Раздел 1. ИТ в профессиональной деятельности

Тема1.1 Информационные системы

1.Основные понятия автоматизрованной обработки  информации.

2.Информационные системы.Функции информационных систем.

3.Виды информационных систем.

 

 

1.Основные понятия автоматизрованной обработки  информации.

 

В истории своего развития человечество давно поняло, что для решения задачи эффективной обработки и хранения информации необходимо разработать правила, методы и определенные процедуры ее преобразования, а также изобрести и сконструировать соответствующие технические средства. Знание о способах, средствах и формах переработки информации необходимо было передавать из поколения в поколение, дополнять и развивать, а используемые для работы с информацией средства – совершенствовать. Постепенно на базе накопленных теоретических и практических знаний и навыков у людей сформировалось представление о наиболее продуктивных технологиях работы с информацией – так называемых информационных технологиях.

Как и любая технология, понятие информационной технологии (ИТ, IT – information technology) имеет два основных значения:

·      1)  определенная область научного и прикладного знания о способах обработки и использования информации;

·       2)  обозначение специальным образом организованных процессов обработки информации с помощью разных технических устройств.

 

Если необходимо сделать акцент на производственных процессах обработки информации и способах применения полученных результатов в каком-либо виде деятельности, то на первый план выходит второе значение понятия "информационные технологии". Так, одной из наиболее распространенных в профессиональной сфере дефиниций понятия "информационные технологии" считается следующее определение.

 

Информационные технологии – это процессы, использующие совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

 

Если же требуется рассматривать информационные технологии в более общем теоретическом плане, в том числе в образовательной и научной перспективе, то ведущим становится первое значение. В частности, так определяется понятие "информационные технологии" в документах ЮНЕСКО, в том числе дефиниции, которая представлена на веб-сайте этой организации.

Информационные технологии – это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.

Когда информационные процессы реализуются с помощью компьютерной техники (ЭВМ), то для их обозначения используется относительно новый термин – "информационно-компьютерные технологии" (ИКТ). Это понятие может быть определено следующим образом.

Компьютерные технологии обработки информации – это определенным образом организованные процессы, состоящие из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах.

Сегодня именно компьютерные технологии превратились в современном мире в главное средство обработки любого вида информации и обеспечения всех информационных процессов, которые протекают в современном обществе. Поэтому в последнее время термины "информационно- компьютерные технологии" и "информационные технологии" постепенно становятся синонимами.

Термин "информация" (лат. informatio) означает изложение, разъяснение, осведомление. Первоначально – сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом с помощью условных сигналов, технических средств и т.д. Особенность этого термина состоит в том, что он интуитивно понятен каждому человеку, однако общепризнанной строгой научной трактовки до сих пор не имеет.

Процесс взаимодействия материальных тел и полей сопровождается образованием сигналов, имеющих материальную основу. Так, свет солнца вызывает явление фотосинтеза в растениях, изменение магнитного поля регистрируется на магнитном диске, изменение электрического поля – в полупроводнике флеш-карты. Мы живем в окружении сигналов, которые воспринимаем органами чувств, т.е. тоже регистрируем их. Явление изменения свойств физических тел при взаимодействии с сигналами называется регистрацией сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать разными способами. В результате возникают и регистрируются новые сигналы – данные.

Таким образом, данные – это зарегистрированные сигналы. Для того чтобы данные стали информацией, к ним необходимо применить соответствующие методы воспроизведения и обработки. Например, при чтении обычного текста, чтобы воспринять его как информацию, целесообразно использовать несколько методов:

·                • зрительный метод, чтобы увидеть текст;

·                • метод светового освещения, чтобы рассмотреть текст;

·                • языковый метод для прочтения текста;

·                • понятийный метод, чтобы понять текст.

Только в случае применения этих методов данные, записанные в виде текста в книге, становятся информацией. Разумеется, если книгу не читать, а ощупывать, то возникает уже другая информация. В этих случаях важно, чтобы метод был известен по контексту, т.е. данные, составляющие информацию, имели свойства, однозначно определяющие адекватный (соответствующий) метод получения этой информации.

Таким образом, данные становятся информацией, если к ним применяют адекватные методы воспроизведения и обработки. Поэтому информацию можно рассматривать как некий продукт взаимодействия данных и примененных к ним адекватных методов воспроизведения и обработки.

Различают естественные и технические методы воспроизведения данных. Естественные методы присущи всем живым существам, и к ним относятся все методы, основанные на органах чувств: зрение, слух, осязание, обоняние, вкус. В результате анализа сигналов, полученных органами чувств, происходит их отображение и формирование некоторого образа, который и служит для человека информацией. К естественным методам относятся также методы, основанные на логическом мышлении, оперирующем данными, не существующими в природе, например понятиями точки, прямой, интеграла, производной и т.д. Методами логического мышления являются сравнение, воображение, анализ, прогнозирование и др. В технических методах воспроизведения и обработки данных выделяют аппаратные и программные методы. Аппаратные методы основаны на функционировании различных устройств, таких как телефон, магнитофон, микроскоп, рентгеновский аппарат, телевизор и др. Программные методы широко используются в компьютерной технике.

К определению информации существуют различные подходы, зависящие от конкретной отрасли науки, области применения, авторов. Как правило, определения информации связаны с такими понятиями, как сигнал, знак, отображение, знание, коммуникация, психический раздражитель (стимул к размышлению).

Один из подходов рассматривает информацию как любое сообщение отправителя получателю (о событии, состоянии или передача команды), состоящее из сигналов и структуры. Сигнал – меняющаяся физическая величина, процесс изменения которой происходит в соответствии со структурой передаваемых данных. Информация, передаваемая сообщением, должна обладать точностью; шум и помехи метают потоку информации, вызывают непонимание. Пути и процессы, обеспечивающие передачу сообщения от источника информации к ее потребителю, называют информационными коммуникациями.

.

В широком смысле информация – общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами. В определениях информации взаимно переплетены три понятия: информация, данные и сообщение (сигнал), что можно суммировать в следующем виде.

Информация – сведения об объектах и явлениях окружающей среды, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний и предоставляются получателю либо оцениваются им с целью выполнения действий, осмысления значения на основе обработки и анализа данных.

Данные – сведения, полученные путем измерения, наблюдения, вычисления; представленные в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи, обработки. Могут существовать в различной форме: число и текст на бумаге, фотографии и видеозаписи, факты и образы в памяти человека.

С позиций информационных технологий данные – информация, представленная в формализованном виде (цифровая последовательность), пригодном для автоматизированной обработки средствами вычислительной техники. Исходные аналоговые данные от их источника подвергаются цифровому отображению. Для работы компьютера используется особый вид данных и информации – программы, содержащие данные в виде команд обработки других данных.

Знания – проверенные общественной практикой полезные сведения, которые могут многократно использоваться людьми в их деятельности. Чтобы утверждения стали знанием, они должны быть структурированы по правилам, определяемым разумностью. Знания допускают автоматизацию обработки и получения при условии, что представляют логически полный ограниченный набор сведений, данных или программ для решения задачи подготовленными специалистами. Знания человека (специалиста, эксперта в определенной предметной области) хранятся в базах знаний.

Любые действия, производимые с информацией, называются информационными процессами. Основную роль тут играют сбор, обработка, создание, сохранение и передача информации. Информационные процессы присущи всем биологическим организмам на планете, от простейших до человека..

Сбор информации. Нахождение и сбор первичной информации, извлечение ее из ее «среды». Иногда, возможно даже без конкретной итоговой цели. Полученная в итоге сбора информация может быть использована различными обработчиками с различной целью.

Поиск информации. Нахождение более-менее конкретной информации по определенному вопросу с конкретной целью из конкретных источников. При этом поиск происходит среди ранее кем-то собранной и возможно обработанной информации, а не из «среды». Для поиска в основном используются различные базы данных (места хранения информации).

Обработка информации. Совокупность действий направленных на то или иное преобразование исходной информации в новую.

Представление информации. Изменение исходной информации в вид удобный и актуальный для ее использования в текущей ситуации. Наиболее часто встречается в информатике — в памяти компьютера вся информация храниться в виде двоичного кода, но пользователю представляется в виде графических данных и звуков.

Хранение информации. Возможно, наиболее широко используемый вид информационного процесса. Так или иначе, все биологические объекты хранят информацию, хотя бы в виде генома. Хранение информации разделяется на два основных вида — долговременное и кратковременное.

 Передача информации. Доставка информации от источника к потребителю без фактического участия передающего в каких-либо других частях информационного процесса.

Защита информации. Любые действия, использующие какие-то дополнительные средства для защиты информации от использования другой стороной. Защита информации актуальна лишь в сложных информационных системах со многими участниками, в виду туго, что она нужна исключительно для того чтобы не дать нежелательному элементу воспользоваться некой информацией. Фактически единственный способ защиты информации это шифрование того или иного рода.

Использование информации. Самый объемный информационный процесс. Являет собой обоснованное принятие решений в разных видах человеческой деятельности в самом широком смысле.

 Информационная среда - это совокупность информационных условий существования субъекта (это наличие информационных ресурсов и их качество, развитость информационной инфраструктуры). Информационная среда представляет условия для развития субъекта информационного пространства, однако, степень ее благоприятствования определяется уже внутренними характеристиками субъекта (информационный потенциал, характеризуемый некоторой априорной информированностью,

Информационная среда имеет несколько иерархических уровней (масштабов): глобальный - международный и общегосударственный, региональный - субъектный, локальный - городской и сельских местностей.

2. Информационная система. Основные функции информационных систем.

Под информационной системой понимается система, позволяющая осуществлять сбор, хранение, обработку, передачу и предоставление информации.

Информационная система – это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемая для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Необходимо понимать разницу между компьютерами и информационными системами. Компьютеры, оснащённые специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для информационных систем. Информационная система немыслима без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями.

Исторически первыми видами информационных систем являются архивы и библиотеки. Им присущи все атрибуты инф. системы. Они обеспечивают в какой-либо предметной области сбор данных, их представление и хранение в определённой форме (книго-, архивохранилища, каталоги и т.д.), в них определяется порядок использования информационных фондов (т.е. определены абоненты, режимы и способы выдачи информации – абоненты, читальные залы и т.п.).

Процессы, обеспечивающие работу информационной системы любого назначения, условно можно представить в виде следующей схемы (см. рис. 1.1).

 

Рис. 1.1. Процессы в информационной системе

 

Схема состоит из следующих блоков:

   ввод информации из внешних или внутренних источников;

   обработка входной информации и представление её в удобном виде;

   вывод информации для представления потребителям внутри организации или передачи в другую систему;

   обратная связь – это информация, переработанная персоналом данной организации для коррекции входной информации.

Исходя из сказанного в составе инф. системы можно выделить три подсистемы, представленные на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Состав информационной системы

 

Организационно-технологическая подсистема сбора информации обеспечивает отбор и накопление данных в информационную систему. Без правильно организованной, оперативно и эффективно действующей организационно-технологической подсистемы сбора информации невозможна эффективная организация функционирования всей инф. системы в целом.

Подсистема представления и обработки информации составляет ядро инф. системы и является отражением представления разработчиками и пользователями системы структуры и картины предметной области, сведения о которой должна отражать инф. система. Подсистема представления и обработки информации является одним из наиболее сложных компонентов при разработке инф. системы.

Нормативно-функциональная подсистема выдачи информации определяет пользователей, или иначе абонентов системы, реализует целевой аспект назначения и выполнения задач инф. системы.

Функция ИС – это постоянный набор процедур, выполнение которых обеспечивает реализацию задач ИС.

Функции ИС можно разделить на функции управления и функции информационно-технологические.

ИС обеспечивает реализацию следующих функций управления:

a)     планирование и прогнозирование деятельности предприятия;

b)    нормирование производственной деятельности;

c)     учёт и отчётность;

d)    контроль производства;

e)     анализ производственной деятельности.

Выделяются следующие информационно-технологические функции  информационной системы:

a)     сбор сведений об управляемом объекте;

b)    регистрация данных;

c)     передача данных;

d)    ввод данных в ЭВМ;

e)     обработка данных.

Рассматриваются два типа обработки:

   операционная;

   анализ данных (сравнение с нормами, критериями).

Операционная обработка данных ведется в системах, ориентированных на преобразование данных. Анализ данных осуществляется в системах поддержки принятия решений, где анализируется информация (часто больших объемов), на основе которой информационная система помогает принимать решения.

a)     поиск данных;

b)    ведение баз данных;

c)     хранение данных.

Существуют два способа хранения информации:

   централизованный (информация хранится в одном месте),

   распределенный (информация хранится в нескольких местах).

d)    актуализация информации;

e)     копирование и тиражирование информации;

f)предоставление информации (выдача производственных документов пользователю);

g)     защита данных.

Эта функция обеспечивает сохранность и конфиденциальность информации.

 

 

3.Виды информационных систем

ИС предназначена для своевременного обеспечения надлежащих людей надлежащей информацией, то есть для удовлетворения конкретных информационных потребностей в рамках определённой предметной области, при этом результатом функционирования информационных систем является информационная продукция — документы, информационные массивы, базы данных и информационные услуг

 

По степени распределённости отличают:

·      настольные (desktop), или локальные ИС, в которых все компоненты (БД, СУБД, клиентские приложения) находятся на одном компьютере;

·      распределённые (distributed) ИС, в которых компоненты распределены по нескольким компьютерам.

Распределённые ИС, в свою очередь, разделяют на:

·      файл-серверные ИС (ИС с архитектурой «файл-сервер»);

·      клиент-серверные ИС (ИС с архитектурой «клиент-сервер»).

В файл-серверных ИС база данных находится на файловом сервере, а СУБД и клиентские приложения находятся на рабочих станциях.

В клиент-серверных ИС база данных и СУБД находятся на сервере, а на рабочих станциях находятся только клиентские приложения^[13].

В свою очередь, клиент-серверные ИС разделяют на двухзвенные и многозвенные.

По степени автоматизации ИС делятся на:

·      автоматизированные: информационные системы, в которых автоматизация может быть неполной (то есть требуется постоянное вмешательство персонала);

·      автоматические: информационные системы, в которых автоматизация является полной, то есть вмешательство персонала не требуется или требуется только эпизодически.

«Ручные ИС» («без компьютера») существовать не могут, поскольку существующие определения предписывают обязательное наличие в составе ИС аппаратно-программных средств. Вследствие этого понятия «автоматизированная информационная система», «компьютерная информационная система» и просто «информационная система» являются синонимами.^[7]

По характеру обработки данных ИС делятся на:

·      информационно-справочные, или информационно-поисковые ИС, в которых нет сложных алгоритмов обработки данных, а целью системы является поиск и выдача информации в удобном виде^[14];

·      ИС обработки данных, или решающие ИС, в которых данные подвергаются обработке по сложным алгоритмам. К таким системам в первую очередь относят автоматизированные системы управления и системы поддержки принятия решений.

 

По сфере применения:

·      Экономическая информационная система — информационная система, предназначенная для выполнения функций управления на предприятии.

·      Медицинская информационная система — информационная система, предназначенная для использования в лечебном или лечебно-профилактическом учреждении.

·      Географическая информационная система — информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных).

По охвату задач:

 Персональная ИС предназначена для решения некоторого круга задач одного человека.

·      Групповая ИС ориентирована на коллективное использование информации членами рабочей группы или подразделения.

·      Корпоративная ИС автоматизирует все бизнес-процессы целого предприятия (организации) или их значительную часть^[8]:73, достигая их полной информационной согласованности, безызбыточности и прозрачности. Такие системы иногда называют информационными системами предприятия и системами комплексной автоматизации предприятия.

  Информационны системы  подразделяются на:

1.      информационно – справочные информационно поисковые системы

2.      системы обеспечивающие автоматизацию документооборота и учета ( в том числе бухгатерского)

3.      автоматизированные системы управления

4.      экспертные системы

5.      системы автоматизации научных исследований и автоматизарованного проектирвоания

6.      геоинформационные системы

7.      компьютерные обучающие системы

Информационно-справочная система — основанная на ЭВМ система, способная накапливать информацию в той или иной области знаний и выдавать ее по запросам, поступающим обычно с дистанционных пультов по каналам связи. Примеры бытовых информационно-справочных систем — устройства, которые выдают сведения о наличии мест в гостиницах города или билетов на самолеты.

Система автоматизации документооборота (Система электронного документооборота - СЭД) — организационно-техническая система, обеспечивающая процесс создания, управления доступом и распространения электронных документов в компьютерных сетях, а также обеспечивающая контроль над потоками документов в организации.

Автоматизированная система управления или АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматическая подчеркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации/

Экспертная система - система искусственного интеллекта, включающая знания об определенной слабо структурированной и трудно формализуемой узкой предметной области и способная предлагать и объяснять пользователю разумные решения. Экспертная система состоит из базы знаний, механизма логического вывода и подсистемы объяснений/

Автоматизированная система научных исследований - система предназначенная для автоматизации научных экспериментов, а также для осуществления моделирования исследуемых объектов, явлений и процессов, изучение которых традиционными средствами затруднено или невозможно.

Геоинформационные системы (также ГИС — географическая информационная система) — системы, предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. Другими словами, это инструменты, позволяющие пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах, например высоту здания, адрес, количество жильцов.

Компьютерные обучающие системы - программные средства учебного назначения, которые широко используется в образовательном процессе ДО и позволяют: индивидуализировать подход и дифференцировать процесс обучения