- •Кафедра «Вычислительные системы и информационная безопасность»
- •Лекция №1. Информационные системы в науке
- •Метод — это способ достижения цели, программа построения и применения теории. Методы научных
- •Рациональная организация научно-исследовательских работ строится с использованием принципов системного подхода и схематично может
- •Исходя из задач научных исследований и порядка их реализации можно определить следующие основные
- •1.2. Виды научно-технической информации и ее обработка
- •Основным источником информации являются научные документы, которые по способу представления могут быть текстовыми,
- •Сбор и обработка научно-технической информации может быть выполнена следующими способами: анкетированием, собеседованием, экспертным
- •В проработке и автоматизации НТИ преобладают операции:
- •1.3. Понятие информационной системы
- •Процессы, обеспечивающие работу информационной системы любого назначения, условно можно представить в виде схемы
- •Информационная система определяется следующими свойствами:
- •1.4. Структура информационной системы Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее
- •Унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель
- •1.5. Общая архитектура информационных и информационно-аналитических систем
- •Поддержка принятия управленческих решений на основе накопленных данных может выполняться в трех базовых
- •2.Сфера агрегированных показателей и данных. Комплексный взгляд на собранную в хранилище данных информацию,
- •Следует отметить, что в последние годы в мире оформился ряд новых концепций хранения
- •1.6. Концепция хранилищ данных (Data Warehouse)
- •Данные из OLTP-системы копируются в хранилище данных таким образом, чтобы при построении отчётов
- •1.7. Концепция витрин данных (Data Mart)
- •1.8. Смешанная концепция витрин данных и хранилищ данных
- •1.9. Оперативная аналитическая обработка данных (OLAP)
- •1.10. Интеллектуальный анализ данных (Data Mining)
- •Современные технологии Data Mining (discovery-driven data mining) перелопачивают информацию с целью автоматического поиска
- •Лекция №2. Виды информационных систем
- ••Структурированная (формализуемая) задача – это задача, где известны все ее элементы и взаимосвязи
- •Информационные
- •Информационные системы, разрабатывающие альтернативы решений, могут быть модельными и экспертными.
- ••Экспертные информационные системы обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив пользователем за счет создания
- •2.1.2. Классификация ИС по архитектуре
- •2.1.3. Классификация ИС по степени автоматизации
- •2.2. Безопасность информационных систем и технологий
- •Все угрозы информационным системам можно объединить в обобщающие их три группы.
- •• программные методы – это самые распространённые методы за щиты информации (например, программы
- •Защита информации от несанкционированного доступа – это комплексная проблема, подразумевающая решение следующих вопросов:
- •Брандмауэр (межсетевой экран) – это «полупроницаемая мембрана», которая располагается между защищаемым внутренним сегментом
- •Криптографическое закрытие информации. Активно развиваются и внедряются криптографические компьютерные технологии, направленные на обеспечение
- •Электронная цифровая подпись – это последовательность символов, полученная в результате криптографического преобразования исходной
- •Электронная цифровая подпись – это последовательность символов, полученная в результате криптографического преобразования исходной
- •2.3. Системы электронного документооборота
- •Основные принципы электронного документооборота:
- •Классификация систем электронного документооборота
- •2.4. Геоинформационные системы
- •2.5. Системы потоковой трансляции (аудио-видео конференции)
- •2.6. Информационные технологии дистанционного обучения
- •К образовательным технологиям, наиболее приспособленным для использования в дистанционном обучении, относятся:
- •2.6. Информационные технологии дистанционного обучения
- •Дистанционные образовательные технологии с использованием Интернета применяются как для освоения отдельных курсов повышения
- •2.7. Автоматизированные информационно-библиотечные системы
- •В результате комплексной автоматизации процессов комплектования, обработки документов, поддержки библиографических и фактографических ресурсов,
- •Лекция №3. Компьютерное моделирование
- •Качественные выводы, сделанные по результатам компьютерного моделирования, позволяют обнаружить такие свойства сложной системы,
- •Преимущества компьютерного моделирования
- •Основные этапы компьютерного моделирования
- •4.Разработка компьютерной модели
- •Практическое применение моделирования
- •Имитационное моделирование
- •Принятие решений в условиях риска, например, требует ведения диалоговых процедур формирования статистически достоверных
- •Преимущества системно-динамического моделирования заключаются в следующем: системно- динамический подход начинается с попытки понять
- •Иногда поведение таких систем оказывается настолько сложным, что его понимание лежит вне возможностей
- •Модели образования и науки в самом общем виде представляют собой модели ресурсного типа
- •Применение имитационного моделирования
- •Три подхода имитационного моделирования
- •Лекция №4. Пакеты прикладных программ
- •Наличие языковых средств. Другой особенностью ППП является наличие в его составе специализированных языковых
- •Обобщенную внутреннюю структуру ППП можно представить в виде трех взаимосвязанных элементов (рис. 1):
- •Входной язык — основной инструмент при работе пользователя с пакетом прикладных программ. В
- •Предметное обеспечение отражает особенности решаемого класса задач из конкретной предметной области и включает
- •Приведенная логическая структура ППП достаточна условна и в конкретном ППП может отсутствовать четкое
- •4.2.Основные группы пакетов прикладных программ
- •1.Обработка текстовой информации различного типа и назначения составляет одну из наиболее массовых групп
- •6. Экспертные системы (ЭС). В настоящее время в обращении находится свыше 6000 ЭС
- •7. Коммуникационные ППП предназначены для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами или информационными
- •9. Интегрированные ППП — набор нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих
- •4.3. Эволюция ППП
- •Второе поколение
- •Интероперабельность ППП
- •Четвертое поколение
- •Таким образом, создание прикладной системы сводится к настройке диалогового монитора на конкретный диалог,
Электронная цифровая подпись – это последовательность символов, полученная в результате криптографического преобразования исходной информации с использованием закрытого ключа и позволяющая подтверждать целостность и неизменность этой информации, а также её авторство путём применения открытого ключа.
При использовании электронной подписи файл пропускается через специальную программу (hash function), в результате чего получается набор символов (hash code), генерируются два ключа: открытый (public) ключ и закрытый (private) ключ. Набор символов шифруется с помощью закрытого ключа. Такое зашифрованное сообщение и является цифровой подписью. По каналу связи передаётся незашифрованный файл в исходном виде вместе с электронной подписью. Другая сторона, получив файл и подпись, с помощью имеющегося открытого ключа расшифровывает набор символов из подписи. Далее сравниваются две копии наборов, и если они полностью совпадают, то это действительно файл, сделанный и подписанный первой стороной.
Для длинных сообщений с целью уменьшения их объёма (ведь при использовании электронной подписи фактически передаётся файл двойной длины) передаваемое сообщение перед шифрованием сжимается (хэшируется), т.е. над ним производится математическое преобразование, которое описывается так называемой хэш-функцией. Расшифрованный полученный файл в этом случае дополнительно пропускается через тот же алгоритм хэширования, который не является секретным.
Для шифрования электронной подписи в России применяются алгоритмы шифрования электронной подписи по ГОСТ Р 34.10-94 «Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма» и Нотариус (Нотариус-AM, Нотариус-S).
42
Электронная цифровая подпись – это последовательность символов, полученная в результате криптографического преобразования исходной информации с использованием закрытого ключа и позволяющая подтверждать целостность и неизменность этой информации, а также её авторство путём применения открытого ключа.
При использовании электронной подписи файл пропускается через специальную программу (hash function), в результате чего получается набор символов (hash code), генерируются два ключа: открытый (public) ключ и закрытый (private) ключ. Набор символов шифруется с помощью закрытого ключа. Такое зашифрованное сообщение и является цифровой подписью. По каналу связи передаётся незашифрованный файл в исходном виде вместе с электронной подписью. Другая сторона, получив файл и подпись, с помощью имеющегося открытого ключа расшифровывает набор символов из подписи. Далее сравниваются две копии наборов, и если они полностью совпадают, то это действительно файл, сделанный и подписанный первой стороной.
Для длинных сообщений с целью уменьшения их объёма (ведь при использовании электронной подписи фактически передаётся файл двойной длины) передаваемое сообщение перед шифрованием сжимается (хэшируется), т.е. над ним производится математическое преобразование, которое описывается так называемой хэш-функцией. Расшифрованный полученный файл в этом случае дополнительно пропускается через тот же алгоритм хэширования, который не является секретным.
Для шифрования электронной подписи в России применяются алгоритмы шифрования электронной подписи по ГОСТ Р 34.10-94 «Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма» и Нотариус (Нотариус-AM, Нотариус-S).
43
2.3. Системы электронного документооборота
Трудно представить область человеческой деятельности, которая не связана с созданием и обращением бумажных документов. Поиск нужного письма, копирование деловых документов, их сохранность, обеспечение коллективной работы с бумажными и электронными документами приводят часто к прямым финансовым потерям. Растёт поток бумажных документов, они порождают электронные документы (например, сканированные), что приводит к большим расходам, нередко к их потере.
Внедрение системы электронного документооборота избавляет пользователя от переживаний, связанных с потерей документов, предохраняет от случайного стирания электронной копии, обеспечивает быстрый поиск требуемого документа, документирует процесс создания и редактирования документов, что позволяет обрабатывать их в гораздо больших количествах, принимать решения на основе более полной подборки материалов и в значительно меньшие сроки.
Переход к электронным документам радикально повышает производительность труда информационных работников. А использование их вкупе с сетевыми технологиями позволяет одновременно многим пользователям из рабочей группы применять эти документы, что при бумажной технологии проблематично и дорого (копирование, сохранение и т.п.). Это же позволяет сотрудникам, взаимодействующим внутри подразделений предприятия, избежать дублирования функций и задач, что существенно снижает затраты. Сокращаются площади под архивы и затраты на их содержание, восстановление архива в случае его порчи.
44
Основные принципы электронного документооборота:
•Однократная регистрация документа, позволяющая однозначно идентифицировать документ.
•Возможность параллельного выполнения операций, позволяющая сократить время движения документов и повышения оперативности их исполнения
•Непрерывность движения документа, позволяющая идентифицировать ответственного за исполнение документа (задачи) в каждый момент времени жизни документа (процесса).
•Единая (или согласованная распределённая) база документной информации, позволяющая исключить возможность дублирования документов.
•Эффективно организованная система поиска документа, позволяющая находить документ, обладая минимальной информацией о нём.
•Развитая система отчётности по различным статусам и атрибутам документов, позволяющая контролировать движение документов по процессам документооборота и принимать управленческие решения, основываясь на данных из отчётов.
45
Классификация систем электронного документооборота
Универсальные «коробочные» СЭД:
•стандартный набор функций;
•невозможность полного соответствия потребностям конкретной организации;
•низкие временные затраты на приобретение и установку;
•относительно низкая стоимость;
•необходимость приобретения лицензии на каждое внедряемое рабочее место. Индивидуально разрабатываемые СЭД:
•максимально персонифицированная система;
•большие временные затраты;
•высокая стоимость разработки;
•сопутствующие расходы: затраты на обучение сотрудников, покупку нового оборудования и программного обеспечения.
Комбинированные СЭД:
•базовая платформа, к которой разрабатываются необходимые дополнительные модули;
•полное соответствие нуждам предприятия;
•небольшие временные затраты на разработку и внедрение;
•стоимость включает: цену базовой платформы и стоимость индивидуальной доработки, зависящей от сложности заказа;
•простота освоения и использования;
•полная локализация;
•удобный интерфейс;
•взаимодействие с существующими офисными приложениями.
46
2.4. Геоинформационные системы
Для работы ГИС требуются мощные аппаратные средства: запоминающие устройства большой ёмкости, подсистемы отображения, оборудование высокоскоростных сетей.
В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: стране, континенте или городе. База данных организуется в виде набора слоёв информации. Основной слой содержит географически привязанную карту местности (топооснова). На него накладываются другие слои, несущие информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации, промышленные объекты, земельные участки, почвы, коммунальное хозяйство, землепользование и др. В процессе создания и наложения слоёв друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных.
С графической информацией связана текстовая, табличная, расчётная информация, координационная привязка к карте местности, видеоизображения, аудиокомментарии, база данных с описанием объектов и их характеристик. Многие ГИС включают аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации.
Основные сферы применения ГИС:
•геодезические, астрономо-геодезические и гравиметрические работы;
•топологические работы;
•картографические и картоиздательские работы;
•аэросъёмочные работы.
47
2.5. Системы потоковой трансляции (аудио-видео конференции)
Видеоконференция – это способность двух или более людей общаться между собой и совместно работать посредством компьютеров, удалённых друг от друга большими расстояниями. Видеоконференция ускоряет деловой процесс в бизнесе, повышает эффективность использования времени и ресурсов, расширяет и повышает качество обслуживания участников, так как разрозненные данные, хранимые в локальных базах, могут обрабатываться совместно участниками конференции.
Для проведения видеоконференции необходимо укомплектовать компьютер миниатюрной видеокамерой, аудио-видеоплатами, пакетом программ для проведения видеоконференций, современным оборудованием цифровых телекоммуникационных сетей.
Примеры использования телеконференций:
•установление тесных отношений разработчиков различных систем;
•сотрудничество с поставщиками;
•организация финансовых услуг посредством создания киосков, оборудованных средством поддержки телеконференций;
•проведение масштабных компьютерных проектов;
•дистанционное обучение;
•во всех сферах деятельности, где требуется «удалённое» общение.
48
2.6. Информационные технологии дистанционного обучения
Применяемые при дистанционном обучении информационные технологии можно разделить на три группы:
1)технологии представления образовательной информации;
2)технологии передачи образовательной информации;
3)технологии хранения и обработки образовательной информации.
В совокупности они и образуют технологии дистанционного обучения. При этом при реализации образовательных программ особое значение приобретают технологии передачи образовательной информации, которые, по существу, и обеспечивают процесс обучения и его поддержку.
Дистанционное обучение включает в себя:
•Образовательная информация – это знания, которые необходимо передать обучаемому для того, чтобы он мог квалифицированно выполнять ту или иную деятельность. При дистанционном обучении интерпретатором в большей мере является сам студент и поэтому к качеству образовательной информации и способам её представления должны предъявляться повышенные требования.
•Образовательные технологии – это комплекс дидактических методов и приёмов, используемых для передачи образовательной информации от её источника к потребителю и зависящих от формы её представления.
49
К образовательным технологиям, наиболее приспособленным для использования в дистанционном обучении, относятся:
•видео-лекции;
•мультимедиа-лекции и лабораторные практикумы;
•электронные мультимедийные учебники;
•компьютерные обучающие и тестирующие системы;
•имитационные модели и компьютерные тренажёры;
•консультации и тесты с использованием телекоммуникационных средств;
•видеоконференции.
При организации совместных образовательных программ особое значение приобретают сетевые технологии дистанционного обучения, поскольку именно они позволяют наиболее полно реализовать принцип распределённых образовательных ресурсов и кадрового потенциала.
50
2.6. Информационные технологии дистанционного обучения
Дистанционное обучение — взаимодействие учителя и учащихся между собой на расстоянии, отражающее все присущие учебному процессу компоненты (цели, содержание, методы, организационные формы, средства обучения) и реализуемое специфичными средствами Интернет-технологий или другими средствами, предусматривающими интерактивность. Дистанционное обучение — это самостоятельная форма обучения, информационные технологии в дистанционном обучении являются ведущим средством.
Современное дистанционное обучение строится на использовании следующих основных элементов:
•среды передачи информации (почта, телевидение, радио, информационные коммуникационные сети),
•методов, зависимых от технической среды обмена информацией. Дистанционное обучение позволяет:
•снизить затраты на проведение обучения (не требуется затрат на аренду помещений, поездок к месту учёбы, как учащихся, так и преподавателей и т. п.);
•проводить обучение большого количества человек; •повысить качество обучения за счет применения современных средств, объёмных
электронных библиотек и т. д.
•создать единую образовательную среду (особенно актуально для корпоративного обучения).
51