Структура современной информационной технологии

Структура – это понятие, относящееся к теории систем. Структуру имеет любая система. Структура – это совокупность элементов системы и связей между ними. Таким образом, структура описывает организацию системы, какие её элементы и с помощью каких связей взаимодействуют друг с другом, какова направленность и сила этих связей. Если рассматривать современную информационную технологию как систему, то можно описать её структуру, для чего будет необходимо выделить основные элементы таких технологий и связей между ними.

По уровням моделирования процессов и явлений реального мира можно различать глобальную, базовую и конкретную информационные технологии.

Глобальная информационная технология включает модели, методы и средства формирования и использования информационных ресурсов в обществе. В неё включаются общие для всех или почти всех информационных технологий более низкого уровня методы и средства работы с информацией. Такая технология может существовать в силу того, что информация – это общее для всех сфер человеческой деятельности понятие, с которым можно работать сходными методами, независимо от конкретных её применений. Такую технологию выгодно разрабатывать и внедрять в силу её общности, её массовое тиражирование является выгодным бизнесом, привлекает инвестиции, поэтому сфера информационных технологий быстро развивается во всём мире. К глобальным информационным технологиям можно отнести, например, развитие и совершенствование способов доступа и поиска информации в сети Интернет, использование компьютеров для автоматизированной обработки информации, использование оборудования и программного обеспечения локальных сетей для обмена данными, использование операционных систем для разработки и эксплуатации различных прикладных программ и т.п. Особенность глобальной информационной технологии в том, что её можно разрабатывать и внедрять безотносительно к будущим конкретным применениям. Например, в сети Интернет могут с разными целями работать разные пользователи, одними и теми же компьютерами, операционными системами и СУБД могут пользоваться в своих сферах профессиональной деятельности специалисты самых различных областей и т.п.

Базовая информационная технология ориентируется на определенную область применения (производство, научные исследования, проектирование, обучение и т.д.). Базовая технология должна задавать модели, методы и средства решения информационных задач в своей предметной области. Поэтому базовая информационная технология обычно разрабатывается на основе средств и методов соответствующих глобальных технологий. Базовые технологии задают принципы и методы решения задач тех или иных предметных областей с помощью современных информационных технологий. Например, базовой информационной технологией можно считать разработку конкретной информационной бухгалтерской системы и методов её использования бухгалтерами, разработку пакета программ прикладной статистики, разработку какой-то обучающей компьютерной системы и т.п.

Конкретные информационные технологии задают обработку данных в конкретных задачах пользователей. В некоторых случаях для этого пользователям приходится писать или заказывает свои индивидуальные прикладные программы. Чаще всего это требуется для обработки уникальных данных каких-то научных экспериментов. Большинство пользователей собственных конкретные информационные технологии разрабатывает в виде письменных или устных инструкций по применению базовых информационных технологий в решении своих задач, либо в виде совокупности собственных массивов данных, настроек интерфейса, разработки макросов или программных модулей, предназначенных для использования в базовых информационных технологиях. Например, конкретной информационной технологией в форме инструкций можно считать методы использования информационной бухгалтерской системы для получения конкретной информации, необходимой конкретному бухгалтеру в процессе его профессиональной деятельности. Конкретной информационной технологией в форме инструкций и собственных массивов данных можно считать использование пакета прикладных программ прикладной статистики для обработки данных конкретного эксперимента.

Применительно к ИТ приведенный ранее набор компонент структуры технологической системы конкретизирован в следующей таблице:

Технические средства (hardware)	Программно-алгоритмическое обеспечение (software)	Организационное обеспечение (orgware)
ЭВМ Средства передачи данных Средства связи Организационная техника	Математические. Модели и алгоритмы Общесистемное ПО Прикладное ПО Базы данных Документация	Организационная структура системы Кадровое обеспечение Административно-правовые регуляторы Нормативы, инструкции Диспетчеризация работ Учеба кадров

Внутренняя структура информационной технологии определяется набором взаимодействующих информационных процессов, посредством которых реализуются методы данной информационной технологии. Под информационным процессом здесь понимается процесс изменения и распространения информации во времени и в пространстве. В ходе информационного процесса изменяется содержание или форма представления информации. Видами таких процессов являются: получение, накопление, передача, обработка, отображение информации. Каждый из этих процессов содержит определенный набор процедур, реализуемых с помощью информационных операций.

В информатике рассмотрение различных систем и процессов происходит на трех уровнях описания, соответствующих уровням моделирования информационных процессов. Этими уровнями являются соответственно концептуальный, логический и физический. На каждом уровне формируется информационно-логическая модель информационного процесса, а различаются эти модели уровнями подробности представления процессов.

Концептуальный уровень (концептуальная модель) – это содержательное описание системы или процесса, использующее язык соответствующей предметной области и оперирующее понятиями этой предметной области. Это содержательное описание должно быть достаточно полным и подробным для формирования задания для разработок следующего уровня – логического.

Логический уровень (логическая модель) – это формализованное описание информационных процессов на языке информационных или математических моделей. Такое описание в современных промышленных разработках составляется на уровне объектов информационных процессов и связей между ними, а также алгоритмов использования этих объектов для решения задач пользователей.

Физический уровень (физическая модель) – это описание реализации информационного процесса на языке аппаратно-программных средств. На этом уровне разрабатываются аппаратура и программные средства и системы для обеспечения выполнения реальных запросов пользователей соответствующих информационных технологий. На этом уровне разрабатываются и эксплуатируются конкретные компьютерные системы, оснащённые необходимым программным обеспечением. А это программное обеспечение, в свою очередь, реализует разработанные на предыдущем логическом уровне алгоритмы.

Применительно к информационной технологии это означает содержательное описание используемых в ней информационных процессов и процедур на концептуальном уровне, описание в виде набора моделей (информационных, математических и т.д.) процессов и их составляющих на логическом уровне и реализацию информационных процессов в виде совокупности аппаратных средств, системного и прикладного программного обеспечения на физическом уровне.

Структура концептуальной модели базовой информационной технологии, построенная на основе концептуальной модели, может быть представлена следующим образом.

Наименование процесса	Содержание процесса
Получение информации	Сбор, подготовка, ввод данных
Накопление информации	Архивирование, обновление, поиск
Обработка данных	Преобразование, логический вывод, генерация знаний
Передача данных	Коммутация, маршрутизация, обмен
Отображение данных	Перевод данных в цифровую форму, визуализация данных в виде символов, графиков, изображений, звука Синтез речи

В левой части схемы представлены основные процессы, которые могут входить в состав информационной технологии, и информационные связи между ними, а в правой части – основные процедуры, которые могут быть в составе этих процессов. Все процессы в большей или меньшей степени связаны между собой, используют результаты работы других процессов.

Назначение указанных процедур определяется общим назначением информационной технологии – получение информационного продукта на основе соответствующих информационных ресурсов и их принадлежностью определенным информационным процессам. Формирование информационного ресурса начинается с процедуры сбора информации, т.е. получения информационного отображения предметной области. Процедура подготовки включает структурирование собранной информации и определение ее достоверности, полноты, непротиворечивости и т.д. Наконец, процедура ввода осуществляет перенос информации в память компьютера в форме машинных данных.

Следующая группа процедур, относящаяся к информационному процессу накопления, обеспечивает длительное и безопасное хранение данных, их поддержание в актуальном состоянии, соответствующем потребностям решаемых задач и быстрое нахождение требуемых данных. Процедуры, относящиеся к информационному процессу обработки, реализуют алгоритмы решения некоторого класса задач, типы которых определяются спецификой конкретной предметной области, в которой применяется информационная технология, и информационными потребностями пользователей.

Процедуры передачи данных предназначены для обмена информацией по каналам связи, объединяющим некоторое количество компьютеров в сеть. Они включают как процедуры организации сети (коммутация пакетов и их маршрутизация), так и собственно обмен данными.

Процедуры информационного процесса отображения предназначены для преобразования машинных данных в форму, удобную для человеческого восприятия и использования.

В информатике часто используются слова информация и данные, причем часто как взаимозаменяемые. Хотя в необходимых случаях специалисты отмечают и их смысловое различие. Например, «информация кодируется с помощью данных и извлекается путем их декодирования и интерпретации». Кодирование информации происходит в процессе ввода ее в память компьютера, и можно считать, что данные – это информация, представленная в специальной фиксированной форме, пригодной для последующей компьютерной обработки, хранения и передачи.

В этом смысле представленные выше информационные процессы накопления, обработки и передачи манипулируют именно с данными, а процесс получения обеспечивает поступление информации и её превращение в данные, так же как процесс отображения выполняет обратную функцию превращения данных в информацию.