Лекция 2. Общая характеристика информационных технологий
Основные вопросы:
Структурная и функциональная организация информационных технологий.
Основные функции информационных технологий.
Технологическое, информационное, техническое, программное, математическое, организационное, правовое, эргономическое обеспечение информационных технологий.
Типовые информационные технологии обработки информации: Текстовые процессоры. Графические процессоры. Табличные процессоры. Системы управления базами данных. Интегрированные пакеты. Гипертекст. Мультимедиа. Геоинформационные технологии.
1. Важнейшими функциями любой системы управления являются: получение информации, выполнение процедур по ее обработке с помощью заданных алгоритмов и программ, формирование на основе полученных сведений управленческих решений, определяющих дальнейшее поведение системы.
Поскольку информация фиксируется и передается на материальных носителях, необходимы действия человека и работа технических средств по восприятию, сбору информации, ее записи, передаче, преобразованию, обработке, хранению, поиску и выдаче. Эти действия обеспечивают нормальное протекание информационного процесса и входит в технологию управления. Они реализуются технологическими процессами обработки данных с использованием ПЭВМ и других технических средств.
Автоматизация в общем виде представляет собой комплекс действий и мероприятий технического, организационного и экономического характера, который позволяет снизить степень участия или полностью исключить непосредственное участие человека в осуществлении той или иной функции производственного процесса, процесса управления. Таким образом, АИС можно рассматривать как человеко-машинную систему с автоматизированной технологией получения результатной информации, необходимой для информационного обслуживания специалистов и оптимизации процесса управления в различных сферах человеческой деятельности.
В зависимости от технологического и функционального аспектов рассмотрения АИС может быть разбита на несколько составляющих элементов, представленных на рис. 2.
Используя технологический аспект рассмотрения , в АИС выделяют аппарат управления, а также технико-экономическую информацию, методы и средства ее технологической обработки. Оставшиеся элементы, технологически тесно взаимосвязанные, при условии единого системного использования экономико-математических методов и технических средств управления образуют АИТ.
Являясь человеко-машинной системой, в рамках которой реализуется информационная модель, формализующая процессы обработки данных в условиях новой технологии, АИТ замыкает через себя прямые и обратные информационные связи между объектом управления (ОУ) и аппаратом управления (АУ), а также вводит в систему и выводит из системы потоки внешних информационных связей.
Рис. 2. Структура АИС и АИТ
2. Функции АИТ определяют ее структуру, которая включает следующие процедуры:
сбор и регистрацию данных,
подготовку информационных массивов,
обработку, накопление и хранение данных,
формирование результатной информации,
передачу данных от источников возникновения к месту обработки, а результатов – к потребителям информации для принятия управленческих решений.
Как правило, экономическая информация подвергается всем процедурам преобразования, но в ряде случаев некоторые процедуры могут отсутствовать. Последовательность их выполнения также бывает различной. Рассмотрим особенности выполнения основных процедур преобразования информации.
Сбор и регистрация информации происходит по разному в различных экономических объектах. На предприятии сбор и регистрация информации происходит при выполнении различных хозяйственных операций (прием готовой продукции, получение и отпуск материалов и т.п.), в банках – при выполнении финансово-кредитных операций с юридическими и физическими лицами. В процессе сбора фактической информации производится измерение, подсчет, взвешивание, подсчет купюр, получение временных и количественных характеристик работы отдельных исполнителей. Сбор информации сопровождается ее регистрацией, т.е. фиксацией информации на материальном носителе (документе, машинном носителе), вводом в ПЭВМ. Запись в первичные документы в основном осуществляется вручную. Поэтому процедуры сбора и регистрации остаются пока наиболее трудоемкими, а процесс автоматизации документооборота – актуальным.
Передача информации осуществляется различными способами:
с помощью курьера,
пересылка по почте,
доставка транспортными средствами,
дистанционная передача по каналам связи с помощью других средств коммуникации.
Дистанционная передача по каналам связи сокращает время передачи но требует дополнительных технических средств, что удорожает процесс передачи данных. Предпочтительным является использование технических средств сбора и регистрации с последующей дистанционной передачей ее по каналам связи.
Машинное кодирование это процедура машинного представления информации на машинных носителях в кодах, принятых в ПЭВМ. Такое кодирование информации производится путем переноса данных первичных документов на магнитные диски.
Хранение и накопление экономической информации вызвано многократным ее использованием, применением условно-постоянной, справочной и других видов информации, необходимостью комплектации первичных данных до их обработки. Хранение и накопление информации осуществляется в информационных базах, на машинных носителях в виде информационных массивов, где данные располагаются по установленному в процессе проектирования порядку.
Поиск данных это выборка нужных данных из хранимой информации на основе составленного пользователем запроса.
Обработка экономической информации производится обычно децентрализованно, в местах возникновения первичной информации. Но может производиться и в вычислительных сетях с использованием специальных программных средств. В ходе решения формируются результатные сводки, это могут быть таблицы, графики, рекомендации.
Принятие решения осуществляется специалистом с применением или без применения технических средств но на основе анализа результатной информации, полученной на ПЭВМ. Задача осложняется обычно тем, что специалисту приходится принимать решение из нескольких вариантов.
3. Содержательный аспект рассмотрения элементов АИТ позволяет выявить подсистемы, обеспечивающие технологию функционирования.
Технологическое обеспечение АИТ состоит из подсистем, автоматизирующих информационное обслуживание пользователей, решение задач с применением ЭВМ и других технических средств управления в установленных режимах работы.
Информационное обеспечение представляет собой совокупность проектных решений по объемам, размещению, формам организации информации, циркулирующей в АИТ. Оно включает в себя совокупность показателей, справочных данных, классификаторов, унифицированные системы документации, специально организованные для автоматического обслуживания, массивы информации на соответствующих носителях, а также персонал, обеспечивающий надежность хранения, своевременность и качество технологии обработки информации.
Информационное обеспечение – важнейший элемент АИС и предназначено для отражения информации , характеризующей состояние управляемого объекта и являющейся основой для принятия управленческих решений.
В теории АИС обработки экономической информации информационное обеспечение принято делить на:
системы показателей данной предметной области, например, показатели бухгалтерского учета, финансово-кредитной деятельности, анализа и т.д.,
системы классификации и кодирования,
документацию,
потоки информации, т.е. варианты организации документооборота,
различные информационные массивы (файлы), хранящиеся в машине и на машинных носителях и имеющие различную степень организации.
В ходе проектирования информационного обеспечения, выполняемого совместно с пользователями-экономистами, осуществляются следующие работы:
-определяется состав показателей, необходимый для решения экономических задач, их объемно-временные характеристики и информационные связи,
-разрабатываются различные классификаторы и коды, изучается возможность использования общегосударственных классификаторов,
-выявляется возможность применения унифицированной системы документации для отражения показателей, проектируются формы новых первичных документов, приспособленных к требованиям машинной обработки,
-ведется организация информационного фонда; определяются состав базы данных и его организация, проектируются формы вывода результатов обработки.
Лингвистическое обеспечение объединяет совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц в ходе общения персонала АИТ со средствами вычислительной техники. С помощью лингвистического обеспечения осуществляется общение человека с машиной. Оно включает:
информационные языки для описания структурных единиц информационной базы АИТ (документов, показателей, реквизитов и т.п.),
языковые средства информационно – поисковых систем,
языки управления и манипулирования данными информационной базы АИТ,
языковые средства автоматизации проектирования АИТ,
языковые средства специального назначения,
систему терминов и определений, используемых в процессе разработки и функционирования АИТ.
Техническое обеспечение представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающих работу АИТ. Это технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, размножения информации, оргтехника и другие. Центральное место занимает ПЭВМ и периферийные устройства. Структурными элементами технического обеспечения являются методические и руководящие материалы, техническая документация и обслуживающий эти средства персонал.
Программное обеспечение включает совокупность программ, реализующих функции и задачи АИТ и обеспечивающих устойчивую работу комплексов технических средств. В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программы, а также инструктивно-методические материалы по применению средств программного обеспечения и персонал, занимающийся его разработкой и сопровождением на весь период жизненного цикла АИТ.
К общесистемному программному обеспечению относятся программы, рассчитанные на широкий круг пользователей и предназначенные для организации вычислительного процесса и решений часто встречающихся задач обработки информации. Они позволяют расширить функциональные возможности ЭВМ, автоматизировать планирование очередности вычислительных работ, осуществлять контроли и управление процессом обработки данных, а также автоматизировать работу программистов.
Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разрабатываемых специально при создании АИТ конкретного функционального назначения. Оно включает пакеты прикладных программ, осуществляющих организацию данных и их обработку при решении функциональных задач.
Математическое обеспечение это совокупность математических методов , моделей и алгоритмов обработки информации, используемых при решении функциональных задач и в процессе автоматизации проектировочных работ АИТ. Оно включает средства моделирования процессов управления, методы и средства решения типовых задач управления, методы оптимизации исследуемых управленческих процессов и принятия решений (методы многокритериальной оптимизации, математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и другие). Техническая документация по этому виду обеспечения АИТ содержит описание задач, задания по алгоритмизации, экономико-математические модели задач, текстовые и контрольные примеры их решения. Персонал составляют специалисты по организации управления объектом, постановщики задач управления, специалисты по вычислительным методам, проектировщики АИТ.
Организационное обеспечение представляет собой комплекс документов, регламентирующий деятельность персонала АИТ в условиях функционирования АИС. В процессе решения задач управления данный вид обеспечения определяет взаимодействие работников управленческих служб и персонала АИТ с техническими средствами и между собой. Оно реализуется в различных методических и руководящих материалах по стадиям разработки, внедрения и эксплуатации АИС и АИТ.
Правовое обеспечение представляет собой совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при создании и внедрении АИС и АИТ. Правовое обеспечение на этапе разработки включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика в процессе создания АИС и АИТ, с правовым регулированием различных отклонений в ходе этого процесса, с обеспечением процесса разработки необходимыми ресурсами. Правовое обеспечение на этапе функционирования включает:
-определение их статуса в конкретных отраслях государственного управления,
-правовое положение о компетенции звеньев АИС и АИТ и организации их деятельности,
-права, обязанности и ответственность персонала,
-порядок создания и использования информации в АИС,
-процедуры ее регистрации, сбора, хранения, передачи и обработки,
-порядок приобретения и использования технических средств,
-порядок создания и использования математического и программного обеспечения.
Эргономическое обеспечение это совокупность методов и средств, используемых для создания оптимальных условий высокоэффективной и безошибочной деятельности человека в АИТ, для ее быстрейшего освоения. В состав эргономического обеспечения входят:
комплекс различной документации с эргономическими требованиями к рабочим местам, информационным моделям, условиям деятельности персонала,
набор наиболее целесообразных способов реализации этих требований,
комплекс методов, учебно-методической документации и технических средств, обеспечивающих обоснование формулирования требований к уровню подготовки персонала,
комплекс методов и методик, обеспечивающих высокую эффективность деятельности человека в АИТ.
Типовые информационные технологии обработки информации: Текстовые процессоры. Графические процессоры. Табличные процессоры. Системы управления базами данных. Мультимедиа. Гипертекст. Интегрированные пакеты.
Текстовые процессоры.
Общее название программных средств, предназначенных для создания, редактирования и форматирования простых и комплексных текстовых документов – текстовые процессоры. В настоящее время наибольшее распространение имеет текстовый процессор Microsoft Word. Это связано прежде всего с тем, что разработчики предусмотрели локализацию программы в России, путем включения в нее средств поддержки работы с документами, выполненными на русском языке.
Табличные процессоры.
Работа с таблицами.
Документы табличного вида составляют большую часть документооборота предприятия. Комплекс программных средств, реализующих создание, регистрацию, хранение, редактирование, обработку электронных таблиц и выдачу из на печать принято называть табличным процессором. Электронная таблица представляет собой двумерный массив строк и столбцов, размещенных в памяти компьютера.
Широкое распространение получили программы: SuperCalk, VisiCalk, Lotus-1-2-3, QattroPro, Excel.
Табличный процессор позволяет решать большинство финансовых и административных задач, прогнозирование продаж, изменение рынка, анализ процентных ставок, сметные калькуляции, статистические расчеты и т.п.
Интегрированные пакеты.
На одном рабочем месте пользователь как правило работает с разнотипной информацией. Поэтому отдельные инструменты для обработки текста, графики, числовых данных выходят из моды и на смену им приходят интегрированные пакеты прикладных программ – электронные офисы, содержащие программные продукты, необходимые для повседневной работы.
В интегрированных пакетах использована технология OLE (Object Linking and Embedding - привязка и встраивание) позволяющая связывать объекты, созданные разными ИТ в единый документ. Данная технология обладает следующими свойствами:
концепция составных документов. Возможны две составляющие этой технологии: привязка и встраивание. Если один объект привязан к другому, то изменение оригинала приводит к изменения привязанного объекта. Если документ привязан к нескольким другим, то изменения вносятся во все. Если документ встроен в другой, то изменение оригинала не приводит к изменения встроенного объекта.
Редактирование на месте. И привязанные и встроенные документы можно редактировать в объединенном документу, а не только в оригинале.
Перетаскивание объекта. Т.е., например, перемещение файла с одного диска на другой путем перетаскивания значка (пиктограммы) файла на значок диска назначения.
Гипертекстовая технология.
Обычно любой текст представляется как одна длинная строка символов, которая читается в одном направлении. Гипертекстовая технология заключается в том, что текст представляется как многомерный, т.е. с иерархической структурой типа сети. Материал текста делится на фрагменты. Каждый видимый на экране фрагмент, дополненный многочисленными связями с другими фрагментами, позволяет уточнить информацию об изучаемом объекте и двигаться в определенном направлении по выбранной сети.
Гипертекст обладает нелинейной сетевой формой организации материала, разделенного на фрагменты для каждого из которых указан переход к другим фрагментам по определенным типам связей. Текст теряет свою замкнутость, становится открытым, в него можно вставлять новые фрагменты, указывая для них связи с имеющимися фрагментами. У гипертекста нет заданной структуры и с ним можно работать в различных направлениях.
Фрагменты не обязательно могут быть текстовыми. Они могут быть графическими, музыкальными, видео и пр.
Гипертекстовая технология ориентирована на обработку информации не вместо человека, а вместе с человеком, т.е. она становится авторской. Удобство ее использования состоит в том, что пользователь сам определяет подход к изучению или созданию материала с учетом своих индивидуальных способностей, знаний, уровня квалификации, подготовки. Гипертекст содержит не только информацию, но и аппарат ее эффективного поиска.
Мультимедиа.
Мультимедиа это интерактивная технология, обеспечивающая работу с неподвижными объектами, видеоизображением, анимацией, текстом, звуком. Нашла широкое применение в образовании.
Географические информационные системы (Geographical Information System)
Географические информационные системы (CIS) - пространственные системы поддержки принятия решений: геодемографическое, компьютерное картографирование и автоматизированные шаблоны - так называется группа приложений, основанных на обработке связей в пространстве. GIS собирает, запасает, преобразует, демонстрирует и анализирует данные, пространственно привязанные к земле. GIS имеет дисплей с богатыми возможностями демонстрации окружающей среды, что очень полезно для людей, принимающих решения.
Такие различные области, как управление природными ресурсами, государственная служба, NASA, военное и градостроительное проектирование, использовали GIS в течение 30 лет. Ученые, планировщики, нефтяные и газовые зонды, лесничие, военные и картографы стимулировали эту технологию, развивая сложные возможности для создания, показа и управления географической информацией. В 90-х годах географические компьютерные технологии привлекли внимание деловых пользователей. Сегодня Бюро статистики США обеспечивает бизнес высококачественными кодируемыми географическими данными, чтобы анализировать и манипулировать на рабочем столе с помощью GIS, без оцифровывания карт или сканирования фотографий.
Использование GIS в бизнесе было много лет хорошо охраняемым секретом; самые ранние деловые энтузиасты географических технологий редко говорили о ней из-за ее высокой стоимости. Фирмы типа Mc-Donalds, у которых успех зависит от лучшего расположения, чем у конкурентов, были первыми, кто распознал деловые выгоды от применения GIS.
Выявление удобных участков - одно из наиболее распространенных деловых использований GIS, другие приложения включают рыночный анализ и планирование, материально-техническое снабжение и распределение, технику моделирования эксплуатационных условий и модели территориального расширения банков.
Эти примеры поясняют, как много функциональных областей в бизнесе используют GIS, чтобы распознавать и управлять их географическими зависимостями. Например, стоимость перевозок кажется, очевидно, более важной для транспорта, чем для здравоохранения. Однако связанные со здоровьем приложения GIS включают анализ приемлемых цен и готовность к поездкам по вызовам, планирование расположения услуг и комплектование персоналом в амбулаториях и центрах неотложной помощи, долгосрочное планирование потребностей службы здравоохранения и скорой помощи.
В GIS используются две основные модели для представления и анализа пространственных данных: растровый и векторный подходы. Хотя многие из сегодняшних настольных приложений могут использовать оба, полезно понять их различия.
Растровый подход предполагает разделение пространства на маленькие, одного размера ячейки, расположенные в сетке. В GIS эти ячейки могут задавать диапазон значений и "сознают" их расположение относительно других ячеек. Пиксели на экране компьютера основаны на той же самой идее. Размер ячеек относительно деталей ландшафта определяет точность данных. Спутниковые изображения и другие приложения дистанционного зондирования использовали способность растрового подхода, чтобы распознавать модели, которые встречаются среди больших пространств.
Наиболее знакомое, основанное на растре, применение географической технологии - прогноз погоды, который Вы видите по телевидению каждый день. Анализ данных растра, использующих статистические методы и математические модели, предполагает, что метеорологи отличают дождь от визуальных помех, а лесники распознают пораженные участки леса. Растровый подход доминировал в деловых приложениях для поиска природных богатств. В сельском хозяйстве используется основанная на растре GIS Глобальная навигационная система спутниковых приемников, чтобы планировать и обеспечивать снабжение гербицидами, пестицидами, удобрениями только те части поля, которые в этом нуждаются, избегая ненужного химического пресыщения почвы.
Векторный подход в GIS широко использовался в государственной службе и коммунальных сооружениях и наиболее широко в бизнесе. В векторных системах элементы ландшафта обозначаются точкой, линией или многоугольником. Точки часто используются, чтобы представить маленькие элементы типа адресов клиентов, полюсов энергии или движущихся предметов типа грузовиков. Линии используются для обозначения линейных элементов типа дорог и рек, они могут быть соединены вместе сетями. Многоугольники представляют области и поверхности типа озер, участков земли, коммерческих территорий, округов и почтовых индексов. Связи между векторными элементами называются их топологией; топология определяет, накладываются эти элементы или пересекаются. Векторные системы могут различать, например, остров в озере, пересечение двух дорог и клиентов внутри участка двухкилометрового радиуса.
Большинство GIS использует концепцию "слоя". Различные слои представляют разные типы географических элементов в той же самой области и сложены друг над другом. Слои представляют собой одинаково обработанные прозрачные поверхности карт, чтобы были видны вместе различные географические особенности. Таким образом, намного лучше, чем в бумажных отображениях, электронные слои облегчают географическую обработку и анализ. Вопросы "что может" включают географический анализ:
• Что является соседним для этого элемента?
• Какой участок является самым близким?
• Что содержится внутри этой области?
• Какие элементы пересекаются?
• Сколько элементов и на каком они расстоянии на участке?
Бесконечный объектив с переменным фокусным расстоянием, панорамирование и центрирование, определение расстояния между двумя пунктами, нахождение и маркировка элементов, изменение символов и цвета по требованию - основные возможности для любого GIS. Рабочий стол GIS также обеспечивает пространственную обработку типа пересечения и соединения, назначение географических ссылок на адреса через кодирование и стандартную поддержку языка запроса для взаимодействия с данными атрибута.
Некоторые GIS-приложения автоматизировали сложные задачи поддержки принятия решения типа:
обнаружение кратчайшего (длиннейшего) безопасного маршрута от А до В;
определение, имеются ли другие области с подобными частями;
группировка коммерческих территорий для минимизации внутреннего расстояния проезда, выравнивание потенциала или отсеивание наихудших перспектив. Новые направления в географических технологиях включают:
объемное и динамическое моделирование, чтобы моделировать время и место (типа движения урагана);
показываемые на картах узлы Интернет и другой дружественной клиенту технологии типа VISA Web site, которые будут распознавать три самых близких места к точке ATM;
географические возможности, вложенные в существующие приложения типа электронных таблиц, складов данных и средств добычи данных;
беспроволочные технологии, объединенные с GPS, чтобы поддержать оперативный ввод движущихся объектов типа грузовиков.
Системы управления базами данных
Microsoft Access обладает всеми чертами классической системы управления базами данных (СУБД). Access – это не только мощная, гибкая и простая в использовании СУБД, но и система для разработки приложений баз данных. К числу наиболее мощных средств Access относятся средства разработки объектов – мастера, которые можно использовать для создания таблиц, запросов, различных типов форм и отчетов. В Microsoft Access включены мастера, помогающие производить анализ структуры данных, импортировать электронные таблицы и текстовые данные, повышать быстродействие приложения, создавать и настраивать одно из более, чем двадцати типов приложений с использованием встроенных шаблонов. Чтобы полностью автоматизировать работу приложения, можно использовать макросы для связывания данных с формами и отчетами. Большинство приложений можно создать, не написав ни единой строки программного кода. Однако при необходимости построения действительно сложного приложения можно использовать язык программирования – Visual Basic для приложений.
К областям применения Microsoft Access можно отнести следующие:
в малом бизнесе (бухгалтерский учет, ввод заказов, ведение информации о клиентах, ведение информации о деловых контактах);
в работе по контракту (разработка внутриотраслевых приложений, разработка межотраслевых приложений);
в крупных корпорациях (приложения для рабочих групп, системы обработки информации);
в качестве персональной СУБД (справочник по адресам, ведение инвестиционного портфеля, поваренная книга, каталоги книг, пластинок, видеофильмов и т. п.).