Информационные технологии как система.
Успешное внедрение информационных технологий связано с их типизацией. Конкретная информационная технология обладает комплексным составом компонентов; она определяется в результате компиляции и синтеза базовых технологических операций, специализированных технологий и средств реализации. Технологический процесс – часть информационного процесса, содержащая действия (физические механические и другие) по изменению состояния информации.
Информационные технологии базируются на реализации информационных процессов, разнообразие которых требует выделения базовых, характерных для любой информационной технологии.
Базовый технологический процесс основан на использовании стандартных моделей и инструментальных средств и может быть использован в качестве составной части информационной технологии.
К их числу можно отнести операции извлечения, транспортировки, хранения, обработки и предоставления информации.
Процесс извлечения связан с переходом от реального представления предметной области к её описанию в формальном виде и в виде данных, которые отражают это представление.
В процессе транспортирования осуществляют передачу информации на расстояние для ускоренного обмена и организации быстрого доступа к ней, используя при этом различные способы преобразования.
Процесс обработки состоит в получении одних «информационных объектов» из других путём выполнения некоторых алгоритмов; он является одной из основных операций, выполняемых над информацией и главным средством увеличения её объёма и разнообразия.
Процесс хранения связан с необходимостью накопления и долговременного хранения данных, обеспечением их актуальности, целостности, безопасности и доступности.
Процесс представления и использования информации направлен на решение задачи доступа к информации в удобной для пользователя форме.
Базовые информационные технологии строятся на основе базовых технологических операций, но кроме этого включают ряд специфических моделей и инструментальных средств. Этот вид технологий ориентирован на решение определенного класса задач и используется в конкретных технологиях в виде отдельной компоненты. Среди них можно выделить:
мультимедиа технологии;
геоинформационные технологии;
технологии защиты информации;
case- технологии;
телекоммуникационные технологии;
технологии искусственного интеллекта.
Этапы эволюции ИТ.
Эволюция информационных технологий наиболее ярко прослеживается на процессах хранения, транспортирования и обработки информации.
В управлении данными, объединяющие задачи их получения, хранения, обработки, анализа и визуализации выделяют шесть временных фаз.
1. Нулевое поколение (4000 г. до н.э. – 1900 г.) – ручная обработка (глиняные таблички, папирус, пергамент, бумага).
2. Первое поколение (1900 - 1925) связано с технологией перфокарт.
3. Второе поколение (1955 – 1980 г.г., программируемое оборудование обработки записей) связано с появлением технологии магнитных лент. Для обработки информации были разработаны электронные компьютеры. Ключевым моментом новой технологии было программное обеспечение, которое поддерживало модель обработки записей на основе файлов. Был создан язык COBOL и несколько других языков программирования. Операционные системы обеспечивали абстракцию файла для хранения этих записей, язык управления выполнением заданий и планировщик заданий для управления потоком работ.
Системы пакетной обработки транзакций сохраняли их на картах или лентах и собирали в пакеты для последующей обработки.
4. Третье поколение (оперативные базы данных) (1965-1980 г. г.) связано с внедрением оперативного доступа к данным в интерактивном режиме, основанном на использовании систем баз данных с оперативными транзакциями. Оперативные базы данных хранились на магнитных дисках или барабанах. Системы обеспечивали простой поиск по номеру записи, либо ассоциативный поиск по ключу. Модели данных прошли эволюционный путь развития от иерархических и сетевых к реляционным .
5. Четвертое поколение (реляционные базы данных: архитектура “ клиент-сервер”, 1980 – 1995 г.г. ). Появился язык SQL. Высокоуровневый интерфейс SQL минимизирует коммуникации между клиентом и сервером. В настоящее время многие клиент – серверные средства строятся на основании протокола Open DataBase Connectivity (ODBC).
6. Пятое поколение (мультимедийные базы данных, с 1995 г.) связано с переходом от традиционных, хранящих числа и символы, к объектно-реляционным, содержащие данные со сложным поведением.
Базовые информационные процесы. Извлечение информации.
ИТ основаны на реализации информационных процессов, разнообразие которых требует выделения базовых: извлечение, транспортирование, обработка, хранение, представление и использование информации.
Извлечение информации:
Источниками данных в любой предметной области являются объекты и их свойства, процессы и функции, выполняемые этими объектами или для них. Любая предметная область рассматривается в виде 3 представлений: реального, формального, информационного.
Процесс извлечения информации проходит в 3 этапа:
1. Оценка синтаксической ценности (правильность представле-ния).
2. Семантической (смысловой) ценности.
3. Прагматической (потребительской) ценности.
При извлечении информации важное место занимают различные формы и методы исследования данных:
поиск ассоциаций, связанных с привязкой к какому-либо событию;
обнаружение последовательностей событий во времени;
выявление скрытых закономерностей по наборам данных, путём определения причинно-следственных связей между значениями определённых косвенных параметров исследуемого объекта (ситуации, процесса);
оценка важности параметров на развитие ситуации;
классифицирование (распознавание) осуществляемое путём поиска критериев,, по которым можно было бы относить объект (событие, ситуации, процессы) к той или иной категории;
кластеризация, основанная на группировании объектов по каким-либо признакам;
прогнозирование событий и ситуаций.
Для многих предметных областей информационные ресурсы неоднородны. Одним из путей решения данной проблемы является объектно-ориентированный подход.
Декомпозиция на основе объектно-ориентированного подхода основана на выделении понятий: объект, класс, экземпляр.
Объект – абстракция множества предметов реального мира, обладающих одинаковыми характеристиками и законами поведения. Объект характеризует собой типичный неопределённый элемент такого множества. Основной характеристикой объекта является состав его атрибутов (свойств).
Атрибуты – специальные объекты, посредством которых можно задать правило описания свойств других объектов.
Экземпляр объекта - конкретный элемент множества. Например: объектом может являться государственный номер автомобиля, а экземпляром – конкретный номер.
Класс – множество предметов реального мира, связанных общностью структуры и поведения.
Элемент класса – конкретный элемент данного множества. Например: класс регистрации номеров автомобиля.
Важная особенность объектно-ориентированного подхода связана с понятием инкапсуляции, обозначающим сокрытие данных и методов (действий с объектом) в качестве собственных ресурсов объекта. Понятие полиморфизма и наследования определяют эволюцию объектно-ориентированной системы, что подразумевает определение новых классов объектов на основе базовых.
Полиморфизм интерпретируется как способность объекта принадлежать более чем одному типу.
Наследование выражает возможность определения новых классов на основе существующих с возможностью добавления или переопределения данных и методов.
Среди методов обогащения информации различают структурное, статистическое, семантическое и прагматическое.
Структурное обогащение предполагает изменение параметров сообщения, отображающего информацию в зависимости от частичного спектра исследуемого процесса, скорости обслуживания источников информации и требуемой точности.
При статистическом обогащении осуществляют накопление статистических данных и обработку выборок из генеральной совокупностей накопленных данных.
Семантическое обогащение означает минимизацию логической формы исчислений и высказываний, выделение и классификацию понятий, содержания информации, переход от частных понятий к более общим. В итоге семантического обогащения удаётся обобщенно представить обрабатываемую либо передаваемую информацию и устранить логическую противоречивость в ней.
Прагматическое обогащение – важная ступень при использовании информации для принятия решения, при котором из полученной информации отбирается наиболее ценная, отвечающая целям и задачам пользователя.
Суть декомпозиции на основе объектно-ориентированного подхода.
Объектно-ориентированный подход основан на объектной декомпозиции с описанием поведения системы в терминах взаимодействия объектов.
В настоящее время наибольшее распространение получил объектно-ориентированный подход.
Преимущества ОО методов:
Возможность сборки программной системы из готовых компонентов, которые можно использовать повторно.
Возможность накопления проектных решений в виде библиотек классов на основе механизма наследования.
Простота внесения изменений в проекте за счёт накопления инкапсуляций данных в объектах.
Быстрая адаптация приложений к изменившимся условиям за счет использования свойств наследования полиморфизма.
Возможность организации параллельной работы аналитиков и программистов.
Понятие инкапсуляции, полиморфизма и наследования. Методы обогащения информации.
Важная особенность объектно-ориентированного подхода связана с понятием инкапсуляции, обозначающим сокрытие данных и методов (действий с объектом) в качестве собственных ресурсов объекта. Понятие полиморфизма и наследования определяют эволюцию объектно-ориентированной системы, что подразумевает определение новых классов объектов на основе базовых.
Полиморфизм интерпретируется как способность объекта принадлежать более чем одному типу.
Наследование выражает возможность определения новых классов на основе существующих с возможностью добавления или переопределения данных и методов.
Среди методов обогащения информации различают структурное, статистическое, семантическое и прагматическое.
Структурное обогащение предполагает изменение параметров сообщения, отображающего информацию в зависимости от частичного спектра исследуемого процесса, скорости обслуживания источников информации и требуемой точности.
При статистическом обогащении осуществляют накопление статистических данных и обработку выборок из генеральной совокупностей накопленных данных.
Семантическое обогащение означает минимизацию логической формы исчислений и высказываний, выделение и классификацию понятий, содержания информации, переход от частных понятий к более общим. В итоге семантического обогащения удаётся обобщенно представить обрабатываемую либо передаваемую информацию и устранить логическую противоречивость в ней.
Прагматическое обогащение – важная ступень при использовании информации для принятия решения, при котором из полученной информации отбирается наиболее ценная, отвечающая целям и задачам пользователя.