. Это задачи учета и контроля, оформление, тиражирование и рассылка документов. Такие задачи легко стандартизируются и программируются. На работу с документами технические работники тратят 68% своего рабочего дневного времени, телефонные переговоры — 20%, ведение учета — 6%, прочее — 6%.
Таким образом, у учреждения как информационной фабрики имеются производственные задачи и исполнители этих задач.
Автоматизация этих задач с использованием тех или иных информационных технологий позволит значительно повысить производительность рутинного труда и качество творческого труда.
В зависимости от количества и сложности интеграции используемых информационных технологий можно выделить несколько типов автоматизированных систем:
• автоматизированные рабочие места (АРМ);
• автоматизированные информационные системы;
• информационно-логические системы или интеллектуальные системы;
• обучающие системы;
• автоматизированные системы управления.
2. Этапы развития информационных технологий. Общие тенденции развития
Информационная технология в своем развитии прошла несколько этапов. До второй половины XIX века основу информационной технологии составляли перо, чернильница и бухгалтерская книга. Коммуникация (связь) осуществлялась путем направления пакетов (депеш). Продуктивность информационной обработки была крайне низкой: каждое письмо копировалось отдельно вручную; помимо счетов, суммируемые также вручную, не было другой информации для принятия решений.
На смену «ручной» информационной технологии в конце XIX века пришла «механическая». Изобретение пишущей машинки, телефона, диктофона, модернизация системы общественной почты — все это послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации и, как следствие, в продуктивности работы. По существу, «механическая» технология проложила дорогу существующих учреждений.
40—60 годы XX века характеризуются появлением «электрической» технологии, основанной на широком использовании пишущих машинок со съемными элементами, копировальных машин на обычной бумаге (типа ксерокса), портативных диктофонов. Они улучшили учрежденческую деятельность за счет повышения качества, количества и скорости обработки документов. Многие современные учреждения базируются на «Электрической» технологии.
Появление во второй половине 60-х годов больших производительных ЭВМ на периферии учрежденческой деятельности (в вычислительных центрах) позволило сместить акцент в информационной технологии на обработку не формы, а содержания информации. Это было началом формирования «электронной», или «компьютерной», технологии. Как известно, информационная технология управления должна содержать как минимум три важнейшие компоненты обработки информации: учет, анализ и принятие решений. Эти компоненты реализуются в «вязкой» среде — бумажном «море» документов, которое становится с каждым годом все более необъятным.
В 60-е годы складываются концепции автоматизированных систем управления (АСУ). В то время они не всегда и не в полной мере отвечали задаче совершенствования управления и оптимальной реализации компонентов информационной технологии. Методологически эти концепции нередко опирались на представления о неограниченных возможностях «кнопочной» информационной технологии при непрерывном наращивании вычислительной мощности систем АСУ и применении наиболее общих имитационных моделей, которые в ряде случаев далеки от механизма оперативного управления.
Название «автоматизированная система управления» не совсем корректно отражает функции, которые такие системы выполняют; точнее было бы «автоматизированная система обеспечения управления» (АСОУ), ибо в существующих АСУ понятие «система» не включает решающего звена управления — пользователя. Игнорирование этого принципиального обстоятельства, по-видимому, привело к тому, что расширение сети АСУ и повышение мощности их вычислительных средств обеспечили благодаря большим массивам первичных данных улучшение в основном учетных функций управления (справочных, статистических, контрольных). Однако учетные функции отражают только прошлое состояние объекта управления и не позволяют оценить перспективы его развития, то есть, обладают низким динамизмом.
В других компонентах технологии управления наращивание мощности АСУ не дало ощутимого эффекта. Отсутствие развитых коммуникационных связей рабочих мест пользователя с центральной ЭВМ, характерный для большинства АСУ пакетный режим обработки данных, низкий уровень диалоговой поддержки — все это фактически не обеспечивает высокого качества анализа пользователями данных статистической отчетности и всего интерактивного уровня аналитической работы. Именно по этой причине, несмотря на ввод дополнительных систем АСУ, с каждым годом возрастает количество работников, занятых учетными функциями: на сегодняшний день шестую часть всех работников аппарата управления составляет учетнобухгалтерский персонал.
Начиная с 70-х годов сформировалась тенденция перенесения центра тяжести развития АСУ на фундаментальные компоненты информационной технологии (особенно на аналитическую работу) с максимальным применением человеко-машинных процедур. Однако по-прежнему вся работа проводилась на мощных ЭВМ, размещаемых централизованно в вычислительных центрах. При этом в основу построения подобных АСУ была положена гипотеза, согласно которой задачи анализа и принятия решений относились к классу формализуемых, поддающихся математическому моделированию.
Предполагалось, что такие АСУ должны повысить качество, полноту, подлинность и своевременность информационного обеспечения лиц.
принимающих решения, эффективность работы которых будет возрастать благодаря увеличению числа анализируемых задач.
Внедрение подобных систем дало весьма отрезвляющие результаты. Оказалось, что применяемые экономико-математические модели имеют ограниченные возможности практического использования: аналитическая работа и процесс принятия решений происходят в отрыве от реальной ситуации и не подкрепляются коммуникационным процессом формирования. Для каждой новой задачи требуется новая модель, а поскольку модель создавалась специалистами по экономико-математическим методам, а не пользователем, то процесс принятия решений происходит как бы не в реальном масштабе времени, и теряется творческий вклад самого пользователя, особенно при решении нетиповых управленческих задач.
При этом вычислительный потенциал управления, сосредоточенный в вычислительных центрах, находится в отрыве от других средств и технологий обработки информации вследствие неэффективной работы нижних ступеней и необходимости непрерывных конверсий информации. Это также понижает эффективность информационной технологии при решении задач на верхних ступенях управленческой лестницы. К тому же для сложившейся в АСУ организационной структуры технических средств характерны низкий коэффициент их использования, значительные сроки (не всегда выполняемые) проектирования автоматизированных систем и невысокая их рентабельность из-за слабого воздействия результатов автоматизации на эффективность управления.
С появлением ПК на «гребне микропроцессорной революции» происходит принципиальная модернизация идеи АСУ: от вычислительных центров и централизации управления к распределенному вычислительному потенциалу, повышению однородности технологии обработки информации и децентрализации управления. Такой подход нашел свое воплощение в системах поддержки принятия решения (СППР) и экспертных системах (ЭС), которые характеризуют новый этап компьютеризации технологии организационного управления, по существу, — этап персонализации АСУ.
Системность — основной признак СППР и признание того, что самая совершенная ЭВМ не может заменить человека. В данном случае речь идет о структурной человеко-машинной единице управления, которая оптимизируется в процессе работы: возможности ЭВМ расширяются за счет структуризации пользователем решаемых задач и пополнения ее базы знаний, а возможности пользователя — за счет автоматизации тех задач, которые ранее было нецелесообразно переносить на ЭВМ по экономическим или техническим соображениям. Становится возможным анализировать последствия различных решений и получать ответы на вопросы типа «что будет, если...?», не тратя времени на трудоемкий процесс программирования.
Важнейший аспект внедрения СППР и ЭС — рационализация повседневной деятельности работников управления. В результате их внедрения на нижних ступенях управления существенно укрепляется весь фундамент управления, уменьшается нагрузка на централизованные вычислительные системы и верхние ступени управления, что позволяет сосредоточить в них вопросы решения крупных долгосрочных стратегических задач. Естественно, что «компьютерная» технология С1111Р должна использовать не только ПК, но и другие современные средства обработки информации.
Концепция СППР требует пересмотра существующих подходов к управлению трудовыми процессами в учреждении. По существу на базе СППР формируется новая человеко-машинная трудовая единица с квалификацией труда, его нормированием и оплатой. Она аккумулирует знания и умения конкретного человека (пользователя С1111Р) с интегрированными знаниями и умением, заложенными в ПК.
Современное состояние развития ИТ можно охарактеризовать следующими тенденциями:
• Наличие большого количества промышленно функционирующих баз данных (БД) большого объема, содержащих информацию практически по всем видам деятельности общества.
• Создание технологий, обеспечивающих интерактивный доступ массового пользователя к этим информационным ресурсам. Технической основой данной тенденции явились государственные и частные системы связи и передачи данных общего назначения и специализированные, объединенные в национальные, региональные и глобальные ИВС.
• Расширение функциональных возможностей информационных систем, обеспечивающих параллельную одновременную обработку БД с разнообразной структурой данных, мультиобъектных документов, гиперсред, в том числе реализующих технологии создания и ведения гипертекстовых БД.
Создание локальных, многофункциональных проблемно
ориентированных информационных систем различного назначения на основе мощных ПК и локальных сетей ПК.
• Включение в информационные системы элементов интеллектуализации интерфейса пользователя с системами, экспертных систем, систем машинного перевода, автоиндексирования и других технологических средств.
Ведущие промышленно развитые страны имеют государственную политику в области развития ИТ и соответствующие программы научноисследовательских и опытно-конструкторских работ, которые субсидируются правительством, государственными учреждениями, частными фирмами и ассоциациями.
111.АРМ и автоматизированно-информационные системы.
АРМ — это совокупность методических, языковых, технических и программных средств, позволяющих организовать работу конечных пользователей в некоторой предметной области.
Пользователями АРМ могут быть как работники, имеющие специальную программистскую и инженерную подготовку, так и такой подготовки не имеющие.
Информационное обеспечение АРМ — банк данных, представляющий собой отображение информационных массивов и потоков соответствующей предметной области, для которой проектируется АРМ, то есть, модель предметной области. Банк данных включает одну или несколько баз данных.
Требования, предъявляемые к организации БД, можно условно разделить на три группы.
Первая — общеметодологические требования к БД, СУБД и базам данных в целом, не зависящие от предметной области. Вторая группа определяется предметной областью, информационной моделью. Эти требования определяют вид используемых БД и СУБД. Третья группа связана с технологией передачи информации, выбираемой для реализации АРМ.
Программное обеспечение представляет собой интегрированную прикладную систему, призванную обеспечить решение задач, стоящих перед специалистом конкретной предметной области. Оно включает: общесистемное, прикладное общего назначения и проблемно-ориентированное программное обеспечение.
Техническое обеспечение также является важным элементом АРМ, поскольку его возможности в значительной степени определяются вычислительной техникой, на которой АРМ реализуется.
Поскольку трудовая деятельность человека постоянно связана с восприятием и накоплением и обработкой информации при решении различных задач, а объемы информации постоянно растут, то для реализации этих операций стали создаваться информационные системы, а с появлением ЭВМ автоматизированные информационные системы (АИС).
АИС — это человеко-машинная система, позволяющая проводить автоматизированную обработку информации. В основе АИС лежат технологии баз данных. В развитии АИС можно выделить два поколения:
• 1-е поколение — информационные системы, базирующиеся на автономных файлах. Это системы с простой архитектурой и ограниченным кругом возможностей. Они состоят из набора автономных файлов и комплекса прикладных программ, предназначенных для обработки этих файлов и выдачи документов. Такие системы имеют ряд серьезных недостатков, ограничивающих их широкое применение: высокую избыточность данных, сложность ведения и совместной обработки файлов, зависимость программ от данных;
• 2-е поколение — банки данных. Это системы с высокой степенью интеграции данных и автоматизации управления ими. Они ориентированы на коллективное пользование и в основном лишены недостатков, присущих АИС 1-го поколения.
Пользователей АИС можно разделить на три категории: администраторы системы, отвечающие за ее эксплуатацию, прикладные программисты, разрабатывающие прикладные программы для решения различных задач, и конечные пользователи, которые обращаются к системе для получения необходимых ему данных.
Обращение пользователей к АИС осуществляется в виде запросов. Запрос — это формализованное сообщение, поступающее на вход системы и содержащее условие на поиск данных и указание о том, что необходимо проделать с найденными данными.
Интерпретация выделенных запросов, выполнение действий, указанных в них, формирование и вывод сообщений и документов составляют основные этапы работы АИС. В целом под автоматизированной информационной системой понимается совокупность информационных массивов, технических, программных и языковых средств, предназначенных для сбора, хранения, поиска, обработки и выдачи данных по запросам пользователей.
Использование АИС в различных сферах деятельности может осуществляться одним из двух способов, суть которых состоит в следующем.
• Автономное функционирование системы, при котором АИС не входит в состав других систем и используется самостоятельно. Примером могут служить такие АИС, как документальные (библиотечные) информационно-поисковые системы, предоставляющие пользователю по его запросу перечень документов в интересующей его области, и системы резервирования авиа- и железнодорожных билетов типа «Сирена» и «Экспресс», в которых ответом на запрос пассажира является документ в виде билета либо сообщение об отсутствии свободных мест.
• Использование АИС в качестве составной части другой автоматизированной системы. В этом случае выходные данные могут применяться не только конечными пользователями, но и другими компонентами этой автоматизированной системы с целью дальнейшей обработки и применения в производственном процессе. Так, в обучающих системах АИС содержит изучаемый материал, набор вопросов, задач и ответов, в САПР — нормативно-справочную информацию, сведения о ГОСТах и другие данные, в АСУ — всю информацию, необходимую для управления предприятием, то есть для анализа, оценки, прогнозирования, выработки решений, планирования, контроля исполнения.
Информационные системы можно классифицировать по ряду признаков. По типу хранимых данных они разделяются на документальные информационно-поисковые системы, предназначенные для хранения и обработки документальных данных — адресов хранения документов, наименований, описаний и рефератов, а также текстов документов (библиотечные, библиографические АИС), и фактографические информационно-справочные системы, хранящие и обрабатывающие структурированные данные в виде чисел и текстов. Большинство разрабатываемых АИС представляют собой системы второго класса.
По характеру обработки данных АИС делятся на запросно-ответные или просто справочные и системы, сочетающие в себе информационно-справочную систему с системой обработки данных. Обработка найденных данных выполняется комплексом предусмотренных в системе прикладных программ.
По степени интеграции данных и автоматизации управления ими АИС делятся на системы на автономных файлах и базы данных, где информация сосредоточена в едином информационном массиве, а процесс манипулирования данными автоматизирован.
По степени распределенности АИС делятся на локальные, которые размещаются на одной ЭВМ, и распределенные, которые функционируют в среде вычислительной сети и распределена по ее узлам (серверам и рабочим станциям).
Состав информационной системы выбирается исходя из возлагаемых на нее функций и особенностей решаемых ею задач, в состав включается банки данных и системы управления базами данных.