Методологические основы ИТ

1 Тема: Общие сведения об ИТ.
1.1.
Основные понятия
Технология – наука о законах производства материальных благ,
вкладывая в нее:
 идеологию
(принципы
организации
производства)
–
Информационная часть;
 орудия труда – Инструментальная часть;
 кадры, владеющие соответствующими квалификациями –
Социальная часть;
В узком смысле технология – это совокупность теорий и методов,
определяющих
последовательность
действий
для
реализации
информационного процесса.
Для любой технологии могут быть приняты: цель, предмет и средства.
Цель – повышение качества соответствующей продукции, сокращение
сроков изготовления и снижение себестоимости продукции.
Методология любой технологии включает в себя:
1.
декомпозицию производственного процесса на отдельные
взаимосвязанные и подчиненные процессы (стадии, этапы, фазы,
операции);
2.
реализацию определенной последовательности (выполнение
операций производственного процесса в соответствии с целью
технологии);
3.
технологическая документация, формализующая выполнение всех
составляющих.
В развитии выделяют два этапа:
1 этап: непрерывное совершенствование установившейся базовой
технологии и достижение верхнего предельного уровня ее развития, когда
дальнейшее улучшение является неоправданным из-за больших
экономических вложений.
2 этап: отказ от существующей технологии и переход к принципиально
иной, которую начинают развивать по законам 1 этапа.
Информационная технология (ИТ) – совокупность метода и способов
получения, обработки и представления информации, направленные на
изменение ее состояния, свойств, формы, содержания и осуществляемые в
интересах пользователя.
Производство информационно направлено на целесообразное
использование информационных ресурсов и снабжение ими всех элементов
организационной структуры. Реализуется производство информации путем
создания информационной системы (ИС).
Информационные ресурсы являются информационным сырьем для
любой системы управления, в том числе организационной, а конечным
продуктом является принятие решения, которое осуществляется в
большинстве случаев в условиях недостатка информации. Поэтому степень
использования информационных ресурсов во многом определяет
эффективность работы системы.
Уровни рассмотрения ИТ:
1.
Теоретический – это создание комплекса взаимосвязанных
моделей
информационных
процессов,
совместимых
параметрически и критериально.
2.
Исследовательский – это разработка методов, позволяющих
автоматизировано корректировать оптимальные конкретные
технологии;
3.
Прикладной уровень:
 Инструментальный подуровень – определяют пути и
средства реализации ИТ, которые разделяют на
методические,
информационные,
математические,
алгоритмические, программные и технические;
 Предметный подуровень связан со спецификой конкретной
предметной
области
и
находит
отражение
в
специализированных ИТ.
Внедрение компьютерной технике в информационную сферу и
применение телекоммуникационных средств связи привели к новому
названию ИТ – новые компьютерные (современные) ИТ.
Новая ИТ – ИТ с «дружественным» интерфейсом работы пользователя,
использующая компьютер и телекоммуникационные средства.
Принципы новых ИТ:
 интерактивный (диагональный) режим работы пользователя с
компьютером;
 интегрированность – взаимосвязь, стыковка систем с разными
программами;
 гибкость процессов изменения как данных, так и постановки
задач.
1.2. История и этапы технологии обработки информации. Этапы
эволюции ИТ.
Эволюция ИТ наиболее ярко прослеживается на процессах хранения,
транспортировки и обработки информации.
Этапы развития технологии:
Нулевой этап: до н.э. – конец 19 века.
1 поколение: 1 половина 20в.
Появление автоматизированной вычислительной техники. Первые
попытки сбора, хранения и обработки информации в том смысле, в котором
мы это понимаем (электронно-механическом). Связано с появлением
электронно-механических устройств (арифмометр). Появились перфокарты.
2 поколение: 1950-1980 гг.
Появление электронно-вычислительной техники. В качестве носителей
информации появились перфокарты, магнитные ленты. Ключевым моментом
является то, что обработка информации стала осуществляться программным
путем с применением электронно-вычислительной техники. На этом этапе
ИТ позволили хранить большие массы информации, но обработка
выполнялась в пакетном режиме на вычислительных центрах.
3 поколение: 1970-1980 гг.
Связано с внедрением оперативного доступа к данным в интерактивном
режиме, основанном на использовании БД с оперативными транзакциями.
4 поколение: 1980 до 1990 гг.
Появилась идея создания реляционных БД, которые обладали
унифицированным языком, навигацией по данным, появилась возможность
организации интерфейса пользователя более высокого интерактивного
уровня. Появилась архитектура клиент-сервер. Стали развиваться сетевые
технологии. Начало распределения реляционных БД.
5 поколение: 1995Связано с переходом от традиционных БД хранящих системную
информацию к объектно-реляционным, т.е. содержащие данные со сложным
поведением-мультимедиа информация. Быстрое развитие интернет
технологий, широкое использование www технологий и все, что связано с
совершенствованием сетевых телекоммуникаций.
Основные задачи, которые надо решать:
 определение модели данных для их новых типов;
 масштабирование БД по размеру, по пространственному
размещению и по многообразию;
 автоматическое обнаружение тенденций изменения данных, их
структур и аномалий;
 создание сценариев и управление потоками процессов;
 автоматизация, проектирование и администрирование БД.
1.3. Проблемы использования ИТ.
Для ИТ является вполне естественным то, что они устаревают и
заменяются новыми. При внедрении ИТ в организации необходимо оценить
риск отставания от конкурентов. В результате устаревание технологии, т.к.
инд. Продукты как никакие другие виды материальных товаров имеют
чрезвычайно высокую скорость сменяемости новыми видами и версиями.
Если в процессе внедрения ИТ этому факту не уделять достаточно
внимания, то возможно, что к моменту завершения перехода фирмы на
новую ИТ, она уже устареет и придется применять меры по ее модернизации.
Такие неудачи с внедрением ИТ обычно связывают с несовершенством
технических и программных средств. Тогда как основной причиной является
отсутствие или слабая проработанность методологии ИТ.
Методология использования ИТ.
Различают две методологии:
 централизованная;
 децентрализованная;
 смешенная (рациональная).
Централизованная обработка информации на аппаратном средстве
вычислительного центра была первой сложившейся методологией.
Достоинства:
1. возможность обращения пользователя к большим массивам
информации и к информационной продукции широкой
номенклатуры;
2. сравнительная легкость внедрения методологических решений по
развитию
и
совершенствованию
ИТ,
благодаря
их
централизованному использованию.
Недостатки:
1. ограниченная ответственность низшего персонала, который не
способствует
оперативному
получению
информации
пользователем;
2. ограничение возможностей пользователя в процессе получения и
использования информации.
Децентрализованная обработка связана с появлением компьютеров и
телекоммуникационных систем.
Достоинства:
1. гибкость структуры, обеспечивающая простор инициативы
пользователя;
2. усиление ответственности низшего звена сотрудника;
3. уменьшение потребности в использовании центрального
компьютера;
4. более полная реализация творческого потенциала пользователя.
Недостатки:
1. сложность стандартизации из-за применения большого числа
уникальных разработок пользования;
2. психологическое
неприятие
пользователями
стандартов,
рекомендуемых
вычислительным
центром
и
готовых
программных продуктов (каждый хочет пользоваться тем, чем он
привык);
3. неравномерность развития уровня ИТ на локальных местах, что
определяется уровнем квалификации конкретных специалистов.
Рациональная обработка:
1. При таком переходе вычислительный центр должен отвечать за
выработку общей стратегии использования ИТ, помогать
получателям в работе и их обучению, устанавливать стандарты и
определять политику использования программных и аппаратных
средств.
2. Персонал должен придерживаться общих указаний, но уметь
разрабатывать свои локальные системы и технологии в
соответствии с общим планом организации.
Такая методология позволяет достичь большой гибкости, поддерживать
общие стандарты, осуществлять совместимость информационных локальных
продуктов, снизить дублирование деятельности.
Выбор варианта внедрения ИТ в организации.
Существует две конструкции внедрения ИТ:
1. Ориентированная на существующую структуру фирмы.
Здесь ИТ приспосабливается к структуре и происходит лишь
модернизация методов работы в организации. Коммуникации
развиты слабо, изменяется работа на отдельных рабочих местах.
При этом затраты не очень значительны, стоимость риска от
внедрения ИТ не высока. Однако при этой концепции существует
необходимость непрерывных изменений формы представляемой
информации, приспособленной к конкретным технологическим
процессам и технологическим средствам.
2. Ориентированная на будущую структуру фирмы.
Эта стратегия предполагает максимальное развитие коммуникаций
и разработку новых организационных связей, то есть предполагает
конкретное
изменение
структуры
фирмы.
При
этом
предусматривается рациональное распределение архивов данных,
снижается объем информации, которая циркулирует в
организации и достигается сбалансированность между решаемыми
задачами.
Достоинства:
1. Рационализация организационной структуры;
2. Максимальная занятость всех работников
3. Высокий профессиональный уровень всех специалистов в области
ИТ;
4. Интеграция профессиональных функций за счет сетевых
технологий;
Недостатки:
1. Существенные затраты, особенно на первом этапе, который связан
с разработкой общих подходов;
2. Наличие психологической напряженности в коллективах, которая
вызывается предполагаемыми изменениями.
Любая новая ИТ в организации должна быть такой, чтобы уровни
информации и подсистемы, ее обрабатывающие, связывались между собой
единым массивом информации.
В этих случаях предъявляются требования:
1. Структура
системы
обработки
информации
должна
соответствовать распределению полномочий в фирме;
2. Информация внутри системы должна функционировать так, чтобы
достаточно полно отражать уровни управления.
Тема 2: Системный подход и типизация ИТ.
2.1 Типизация ИТ. Глобальные, предметные и базовые ИТ.
Так как информационная технология представляет собой совокупность
четко определенных целенаправленных действий персонала по переработке
информации на компьютерах, то разработка любой ИТ начинается с
определения ее цели с дальнейшей ее декомпозицией и проведением
структурирования всех предполагаемых действий, приводящих к
достижению этих частных и конечных целей. Такой подход путем
формирования целей и описания действий необходимых для их достижения
позволит выделить стадии, этапы, фазы, действия, совокупности которых
будут образовывать типовые (инвариантные к предметной области) и
специфические (определяемые предметным приложением) ИТ.
Информационная
технология
базируется
на
реализации
информационных процессов, разнообразие, которых требует в свою очередь
выделять базовые, то есть характерные для любой ИТ. Базовый
информационный процесс основан на использовании стандартных моделей и
инструментальных средств и может быть использован в качестве составной
части ИТ.
Отнесем к базовым информационным процессам следующие:
1. Извлечение информации;
2. Транспортирование информации;
3. Хранение информации;
4. Представление и использование информации.
2+3+4 – Преобразование информации.
Извлечение информации.
Процесс извлечения информации связан с переходом от реального
представления предметной области к его описанию в формальном виде или в
виде данных, которые отражают это представление. Например: надо
определиться, исходя из целевых установок на разных уровнях дерево целей,
какие данные будут использоваться. А именно: их тип, приблизительные
объемы, необходимость обработки, потребности в коммуникации данных
(обмен).
Транспортирование информации
В процессе транспортировании осуществляется передача информации на
расстоянии для ускоренного обмена и организации быстрого доступа к ней,
используя при этом различные способы преобразования. Здесь надо
определить, кто будет обмениваться информацией, в какой форме она будет
передаваться, на какие расстояния, где последовательно, а где параллельно
будет обмен.
Процесс обработки информации
Процесс обработки информации состоит в получении одних
информационных объектов из других, путем применения специальных
алгоритмов обработки. Этот процесс является одной из основных операций,
выполняемых над информацией и главным средством увеличения ее объема
и разнообразия. Формирование наборов алгоритмов обработки также
определяется деревом целей, технологией. Этот набор декомпозируют и
конкретизируют в интересах прикладных задач и предметной области, то
есть что и зачем надо обрабатывать.
Хранение информации
Хранение связано с необходимостью накопления и долговременного
хранения данных, обеспечением их актуальности, целостности безопасности
и доступности. Организация хранения зависит от потребностей доступа к
этой информации, ее конфиденциальности. Может быть организовано
централизованное или распределенное хранение с разграничением доступа
или без в различной форме доступа (например, только для чтения и т.д.). Как
правило все эти варианты организации хранения информации используются
комплексно.
Представление и использование информации
Процесс представления и использования информации направлен на
решение задачи доступа к этой информации в удобной для пользователя
форме. Зависит от типа используемых в технологии данных. В этом процессе
определяются, исходя из потребностей визуализации или документирования
фиксированного отображения или в интерактивном режиме. Конкретизация
этих процессов так же определяется деревом целей ИТ.
Очевидно, что многообразие базовых информационных процессов
определяется, прежде всего, различным характером данных (числовые,
графические, аудио, видео и др.), а так же спецификой реализации
функциональных задач с этой информацией. Заметим, что пока мы не
затрагиваем специфику, которая определяется прикладным характером (то
есть, кто и зачем использует информацию) и предметной областью, в
которой используется эта ИТ. То есть пока мы рассуждаем на низших
уровнях дерева целей, которые определяют содержание и особенности
функциональных задач в составе рассматриваемых ИТ. Значит можно
сказать, что совокупность базовых информационных процессов,
учитывающая специфику типа информации и реализуемых функциональных
задач с этой информацией образует так называемые базовые ИТ.
Среди базовых ИТ выделим:
1. Мультимедиа технологии (преобразование аудио и видео
информации);
2. Геоинформационные
технологии
(преобразование
картографической информации)
Для 1 и 2 характерно то, что они образуются базовыми
информационными
процессами
с
учетом
специфики
представления информации.
3. Технология защиты информации. Они определяются спецификой
организации базового информационного процесса хранения и
доступа к информации (специфика функциональных задач)
4. Телекоммуникационные технологии (на расстоянии). Они
определяются спецификой базового информационного процесса,
транспортирования или передачи информации.
5. CASE-технологии (проектирование, моделирование)
6. Технологии
искусственного
интеллекта.
Определяется
особенностями информационных процессов обработки и
представления информации.
7. Традиционная базовая технология. Она не содержит указанные
специфики
информации
и
функциональных
задач
и
преобразования, а использует традиционные данные (числовые,
документальные и т.д.) и базовые процессы их преобразования
(хранение, обработка и представления)
Следующим признаком типизации ИТ может служить специфика
решаемых прикладных задач.
Исходя из этой специфики выделим прикладные ИТ:
1. Информационная технология обработки данных.
Предназначена для решения хорошо структурированных задач, по
которым имеются необходимые входные данные, известны алгоритмы и
другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется
на уровнях операционной (исполнительской) деятельности персонала в целях
автоматизации некоторых рутинных, постоянно повторяющихся операций
управленческого труда, что соответственно повышает производительность
труда.
2. Информационная технология управления
Ее целью является удовлетворение информационной потребностей всех
сотрудников организации, имеющих дело с принятием решений. Эта
технология ориентирована на работу в среде ИС управления. Она
используется при не очень хорошей структурированности решаемых задач,
если их сравнивать с технологией обработки данных. Для принятия решений
на уровне управленческого контроля информации должна быть представлена
в агрегированном (обобщенном) виде так, чтобы просматривались тенденции
изменения данных. Причины отклонений и возможные решения по этим
отклонениям.
Если речь идет об управлении деятельностью некоторой организацией,
то такие системы и технологии называются информационными системами и
технологиями организационного управления. Такая технология управления
направлена как правило на создание различных видов отчетов.
Использование отчетов для поддержки управления особо эффективно при
реализации так называемого управления по отклонениям, которое
предполагает, что главным содержанием получаемых менеджером данных
должны являться отклонения состояния хозяйственной деятельности фирмы
от некоторых установленных стандартов, например от ее запланированного
состояния.
При использовании в фирме принципов управления по отклонениям к
создаваемым отчетам предъявляется следующие требования:
 Отчет должен создаваться, когда отклонение произошло.
 Сведения в отчете должны быть отсортированы по значению
критического для данного отклонения показателю.
 Все отклонения желательно показать вместе, чтобы менеджер мог
уловить существующую между ними связь
 В отчете необходимо показать количественное отклонение
параметра от нормы.
3. Информационная технология офиса.
Организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри
организации, так и с внешней на базе компьютерных сетей и других
современных средств обмена информации. Автоматизированный офис
привлекателен для менеджеров, всех уровней управления в фирме, так как он
позволяет повысить производительность труда исполнительного персонала и
является как бы основой для разработки и внедрения ИТ организационного
управления, обеспечивая последнюю различной исходной информационнооперационного (исполнительского) уровня, а именно данными о текущем
состоянии процесса управления, действующими нормативными документами
и требованиями.
4. ИТ поддержки принятия решения (ППР)
В ее основе лежит качественно новый метод взаимодействия человека и
компьютера для выработки решения. Выработка решения, которое является
основной целью технологии происходит в результате итерационного
процесса (последовательный), в котором участвует:
 СППР (Система поддержки принятия решения) в роли
вычислительного звена, которая является как бы объектом
управления;
 Человек как управляющее звено, создающее исходное условие и
создающее результат.
Отличительные характеристики СППР:
 Ориентация на решение плохо структурированных задач, т.е. слабо
формализованных задач;
 Сочетание традиционных методов и информационных процессов
доступа и обработки информации с возможностями использования
специализированных математических моделей и методов решения
задач на их основе;
 Направленность
на
непрофессионального
пользователя
компьютером;
 Высокая
адаптированность,
обеспечивающая
возможность
приспосабливаться к особенностям имеющегося программного и
технического обеспечения, а так же требованиям пользователя.
5. Информационная технология экспертных систем.
Основана на использовании элементов искусственного интеллекта и
дает возможность специалистам получать консультации экспертов по любым
проблемам по системам накопленных знаний. Главная идея заключается в
том, чтобы получить от экспертов их знания и, загрузив их в память
компьютера, использовать их всякий раз, когда в этом возникает
необходимость. В этих системах появляются новые формы представления
информации – знания. Информационная технология экспертных систем
трансформирует опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму
эвристических знаний, так называемых эвристик.
Эвристики не гарантируют получение оптимального с такой же
уверенностью как обычный алгоритм используемый в ИТ ППР. Однако такие
эвристики дают в достаточной степени приемлемые решения для
практического использования. Все это делает возможным использовать ИТ
экспертных систем в качестве советующей системы.
Сходства ИТ экспертных и принятия решения состоит в том, что оби
они обеспечивают высокий уровень ППР.
Есть различия:
 Решения проблемы в рамках СППР отражает уровень ее понимания
пользователями и его возможности получить и осмыслить
решение. Экспертная система предполагает пользователю принять
решение превосходящее ее возможности, используя опыт более
квалифицированных специалистов.
 Экспертные системы способны пояснить свои рассуждения в
процессе принятия решения. Очень часто эти пояснения
оказываются более важными для пользователя чем само решение.
 В экспертных системах используются новые компоненты ИТ – это
знания. А в СППР используется информация в форме данных.
6. Информационная
технология
автоматизированного
проектирования.
Позволяет автоматизировать трудоемкие процедуры проектного
конструкторского, технологического и прочего характера. Эту технологию
реализуют системы автоматизированного проектирования (САПР).
Создание продуктов в САПР можно сгруппировать по след
направлениям:
 Универсальный графический пакет для плоского черчения, для
объемного моделирования и фото реалистичные визуализации.
 Открытая графическая среда для создания приложений (САПР в
традиционном
понимании
для
решения
проектных,
конструкторских задач).
 Графический редактор и графическая среда приложения
 Открытая среда конструкторского проектирования
 САПР для непрофессионалов (домашнего использования)
Сложность задач АПР связано с многообразием и спецификой
конкретных областей. Естественным является то, что САПР наиболее
распространены в промышленности.
Заметим, что кроме специфики решаемых прикладных задач
существенное влияние на содержание и особенности реализации ИТ
оказывает предметная область, для которой она предназначена. Очевидно,
что в интересах экономики, в частности производства культуры и искусства,
образов и науки и т.д. используется информационно-различные формы
представления и специфического функционирования
задачи по
преобразованию этой информации со своими специфическими прикладными
целями, этому базируясь на базовой информационных процессах, базовых
ИТ.
На практике выделяют предметные ИТ. К ним относятся:
 ИТ в административном управлении
 ИТ в промышленности и экономике
 ИТ в научных исследованиях
 ИТ в образовании
 ИТ в СМИ
 ИТ в дизайне и др.
Более подробно их будем рассматривать позднее. Рассмотренные
прикладные и предметные ИТ иногда объединяют в один класс и называют
конкретными ИТ. Их конкретность определяется спецификой предметной
области и решаемых задач в этой ИТ.
7. Наконец наивысшем уровнем в иерархии типов ИТ является
глобальные ИТ – интернет (интранет (работает внутри группы)). Эта
технология занимает особое место и предназначена для обеспечения доступа
к информации различного вида и назначения большего числа пользователей,
т.е. ее потребителей. Такая технология относится к классу открытых систем,
т.е. допускает возможность существенного расширения по количеству
работающих в ней потребителей. Базовой (системообразующей) технологией
в интернет является Web-технология, позволяющая формировать
интерактивное
гипертекстовое
информационное
пространство
пользователей.
Интранет технология использует так же те же принципы и методологию
как интернет. С той лишь разницей, что строится интранет в корпоративных
интересах и масштабах. Хотя, если это необходимо, из нее легко
организуется доступ к ресурсам глобальной информационной сети интернет.
Интернет является исключительно сетевой технологией, т.е.базируется
на телекоммуникационных технологиях. Т.о. любая конкретная технология
определяется в результате компиляции и синтеза базовых технологий с
учетом специфики предметной области, решаемых задач в прикладном
смысле и средств реализации. Средства реализации ИТ являются
инструментальной базой для их реализации.
К таким средствам относят:
 Методические средства, которые определяют требования при
разработке, внедрении и эксплуатации ИТ. Обеспечивая
информационную,
программную
и
технологическую
совместимость. Наиболее важными из них являются требования по
стандартизации.
 Информационные средства, которые обеспечивают эффективное
представление предметной области. К их числу относятся
информационные модели, системы классификации и кодирования
информации (общероссийские, отраслевые и др.)
 Математические средства включают в себя методы решения
функциональных задач и модели организации информационных
процессов, обеспечивающие эффективное принятие решений.
Математические
средства
автоматически
переходят
в
алгоритмические, которые обеспечивают их реализацию.
 Программные и технические средства, которые задают уровень
реализации ИТ как при ее создании, так и при ее реализации.