1.2. Перспективы развития информационных технологий

1.2.1. Понятия «перспективные информационные технологии», «информационная среда»

Предметом информатики являются свойства информации, ее поведение в техногенных, социальных и биологических системах, а также методы и технологии, ориентированные на сбор, обработку, хранение, передачу и распространение информации, или кратко информационные технологии.

Научный термин «информационные технологии» появился в конце 1970-х годов. И к сегодняшнему дню существует множество подходов к определению этого термина. Например,

• ИТ – область человеческой деятельности, связанная с созданием систем и устройств для обработки и передачи информации;

• IT = computer + communication + control;

• ИТ – любая форма технологий, используемая человеком для обработки информации.

Исходя из последнего определения, можно выделить следующие этапы развития ИТ (см. табл. 1.1).

Таблица 1.1

Этапы развития ИТ

Этапы развития общества	Форма передачи информации
Ранние этапы развития общества	Ритуальные танцы, обряды, устная речь
Первый этап – способы длительного хранения информации на материальном носителе 25-30 тыс. лет назад	Пещерная живопись, гравировки по кости
Второй этап – регистрация на материальном носителе символьной информации 6 тыс. лет назад	Появление письменности. Носители: камень, кость, дерево, глина, папирус, шелк, бумага
Третий этап 1445 г.	Книгопечатание
Четвертый этап 1946 г.	Появление первой машины для обработки информации
Пятый этап 1982 г.	Публикация эталонной модели взаимодействия открытых систем (открытая систем – система, которая взаимодействует с другими в соответствии с установленными стандартами)

Перспективные информационные технологии (ПИТ) обычно связывают с использованием современной и перспективной электронной техники для обработки информации (ВТ, техника связи, бытовая электроника, теле- и радиовещание).

В значительной степени основу ПИТ составляют следующие технические достижения:

• появление новой среды накопления информации на машинных носителях (раньше - магнитные ленты, микроформы, магнитные диски, сдвиговые регистры на полупроводниковых приборах, сейчас – диски: CD-ROM, CD-RW, магнитооптические и DVD);

• развитие средств связи, обеспечивающих доставку информации практически в любую точку земного шара без существенных ограничений во времени и сети передачи данных, телефонные сети, спутниковая связь);

• возможность автоматизированной обработки информации с помощью ПК по имеющимся алгоритмам (сортировка, классификация, представление в нужной форме, преобразование, оцифровка, визуализация).

Основными задачами информационно-технологических систем являются:

• обеспечение общей инфраструктуры для хранения и передачи дискретной информации (аудио - речь и музыка, изображения в цифровом виде, видео, а также обычные данные и тексты);

• расширение возможностей человека в области комплексной обработки информации, поступающей из окружающей среды по различным каналам человеческого восприятия;

• автоматизация (компьютеризация) обучения и самообучения;

• автоматизация проектирования и изготовления объектов новой техники для поддержки ПИТ (например, сверхбольших интегральных схем), а также программных носителей ПИТ (средств поддержки мультимедиа, виртуальной реальности, аудио, изображений, видео).

Успехи науки и техники последних лет в области биологии, информатики, обработки информации и коммуникаций привели к образованию новой системы знаний, несомненно повлиявшей и сейчас еще больше влияющей на развитие социального мышления и практическую жизнь.

При формировании ПИТ процессы интеграции проявляются в двух следующих направлениях.

1. Пути формирования ПИТ естественно представляются как целенаправленная интеграция систем передачи и обработки информации. При этом ПИТ являются результатом сочетания средств ВТ, связи, хранения и отображения информации (например, средства телекоммуникации, мультимедиа).

2. Широкие возможности интеграции различных видов информации и средств ее обработки открылись в связи с внедрением цифровых методов передачи информации. При этом электрические сигналы, представляющие речь, изображение, музыку, текст, можно формировать в единый «групповой» сигнал, передавать поток цифровых сигналов по одному широкополосному каналу, запоминать передаваемые сигналы в базах данных, производить с ними необходимые операции.

Важнейшие особенности ПИТ состоят в том, что они:

• постоянно развиваются, опережая развитие аппаратуры (вычислительной техники (ВТ) и средств связи);

• постоянно требуют наличия перспективных персональных компьютеров (ПК), объединенных сетями связи;

• обеспечивают доступ неспециалистов по ВТ в вычислительную среду;

• должны допускать постановку, формулировку и решение задач в терминах предметной области пользователя. Для этого необходимо совмещение модели предметной области с моделью решения задачи;

• обеспечивают дружественный интерфейс (пользователь должен работать не с кодированной цифровой информацией, а с естественной визуально-графической; интуитивно-понятный; общение с компьютером на естественном или близком к нему языке, интеллектуальные средства и подсистемы, адаптирующиеся к уровню пользователя и облегчающие его работу);

• включают средства формализации и автоформализации знаний;

• обеспечивают исключение любых посредников при работе пользователя на ПК, доступе к информации, принятии решений, выполнении всех видов работ с разнородной информацией.

В число факторов, определяющих эффективность применения ПИТ, входят:

• наличие материальных средств (закупка оборудования, оплата информационных услуг и услуг связи, развитие материальной базы, дополнительные расходы);

• качество аппаратуры (ПК, устройств ввода-вывода, сетевой, графической, аудиовизуальной, линий и каналов связи, средств доступа, новых устройств);

• наличие ПС поддержки ПИТ;

• квалификация пользователя в области конкретных применяемых средств ПИТ;

• наличие средств методического обеспечения (специальные пособия, книги, журналы);

• квалификация обслуживающего персонала.

Показательно, что средства ПИТ активно используются для поддержки последних трех факторов. В целом же ПИТ направлены на увеличение степени автоматизации всех информационных процессов, что является предпосылкой ускорения темпов научно-технического прогресса.

Одни информационные технологии уже имеют свою историю (как, например, сетевые), другие появились сравнительно недавно (в частности, объектные или виртуальные).

С понятием информационной технологии, как средства, тесно связано понятие информационной среды, как сферы поддержки. Термин «среда» в контексте ПИТ имеет 2 значения:

• носитель информации (medium);

• окружение (environment), в которое «погружен» и в котором функционирует объект. Например, среда выполнения приложений – ПК, оперативная и внешняя память, файлы данных, ОС.

Важнейшим, необходимым и центральным звеном информационной среды, выполняющим роль интегрального носителя информации, является ПК. Поскольку основу ПИТ составляет обработка информации на компьютере, то имеет смысл определить информационную среду как некоторое обобщение таких известных инструментальных (рабочих) сред, как:

• аппаратная среда – комплекс технических средств и дополнительной аппаратуры;

• вычислительная (системная) среда – совокупность аппаратных средств ВТ, ПО и файлов;

• операционная среда, создаваемая средствами ОС, или применительно к сетевым ОС, интегрированная ПС, объединяющая работу всех участников сетевых компьютерных технологий - от администраторов до конечных пользователей. Пример: операционная среда Solaris компании SunSoft;

• программная среда, создаваемая средствами графического интерфейса пользователя (ГИП) ПС;

• коммуникационная среда, которую создают технические и программные средства системы передачи данных.

Информационная среда в контексте ПИТ может рассматриваться как информационное окружение поддержки ПИТ, полигон для применения, развития и совершенствования ПИТ.

Характерные признаки среды – самодостаточность и функциональная полнота: из среды не надо выходить, в ней можно выполнить всю рассматриваемую работу до конца.

Единая классификация информационных сред на сегодняшний день практически отсутствует. Предлагается условно выделить 3 основные группы информационных сред.

1. Телекоммуникационные среды: телекс, телетекс, видеотекс, телетекст, телефакс, телеконференции, электронная почта.

2. Интегрированные среды: гипертекст (условно, но вполне заслуженно, так как он представляет важнейшую структурную идею и основу ПИТ), гиперизображения (также условно по сходной причине), мультимедиа, телевидеоконференции, мультимедиа почта, гипермедиа, эксперттекст.

3. Интеллектуальные комбинированные среды с расширенными возможностями: экспертмедиа, виртуальная реальность, интерактивные интеллектуальные действа (игры, теле- и видеофильмы с альтернативными и гипер-сценариями).

Большое значение имеет и выявление компонент известных и формирующихся информационных сред. Важными компонентами, определяющими облик и основные свойства информационной среды, являются:

• аппаратура поддержки среды – ПК, сетевая, специальная, телевизионная;

• физические составляющие (носители, проблемные формирователи) информации – сигналы, образы: текст (заголовки, абзацы, параграфы, разделы, формулы, таблицы); графика (эскизы, рисунки, чертежи, графики, диаграммы); изображения (одиночные видеокадры, слайды, фотографии); аудио (звуки, речь, музыка, специальные эффекты); видео (фильмы, фрагменты); факсимиле;

• информационные технологии, применяемые для работы с информацией (представления, обработки, ввода-вывода и т.п.) и включающие: описатели – специальные языки программирования, описания и взаимодействия объектов среды, описания сценариев; структуры – форматы хранения и упаковки информации, сцены, шаблоны, фреймы, поля и позиции;

• технологии сложных представлений (интеграции) информации: гипертехнологии визуализации текста и изображений, анимации (мультипликации, морфинга); мультимедиа; искусственного интеллекта (логического вывода, экспертные системы для прогнозирования отклика и поведения); средства, обеспечивающие реактивность среды (тактильного и иного восприятия с ответной реакцией).

Роль и значимость отдельных компонент в различных информационных средах, в общем случае, естественно, различны.

В конкретных информационных средах находят применение десятки уникальных, постоянно развивающихся и часто сменяющих друг друга информационных технологий, связанных с поддержкой описаний и структур наполнения (объектов) среды. За ними стоят языки различного назначения, а также форматы представления, упаковки и хранения данных.

Описатели формируют общеизвестные средства ГИП (графический интерфейс пользователя) среды:

• представление – задает наглядный вид интерфейса, показывающий, как среда выглядит на экране ПК;

• взаимодействие – описывает механизмы, с помощью которых пользователь работает в среде. Это экранные указатели, средства выделения и управления (мышкой, клавиатурой и другими устройствами);

• последовательность действий – как правило, объектно-ориентированная (сначала выбрать объект, затем – действие над ним);

• общие действия – описывают регулярно повторяющиеся действия пользователя в среде (стандартные меню, диалоги, сообщения, специфичные приемы работы и т.п.).

Кроме того, функционирование и развитие упомянутой аппаратуры, использование физических составляющих информации также связаны с применением множества «своих» специфичных информационных технологий. Поэтому, в конечном счете, все информационные технологии являются «инструментами и кирпичиками» для формирования информационных сред.