Концепция информационной технологии. Цель: Изложить с системных позиций общие положения по информационным технологиям и дать ретроспективный анализ их развития. Время 2 часа «Информационная технология» Тема2. Содержание информационной технологии как составной части информатики. Лекция2. Концепция информационной технологии. Цель: Изложить с системных позиций общие положения по информационным технологиям и дать ретроспективный анализ их развития. Время – 2 часа Учебные вопросы: 1. Место и роль информационной технологии в информатике 2. Сущность информационной технологии 3. История развития информационной технологии Введение. Информатизация является приоритетным направлением деятельности человека на пути научно-технического прогресса. Существует множество подходов к определению самого понятия «информатизация»: Информатизация – это процесс существенного изменения роли информации в общественной жизни на основе информационной среды (инфраструктуры). Информатизация- это целенаправленная деятельность по созданию и широкомасштабному использованию во всех сферах жизни общества информационных технологий Информатизация- это создание многоуровневой системы взаимодействующих компьютерно-коммуникационных инфраструктур, обеспечение их сменяемости с расширением услуг и повышением эффективности использования этих услуг. Информатизация- это комплекс мер, направленных на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности. Представляется целесообразным разграничить понятия информатизация и автоматизация. Традиционно под автоматизацией понимают процесс частичной передачи функций человека вычислительной технике, использование технических средств для реализации процессов, из которых складывается его деятельность в какой-либо области, в частности, в управлении. Автоматизация предполагает привлечение технических средств в основном для реализации рутинных процессов, информатизация же должна затронуть и творческую деятельность человека. Как следует из введенных определений автоматизация является одной из областей информатизации. Информатизация различных сторон общественной жизни должна строиться на строго научном подходе с использованием последних достижений теории и практики. Научную основу информатизации составляет информатика. 1. Место и роль информационной технологии в информатике Вопросы информатизации общества и отдельных его сторон изучаются в научной дисциплине информатика и во многом определяются ее уровнем. В широком смысле информатика понимается как научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерность ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности [БСЭ, т.10]. Сегодня, с появлением и бурным внедрением компьютеров, под информатикой понимают науку о законах и методах организации и переработки информации в естественных и искусственных системах с применением ЭВМ. Методы информатики применяются для создания информационных систем и составляют основу для автоматизации производственных процессов, научных исследований, проектирования и т.д. К сожалению, к настоящему времени информатика, как научно-техническая дисциплина еще не сформировалась окончательно. Существует множество мнений относительно ее предмета и связей с другими дисциплинами. Под предметом информатики, как научной дисциплины, принято понимать технологию сбора, обработки и передачи информации. Технология (от греч. teche -искусство, мастерство, и logos - учение) - это совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции. Задача технологии, как науки, заключается в выявлении физических, химических, механических и др. закономерностей с целью определения и использования наиболее эффективных и экономичных производственных процессовю Технологии, реализуемые в кибернетических системах, то есть в системах, в которых исследуется в основном информационный аспект, принято называть информационными, так как в качестве обрабатываемого « материала» в них выступает информация. Под информационной технологией обычно понимают совокупность технологических элементов (устройств и/или методов ) и процессов, используемых людьми для обработки информации. Информационная технология в теоретическом плане является прикладной наукой, а в практическом – инженерной деятельностью по проектированию и созданию конкретных технологических систем обработки данных. В научном плане источниками информационной технологии являются: · системотехника; · теория вычислительных систем; · технологии программирования; · теория баз данных; · эргономика; · дизайн и др. прикладные науки информационно- технологического профиля. На становление современных информационных технологий существенное влияние оказали три фактора: 1)широчайшее внедрение персональных компьютеров; 2)появление и развитие высокоскоростных компьютерных сетей; 3)становление мощной программной индустрии. Взаимно переплетаясь и обогащаясь научными наработками в смежных сферах, эти компоненты породили новые направления в деле обработки информации и создали предпосылки для перехода к информационному обществу. 2. Сущность информационной технологии Человечество занималось обработкой информации тысячи лет, а первые информационные технологии основывались на использовании счетов и книгопечатания. Ускорившееся за последние 40 лет развитие информационной технологии в первую очередь связано с появлением компьютеров. Успехи интегральной микроэлектроники обусловили ее проникновение почти во все стороны повседневной жизни, а также привели к многообразному переплетению различных ее отраслей. Узкий смысл термина « информационная технология » определился к концу 1970-х годов, когда его стали употреблять в связи с использованием современной электронной техники для обработки информации. Информационная технологи охватывает всю вычислительную технику и технику связи и отчасти- бытовую электронику, телевизионное и радиовещание. Она находит применение в промышленности, управлении, торговле, образовании, медицине, науке и военной сфере. В последние 10 лет довольно популярным стало понятие новая информационная технология. Наблюдаются различные подходы к трактовке этого термина. Под новыми информационными технологиями понимают совокупность внедряемых («встраиваемых») в системы организационного управления принципиально новых методов, способов и средств обработки данных, представляющих собой целостные технологические системы и обеспечивающих целенаправленное создание обработки, передачу, хранение и отображение информационного продукта ( данных, идей, знаний) с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями той социальной среды, где развивается эта информационная технология. Новейшие информационные технологии- это специальные термин, характеризующий использование новейших для данного этапа развития достижений науки и техники в области информатизации. Понятие новая является относительным и может использоваться на определенном отрезке времени. Так называемую «новизну» информационной технологии придает использование принципиально новых методов и средств преобразования информации. Основными признаками НИТ на современном этапе являются : использование вычислительной техники, микроэлектроники, методов искусственного интеллекта, а также средств локальных и глобальных ( территориальных ) сетей. Принципиальное значение современной информационной технологии состоит в замене машинно-бумажного процесса обработки данных на безбумажный, в котором не только не используются промежуточные носители данных, но и снижается объем фиксации данных на обычных документах. В подобной технологии впервые наблюдается феноменальное явление- процессы обработки информации отделены от процесса переноса массы. Только при обмене между человеком и машиной могут использоваться ( но не обязательно) механические перемещения устройств. Объектом исследования в информационной технологии являются не механические и программные средства, а деятельность человека, т.е. взаимодействие его в системе: человек-ЭВМ - социальная среда. Речь идет о создании и преобразовании моделей человеко-машинных систем. В этих моделях деятельность по созданию, использованию и совершенствованию сливается воедино и неразрывно взаимосвязана. Предметом исследования выступают закономерности становления и развития методов информационной технологии, а также закономерности построения и функционирования средств ее реализации. В настоящее время информационная технология обрела три наиболее характерные функции: 1)персонализация вычислений на основе ПЭВМ и систем интеллектуального интерфейса конечного пользователя с ПЭВМ; 2) использование баз данных и баз знаний; 3) применение вычислительных сетей. Эти функции реализуются посредством создания универсальных и специализированных информационных (информационно-технических, информационно-технологических ) систем и комплексов. 3. История развития информационной технологии Принципиальное отличие информационной технологии от производственной состоит в следующем. Информационная технология не может быть непрерывной , тка как она соединяет работу рутинного типа (счетоводство, снятие копий, оперативный учет, и т.п.) и работу творческую, не поддающуюся пока формализации (принятие решений). Технология производства непрерывна и отражает строгую последовательность всех операций для выпуска продукции (конвейеризация процесса). Используемые в производственной сфере технологические понятия (норма, норматив, технологический процесс и т.п.) могут быть в настоящее время распространены только на рутинные операции над информацией. Из всех видов технологий информационная технология сферы управления предъявляет самые высокие требования к «человеческому фактору» , оказывая принципиальное влияние на квалификацию работника, содержание его труда, физическую и умственную нагрузку, профессиональные перспективы и уровень социальных отношений. Социальный подход ко всем новациям в информационной технологии особенно важен при внедрении человеко-машинных систем и переносе достижений компьютерной революции из одной социальной сферы в другую. 1.Информационная технология в своем развитии прошла несколько этапов. До второй половины XIXв. основу информационной технологии составляли перо, чернильница и бухгалтерская книга. Коммуникация (связь) осуществлялась путем направления пакетов (депеш). Продуктивность информационной обработки была крайне низкой: каждое письмо копировалось отдельно вручную; помимо счетов, суммируемых также вручную, не было другой информации для принятия решений. 2. На смену «ручной» информационной технологии в конце XIX в. пришла «механическая». Изобретение пишущей машинки, телефона, диктофона, модернизация системы общественной почты –все послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации, и, как следствие, в продуктивность работы. По существу , «механическая» технология проложила дорогу к формированию организационной структуры существующих учреждений. 3.40-60-е годы XX в. характеризуются появлением «электрической»технологии, основанной на широком использовании электрических пишущих машинок со съемными элементами, копировальных машин на обычной бумаге (типа ксерокса), портативных диктофонов. Они улучшили учрежденческую деятельность за счет повышения качества, количества и скорости обработки документов. Многие современные учреждения базируются на «электрической» технологии. 4.Появление во второй половине 60-х годов больших производительных ЭВМ на периферии учрежденческой деятельности (в вычислительных центрах) позволило сместить акцент в информационной технологии на обработку не формы, а содержания информации. Это было началом формирования «электронной» , или «компьютерной» технологии. Как известно, информационная технология управления должна содержать как минимум три важнейших компонента обработки информации: учет, анализ и принятие решений. Эти компоненты реализуются в «вязкой» среде –бумажном «море» документов, которое становится с каждым годом все более необъятным. 5.Сложившиеся в 60-х годах концепции применения АСУ не всегда и не в полной мере отвечают задаче совершенствования управления о неограниченных возможностях «кнопочной» информационной технологии. Методологически эти концепции вычислительной мощности систем АСУ и применении наиболее общих имитационных моделей, которые в ряде случаев далеки от реального механизма оперативного управления. Название «автоматизированная система управления» не совсем корректно отражает функции, которые такие системы выполняют: точнее было бы «автоматизированная система обеспечения управления (АСОУ), ибо в существующих АСУ понятие «система» не включает решающего Звена управления-пользователя. Игнорирование этого принципиального обстоятельства, по-видимому, привело к тому, что расширение сет АСУ и повышение мощности их вычислительных средств обеспечили благодаря большим массивам первичных данных улучшение в основном учетных функций управления (справочных, статистических, следящих). Однако учетные функции отражают только прошлое состояние объекта управления и не позволяют оценить перспективы его развития, т.е. обладают низким динамизмом. В других компонентах технологии управления наращивание мощности АСУ не дало ощутимого эффекта. Отсутствие развитых коммуникационных связей рабочих мест пользователя с центральной ЭВМ, характерный для большинства АСУ пакетный режим обработки данных, низкий уровень диалоговой поддержки – все это фактически не обеспечивает высокого качества анализа пользователями данных статистической отчетности и всего интерактивного уровня аналитической работы. Тем самым эффективность АСУ на нижних ступенях управленческой лестницы, т.е. именно там, где формируются информационные потоки, существенно падает вследствие значительной избыточности поступающей информации при отсутствии средств агрегирования данных. Именно по этой причине, несмотря на ввод дополнительных систем АСУ, с каждым годом возрастает количества работников, занятых учетными функциями: на сегодняшний день шестую часть всех работников аппарата управления составляет учетно-бухгалтерский персонал. 6. Начиная с 70-х годов сформировалась тенденция перенесения центра тяжести с развития АСУ на фундаментальные компоненты информационной технологии (особенно на аналитическую работу) с максимальным применением человеко-машинных процедур. Однако по-прежнему вся эта работа проводилась на мощных ЭВМ, размещаемых централизованно в вычислительных центрах. При этом в основу построения подобных АСУ была положена гипотеза, согласно которой задачи анализа и принятия решений относились к классу формализуемых, поддающихся математическому моделированию. Предполагалось, что такие АСУ должны были повысить качества, полноту, подлинность и своевременность информационного обеспечения лиц, принимающих решения, эффективность работы которых будет возрастать благодаря увеличению числа анализируемых задач. Однако внедрение подобных систем дало весьма отрезвляющие результаты. Оказалось, что применяемые математические модели имеют ограниченные возможности практического использования: аналитическая работа и процесс принятия решений происходят в отрыве от реальной ситуации и не подкрепляются комммуникационным процессом формирования. Для каждой новой задачи требуется новая модель, а поскольку модель создавалась специалистами по математическим методам, а не пользователем, то процесс принятия решений происходит как бы не в реальном масштабе времени, и теряется творческий вклад самого пользователя, особенно при решении нетиповых управленческих задач. При этом вычислительный потенциал управления, сосредоточенный в вычислительных центрах, находится в отрыве от других средств и технологий обработки информации вследствие неэффективной работы нижних ступеней т необходимости непрерывных конверсий информации. Это также понижает эффективность информационной технологии при решении задач на верхних ступенях управленческой лестницы. К тому же для сложившейся в АСУ организационной структуры технических средств характерны низкий коэффициент их использования, значительные сроки (не всегда выполняемые) проектирования автоматизированных систем и невысокая их рентабельность из-за слабого воздействия результатов автоматизации на эффективность управления. 7. С появлением ПК на «гребне микропроцессорной революции» происходит принципиальная модернизация идеи АСУ: от вычислительных центров и централизации управления к распределенному вычислительному потенциалу, повышению однородности технологии обработки информации и деценрализации управления. Такой подход нашел свое воплощение в системах поддержки принятия решения (СППР) и экспертных системах (ЭС), которые характеризуют новый этап компьютеризации технологии организационного управления, по существу, -этап персонализации АСУ. Системность- основной признак СППР и признание того, что самая совершенная ЭВМ не может заменить человека. В данном случае речь идет о структурной человеко-машинной единице управления, которая оптимизируется в процессе работы: возможности ЭВМ расширяются за счет структуризации пользователем решаемых задач и пополнения ее базы знаний, а возможности пользователя- за счет автоматизации тех задач, которые ранее было нецелесообразно переносить на ЭВМ по экономическим или техническим соображениям. Становится возможным анализировать последствия различных решений и получать ответы на вопросы типа « что будет, если…?», не тратя времени на трудоемкий процесс программирования. Важнейший аспект внедрения СППР и ЭС – рационализация повседневной деятельности работников управления. В результате их внедрения на нижних ступенях управления существенно укрепляется весь фундамент управления, уменьшается нагрузка на централизованные вычислительные системы и верхние ступени управления, что позволяет сосредоточить в них вопросы решения крупных долгосрочных стратегических задач. Естественно, что « компьютерная» технология.СППР должна использовать не только ПЭВМ, но и другие современные средства обработки информации. Концепция СППР требует пересмотра существующих подходов к управлению трудовыми процессами в учреждении. По существу на базе СППР формируемся новая человеко-машинная трудовая единица с квалификацией труда, его нормированием и оплатой. Она аккумулирует знания и умение конкретного человека (пользователя СППР) с интегрированными знаниями и умением, заложенным в ПЭВМ (экспертные системы, системы принятия решений, системы обеспечивающей технологии и др.). В заключение раздела кратко остановимся на состоянии и тенденциях развития ИТ в США, странах Западной Европы, Японии можно охарактеризовать следующими тенденциями. 1. Наличие большого количества промышленно функционирующих БД большого объема, содержащих информацию практически по всем видам деятельности общества. 2. Создание технологий, обеспечивающих интерактивный доступ массового пользователя к этим информационным ресурсам. Технической основой данной тенденции явились государственные и частные системы связи и передачи данных общего назначения и специализированные, объединенные в национальные, региональные и глобальные ИВС. 3. Расширение функциональных возможностей информационных систем, обеспечивающих параллельную одновременную обработку БД с разнообразной структурой данных, мультиобъектных документов, гиперсред, в том числе реализующих технологии создания и ведения гипертекстовых БД. Создание локальных, многофункциональных проблемно-ориентированных информационных систем различного назначения на основе мощных ПК и локальных сетей ПК. 4. Включение в информационные системы элементов интеллектуализации интерфейса пользователя с системами, экспертных систем, систем машинного перевода, автоиндексирования и других технологических средств. Ведущие промышленно развитые страны имеют государственную политику в области развития ИТ и соответствующие программы НИОКР, которые субсидируются правительством, государственными учреждениями, частными фирмами и ассоциациями. Лекция3.Средства реализации информационной технологии. Цель : Дать основные сведения о средствах реализации информационной технологии. Время –2 часа Учебные вопросы: 1. Общая характеристика средств реализации информационной технологии. 2. Интеграция компьютерных и телекоммуникационных систем 3. Инфраструктура информационной технологии 1. Общая характеристика средств реализации информационной технологии В основе построения средств реализации информационной технологии лежат следующие принципы : · персонализация обработки информации; · коллективность использования информации; · встраиваемость средств информатизации в процессе принятия решений; · дружественность диалога средств информатизации с пользователями. Указанные принципы позволяют определить состав базовых средств информатизации. По вполне понятным причинам базовым средством реализации информационной технологии является компьютер, поскольку он обладает способностью к приему, хранению, обработке и выдаче информации. Однако многообразие архитектур современных компьютеров диктует необходимость проведения их классификации. В 70-80-е годы сформировалась классификация по признаку производительности и совокупности архитектурных решений. ЭВМ подразделялись на большие, малые (мини ЭВМ) и микроЭВМ. Первые два класса являлись машинами коллективного использования. В рамках каждого класса наиболее мощные представители образовывали подкласс «супер» (суперЭВМ, супер-миниЭВМ, супер-микроЭВМ). В настоящее время система классификации ЭВМ несколько трансформировалась. Существенную роль в этом изменении сыграло появление вычислительных сетей. Сами по себе эти объекты настолько интересны, что требуют отдельного рассмотрения. Вычислительные сети явились совершенным инструментом обобщения территориально распределенных вычислительных ресурсов с целью их предоставления различным пользователям. Кроме того, вычислительные сети позволяют в наивысшей степени реализовать потенциальный параллелизм при решении сложных управленческих и научно-технических задач и тем самым добиться существенного улучшения показателей производительности. Широкое распространение распределенных вычислений должно способствовать более эффективному использованию компьютеров сети благодаря переносу задач на системы, располагающие достаточным запасом мощности. Для успешной реализации распределенных вычислений необходимо выполнение нескольких условий: компьютеры должны обмениваться информацией, строго соблюдать правила передачи данных (т.е. выдерживать порядок следования событий, знать, какие действия предпринимать в случае аварии и т.д.), а так же уметь находить друг друга. В последние годы появились открытые стандарты для разработки мощных распределенных приложений. Сетевые технологии совершенствуются на протяжении трех десятилетий. Их развитие идет по двум направлениям: глобальные и локальные сети. Строгих определений для этих категорий нет, но можно считать локальной сеть, которая объединяет компьютеры, находящиеся географически на одной территории. Глобальные сети соединяют отдельные сети или компьютеры отдельных пользователей, разделенные большими расстояниями, и могут быть частными или общедоступными. Конечно, наиболее известная и самая общедоступная глобальная сеть –это сеть Internet. Цель создания и обеспечения функционирования глобальных сетей заключается в сопряжении и современном использовании компьютерных ресурсов, рассредоточенных на огромных пространствах ( страна, континент). При этом одной из важнейших проблем, подлежащих решению, является создание высокоскоростных каналов межмашинной связи. Оптоволоконные технологии и спутниковая связь создали необходимые предпосылки для решения этой проблемы и поэтому в ближайшее время технология глобальных компьютерных сетей скорее всего будет развиваться эволюционно (особое внимание этому будем уделено при рассмотрении второго вопроса лекции). Локальные компьютерные сети развиваются совместно с глобальными и в последнее время прогрессируют чрезвычайно быстро. Основная цель их внедрения в практику состоит в снижении нагрузки на глобальные сети вследствие распространения вычислительных работ на узловом уровне и повышении надежности локальной обработки данных. Особенности использования компьютеров – автономное или коллективное (в составе сети), а в последнем случае – их место и роль, определяют подход к классификации современных вычислительных машин. Машины коллективного пользования ( большие ЭВМ) относят к классу мэйнфрейм( mainframe ) . Они представляют собой высокопроизводительные ЭВМ с развитой системой периферийного оборудования и используются в интересах крупных предприятий. К ним иногда относят и суперкомпьютеры, которые представляют собой сверхмощные многопроцессорные ЭВМ, предназначенные для решения сложных научно-технических задач, с которыми не справляются обычные мэйнфреймы. Сформировался и другой класс машин для «коллективного» использования –сетевые серверы (server). Это ЭВМ, имеющие в своем составе ресурсы для коллективного использования: аппаратные ( обычно это магнитные диски большого объема и сетевые принтеры) и программно- информационные (программы и базы данных, размещаемые на дисках сервера). Потребление ресурсов организуется с пользовательских компьютеров вычислительной сети под управлением сетевой операционной системы. Различают файловые серверы, серверы баз данных, серверы печати и др. Остальные классы компьютеров ориентированы на персональное применение. На первом месте здесь стоят рабочие станции (workstation) и графические станции – мощные профессиональные компьютеры для решения научных задач, проектирования и разработки сложных устройств и систем. Как правило, они включаются в сетевые коммуникации. Далее идут настольные ПК (desktop).Это наиболее распространенные ПЭВМ, применяемые для самых различных целей – от научных исследований до обычных машинописных работ. И завершают этот ряд переносные и блокнотные ПК ( laptop, notebook). Средства реализации информационных технологий должны предоставлять пользователю следующие возможности: работу с локальными и распределенными базами данных; обработку текстовой информации; обработку таблиц; обработку речевых сигналов и др. Естественно, для выполнения перечисленных функций в состав средств реализации информационной технологии должны входить программные компоненты. Однако их состав для различных информационных систем может существенно изменяться в отличие от технических устройств. Поэтому рассмотрению тех или иных программных средств будет уделено внимание в дальнейшем. 2. Интеграция компьютерных и телекоммуникационных систем Появление вычислительных сетей дало новый импульс развитию телекоммуникаций. Действительно, потребовалось установление связи между территориально распределенными компьютерами, обменивающимися информацией в цифровом виде. Потоки передаваемых данных характеризуются большой мощностью и это привело к разработке высокоскоростных магистралей для объединения рассредоточенных вычислительных ресурсов. В 1990-х г.г. проектировщики информационных систем руководствовались в основном правилом 80/20. Оно гласило, что 80% речевых и информационных потоков остаются в пределах организации и лишь 20% выходят за ее рамки. В первом десятилетии XXI века это соотношение станет, по всей видимости, 50/50. Граница между внутренними и внешними коммуникациями предприятия размыта, и обозначить ее можно лишь пунктиром, а правило 80/20 похоронено. Линии как глобальных, так и локальных сетей, имеют для предприятий одинаковое значение. В развитии сетей можно проследить три стадии: 1)установление соединений ( собственно формирование сетей) и повышение их пропускной способности; 2)предоставление услуг с уровнем качества, соответствующим конкретным приложениям, таким, как видео и звук, и достижение баланса между экономичностью и гибкостью; 3) расширение локальных средств связи до масштабов глобальной сети. Разрыв в пропускной способности, цене и технологиях линий, применяемых в ЛВС и в глобальных сетях, огромен. Протяженность линий локальной сети составляет сотни метров, а пропускная способность варьируется в пределах от 10 до 100 Мбит/с при низкой цене. На коротких расстояниях легче обеспечить высокую пропускную способность и низкую цену. Современные локальные сети обычно избавлены от проблем, связанных с ограничениями полосы пропускания, однако региональные линии связи попадают в тиски законов как физики, так и экономики. Пропускная способность каналов связи глобальных сетей сегодня составляет, как правило, 1,5 Мбит/с и обходится в несколько тысяч долларов в месяц. Однако ожидается, что возможности быстродействующих региональных каналов связи в ближайшее десятилетие возрастут в несколько раз, а цены упадут. Аналогично, многообразие технологий ЛВС приведет к появлению новых программ для передачи мультимедиа и многоадресной пересылки сообщений. Развивающиеся телекоммуникационные технологии, возможно, решат проблемы как локальных, так и глобальных сетей. Целесообразно охарактеризовать некоторые из них. Технология Ethernet. Ведет сове начало от компьютерной сети ALOHA, в которой обмен между компьютерами осуществлялся посредством пакетов, передаваемых через общедоступный широковещательный канал. Высокая вероятность столкновения сообщений, передаваемых несколькими абонентами, потребовала модернизации методов общения в такой сети. Один из таких методов CSMACD( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – Множественный доступ с проверкой несущей и обнаружением столкновений). Тем не менее, принципиальная невозможность предотвращения столкновений не позволяет локальным сетям Ethernet,достичь потенциальной пропускной способности, особенно в случаях перегрузок канала связи. Для снятия перегрузок сети стандарта Ethernet разбивают на сегменты, которые объединяют с помощью специальных устройств – мостов и маршрутизаторов. Это позволяет передавать между сегментами лишь необходимый трафик. Сообщение, передаваемое между компьютерами в одном сегменте, не будет передано в другой и не сможет вызвать в нем дополнительной нагрузки. Сегодня при построении центральной магистрали, объединяющей несколько локальных сетей используют коммутируемый Ethernet. Ethernet –коммутаторы можно рассматривать как высокоскоростные многопортовые мосты, которые в состоянии самостоятельно определять, в какой из портов адресован пакет. Это позволяет ограничить область распространения пакета и снизить вероятность переполнения, посылая его только в нужный сегмент. Только широковещательные пакеты передаются вовсе сегменты. В настоящее время для соединения сегментов ЛВС используется усовершенствованная сетевая технология Fast Ethernet , аналогичная Ethernet, но обеспечивающая пропускную способность 100 Мбит/с вместо 10 Мбит/с. Дальнейшее развитие этой технологии –Gigabit Ethernet способна достичь скорости до 1000 Мбит/с, или 1Гбит/с. Одно из главных достоинств технологии Ethernet- простота и доступность. К сожалению, из-за имеющихся в стандарте ограничений а расстояние между узлами технология Ethernet в чистом виде не годится для передачи информации на дальность свыше нескольких километров. Она не обеспечит связи между городами, однако, если воспользоваться волоконно-оптическим кабелем, данная технология может прекрасно подойти для университетского городка или штаб-квартиры корпорации. Разработчики Gigabit Ethernet прибегли к сочетанию широко применяемой волоконно-оптической технологии FDDI и Ethernet . Во многих случаях Gigabit Ethernet может послужить вариантом замены FDDI Технология FDDI ( Fiber Distribution Data Interface). В отличие от Ethernet использует кольцевую структуру. Участки сети объединяются в кольцо. Данные передаются последовательно от одного узла к другому. Для синхронизации передачи используется так называемый временной маркер. Каждый узел может передавать данные в течение определенного периода и, если позволяет время, возможна одновременная посылка пакетов несколькими узлами. Одно из достоинств технологии FDDI- это высокая надежность. Обычно сеть строится на основе двух и более колец. Каждый узел может посылать сообщения двум соседям и, соответственно, получать через них сообщения. Эта схема позволяет функционировать сети даже если оборван кабель. В последнем случае устройства на обоих концах поврежденного участка начинают работать как заглушки и система действует как одно кольцо,. Проходящее дважды через каждое подключенное устройство. Поскольку каждый путь однонаправлен и устройства передают данные в указанное время, такая схема исключает столкновения. Это позволяет практически полностью реализовать потенциальную пропускную способность. Высокая надежность двойного кольца делает эту технологию дополнительно привлекательной. Технология ISDN (Integrated Services Digital Network ). Цифровая сеть с услугами для пересылки данных и речевых сообщений. Существуют ISDN c интерфейсом базового уровня (BRI –Basic Rate Interface), обеспечивающим скорость до 128 Кбит/с, и с интерфейсом первичного уровня (PRI –Primary Rate Interface)- до 1,544 Мбит/с. Предполагалось, что тремя основными сферами применения, которые обеспечат развитие технологии ISDN, станут видеоконференции, дистанционный доступ и доступ к Internet. Распространение видеоконференций шло медленнее, чем ожидалось, а позиции ISDN в таких сферах применения, как дистанционный доступ и доступ к Internet, оказались под угрозой со стороны многообещающих 56-Кбит/с модемов. Через десять лет число корпоративных потребителей, использующих ISDN, будет совсем незначительным из-за явных преимуществ систем Frame Relay (ретрансляция кадров) в виртуальных частных сетях, предлагаемых многими конкурирующими поставщиками. Технология Frame Relay (Ретрансляция кадров ). Сетевая технология с коммутацией пакетов, предназначенная для пересылки данных по глобальным сетям. Эта технология отличается широким разнообразием скоростей: от 56 Кбит/с до 155 Мбит/с. Технология ретрансляции кадров, несмотря на солидный возраст, лишь сейчас приближается к пику своей популярности и сохранит ее до тех пор, пока постепенно и незаметно ее не вытеснят сети АТМ, но это произойдет уже в следующем столетии. Ретрансляция кадров представляет собой цифровую службу глобальной сети, предусматривающую помещение данных в пакеты с последующей их пересылкой в пункты назначения через цепь соединенных между собой коммутаторов. Эта технология отличается экономичностью, обеспечивает гибкость и надежность пересылки данных. Крупные учреждения имеют собственные сети с Frame Relay, но большинство других организаций оформляет переписку на услуги подобных сетей Frame Relay в телефонных компаниях, эксплуатирующих местные и междугородние линии, или в таких информационных службах, как CompuServe Network Services и IBM Global Network. Пользователь может выбирать для себя службу в зависимости от своего местонахождения; диапазон скоростей передачи данных: от 56 Кбит/с до 155 Мбит/с. Такие компании охотно предоставляют потребителям услуги сетей Frame Relay, так как ( в отличие от арендуемых линий) их лини связи в сети с коммутируемой архитектурой используются весьма эффективно, что позволяет устанавливать твердые расценки, которые значительно ниже действующих для арендуемых линий и несколько ниже, чем для сопоставимых каналов ISDN. Самое большое изменение, которое в ближайшие 5-10 лет предстанет взору пользователей региональных сетей из сферы бизнеса, будет замена арендуемых линий и каналов связи ISDN виртуальными сетями Frame Relay. Различные фирмы и конгломераты предприятий кабельного телевидения и энергетики, телефонные и другие сервисные компании будут предлагать услуги сетей Frame Relay общегородского масштаба в различных конфигурациях и по все более низким ценам. Поставщики услуг этих сетей Frame Relay будут соперничать с поставщиками услуг Internet. Технология АТМ ( Asynchronous transfer mode – асинхронный режим передачи). Эта технология, основанная на коммутации пакетов, пригодная благодаря своей « масштабируемости» как для ЛВС, так и для региональных сетей. Однако АТМ, скорее всего, никогда не получит широкого распространения для подключения настольных ПК. Обеспечивает скорости от 25 Мбит/с до 655 Мбит/с и выше. Безусловно, метод Frame Relay –прекрасный вариант для передачи данных, но при пересылку через сеть достаточно крупных пакетов могут возникать задержки, поэтому передача цифрового видео и звука по сетям Frame Relay выполняется с прерываниям и провалами. В технологии АТМ пакеты, называемые ячейками (cells), существенно меньше, а методы, обеспечивающие их своевременную доставку,- характеристика, именуемая качеством обслуживания (quality of service – Qos),- гораздо лучше. Поначалу технология АТМ рекламировалась как способ безупречного соединения локальных и глобальных сетей, но и при наличии потребности в применении этой технологии для настольных ПК, вызванной появлением соответствующих продуктов IBM и других компаний, возможно, так никогда и не удастся преодолеть инерцию пользователей, имеющих уже установленные системы Ethernet. Ныне представляется наиболее вероятным, что при дальнейшем развитии АТМ станет вариантом замены сетей Frame Relay, эксплуатируемых абонентскими региональными службами. Индивидуальный пользователь с помощью своей программы может отправить в сеть АТМ запрос на определенное качество обслуживания при пересылке потоков данных, тем самым сеть приобретает новые возможности, перестав быть просто комплектом «немых» каналов. Магистральные сети АТМ, работающие со скоростями 155 Мбит/с, 622 Мбит/с и выше будут передавать данные в новые стационарные системы доставки информации, такие, как кабельные модемы и абонентские цифровые телефонные каналы. Технология высокоуровневой коммутации. Технология коммутации очень стара. Многие концепции, воплощенные в телефонных коммутаторах еще на рубеже 19-20 веков, обрели себя и в современных коммутаторах АТМ и Ethernet. Последние получили распространение после того, как в отдельных сегментах ЛВС стали возникать перегрузки многих узлов, что в свою очередь приводило к проблемам при совместном использовании этих соединений. С помощью коммутаторов выполняется передача пакетов с промежуточным накоплением, что создает видимость беспрепятственного доступа каждого узла к сети. К сожалению, концепция коммутации как в АТМ, как и в Ethernet терпит неудвчу при попытке широковещательной передачи данных всем узлам сети сразу. В настоящие разработчики предлагают усовершенствованные модели коммутаторов, предусматривающих анализ каждого пакета, чтобы выяснить, как он должен обрабатываться, с учетом информации о породившей его программе, инструкций из пункта назначения и других факторов. Проблема широковещательной передачи пакетов – обычное явление для крупных сетей, и высокоуровневые коммутаторы, по всей видимости, в течение ближайших трех-шести лет станут важной составной частью средств управления и обеспечения информационной безопасности трафика во всех критически важных для функционирования предприятий сетях. Технология беспроводных сетей. Весьма важным направлением развития компьютерных сетей является обеспечение беспроводной связи в них. Это позволяет обеспечить высокую степень мобильности абонентов и возможность быть в сети практически постоянно. Последнее десятилетие характеризуется быстрым развитием новых технологий в области телекоммуникаций, что не могло не сказаться на развитии компьютерных сетей. В практике утвердились мобильные сети связи, предназначенные для предоставления услуг подвижным абонентам. Здесь, в первую очередь, следует вести речь о системах сотовой связи. Первоначально сотовая связь предназначалась лишь для передачи голоса. В сетях ранних, аналоговых стандартов передача данных средствами самой сети не предполагалась. В них можно осуществлять передачу данных с использованием модемов, как в обычной телефонной сети. Цифровые сотовые стандарты изначально разрабатывались таким образом, чтобы в них была возможность передачи данных с использованием инфраструктуры самой сети. Однако для предоставления абоненту такого сервиса в сети необходимо устанавливать соответствующее оборудование и программное обеспечение. Еще один недостаток таких сетей в плане передачи данных – это довольно низкие скорости: 9600бит/с, максимум –14400 бит/с. В ближайшей перспективе ожидается появление новых технологий, которые обеспечат значительное повышение скорости передачи данных: 64б144 и 384 Кбит/с. Кроме того идет разработка технологий следующего поколения, которые рассчитаны на интегрированную передачу голоса и данных на мобильные терминалы. Максимальная скорость передачи данных дойдет до 2 Мбит/с, будет обеспечена передача мультимедийного трафика и, как следствие, исчезнет грань между мобильным телефоном и стационарным. В последнее время с развитием необходимой инфраструктуры коммуникаций для компьютерных сетей все большую популярность приобретает беспроводная связь через радиомодемы, обеспечивающая более высокую степень мобильности и оперативности. Сейчас в мире имеется несколько разновидностей радиосетей и соответствующих радиомодемов, работающих по различным протоколам. Используются как обычные сотовые телефонные сети, так и специальные цифровые сети. Такие соединения актуальны не только для персональных компьютеров (ПК), Функционирующих на рабочих местах, не подключенных к сетевому кабелю, но и для пользователей, которые вынуждены со своими переносными компьютерами перемещаться и иметь при этом возможность подключения к сети в течение нескольких секунд, а то и быть связанным с ней постоянно. Устройства для создания беспроводных сетей передачи данных весьма разнообразны. Наряду с традиционными системами, передающими сигнал в узкой полосе, внедряется технология передачи информации на шумоподобных радиосигналах с размытым спектром. В этом случае обеспечивается передача данных одновременно по нескольким радиоканалам. Такая технология обладает повышенной защищенностью, как от обычных узкополосных помех, так и от несанкционированного доступа к передаваемой информации. Наибольшее практическое распространение нашла технология беспроводного подключения к сети, называемая Radio –Ethernet. Стандартная архитектура такой радиосети представляет сеть ретрансляторов: у провайдера имеется всенаправленная антенна, на которую нацелены антенны клиентов. Radio-Ethernet позволяет абонентам работать на скорости до 2 Мбит/с. В перспективе ожидается существенное увеличение скорости до 10 Мбит/с. Технология WebTV основана на использовании для передачи данных стандартного телевизионного сигнала, в обратном луче которого содержится информационный сигнал. Такой радиоканал является однонаправленным и поэтому для связи клиет-сеть необходимо использовать стандартные средства доступа, связанные с телефонными модемами. Повысить степень автономности клиента в этом случае позволяет применение мобильных телефонов с поддержкой передачи данных. Однако наземные службы связи начинают подвергаться жесткой конкуренции со стороны спутниковых систем связи. В ближайшее время предполагается реализация программ использования космических спутников для широкополосной цифровой передачи данных ( например, проект Iridium). Для этого планируется создание группировок спутников-ретрансляторов на высоких, средних и низких орбитах. Типичная скорость пересылки цифровых данных ожидается в пределах от 2 до 6 Мбит/с. Тем не менее, уже сейчас спутниковые каналы связи используются для подключения к компьютерным сетям. Технология DirecPC предполагает асимметричное подключение для высокоскоростного получения информации из сети. Запросы на данные отправляются обычным (наземным) способом. С помощью приемной антенны – « тарелки» пользователь может принимать данные по своим запросам от сервера DirecPC через спутник со скоростью до 500 Кбит/с. Подобная комбинированная связь с использованием спутниковых линий может осуществляться и через спутниковые каналы, используемые цифровым телевидением. Таким образом, телекоммуникационные технологии обладают богатым арсеналом средств для организации беспроводной передачи данных абонентам. Это принципиально позволяет пользователям взаимодействовать с ресурсами глобальных и локальных сетей общего и ведомственного назначения практически в любой точке земного пространства( пока за исключением высоких широт). При этом пользователь жестко не привязан к сети и в процессе работы может менять свое положение. Основной недостаток рассмотренных технологий – высокая стоимость оборудования для создания нужной инфраструктуры и, как следствие, повышенная стоимость получаемых данных по сравнению с традиционными способами. Сетевые технологии оказывают существенное влияние и на архитектуру самих компьютеров. Уже появились сетевые компьютеры (СК), привлекающие внимание специалистов по информационным технологиям обещанием более низких цен и меньшего объема эксплуатационных расходов. Сетевой компьютер представляет собой нечто среднее между терминалом и персональным компьютером. СК в меньшей степени, чем терминалы, и в большей, чем ПК, вместо жестких дисков и других локальных устройств памяти используют сети и серверы для хранения и загрузки прикладных программ и данных. Благодаря отсутствию жестких дисков и других аппаратных средств СК потенциально легче обслуживать и заменять, чем обычный ПК. 3. Инфраструктура информационной технологии Понятие инфраструктура используется в экономической жизни, накрывая те составные части ее общего устройства, которые носят вспомогательный характер и обеспечивают нормальную деятельность экономки. В экономическую инфраструктуру входят транспорт, связь, образование и профессиональное обучение, жилье и коммунальное хозяйство, от состояния которых зависит общественное производство. Применительно к информатизации инфраструктура означает комплексы средств, обеспечивающих создание, внедрение, применение методов, систем и средств получения, сбора, предачи, переработки, хранения и использования информации. Инфраструктура информатизации включает: · средства поддержания работоспособности информационных систем и их элементов; · средства энергоснабжения и жизнеобеспечения информационных систем; · системы подготовки и переподготовки кадров, научно-исследовательские и проектно-конструкторские учреждения. Дадим характеристику первым двум из перечисленных пунктов, так как последний является объектом отдельного рассмотрения. Средства поддержания работоспособности информационных систем и их элементов. Информатизация приводит к повышению сложности аппаратуры, программ и информационной база. Есть все основания считать такие системы многофункциональными объектами. Они характеризуются приемлемой надежностью компонентов, широким применением встроенных и автономных средств контроля, диагностирования и восстановления информационного процесса, поддерживающих их работоспособность. Отказы отдельных элементов обычно приводят не к отказу всей системы, а лишь к временной невозможности выполнять некоторые функции. Значительная часть отказов не имеет катастрофических последствий, информационный процесс, как правило, восстанавливается автоматически либо после незначительного вмешательства человека. Тем не менее, в обеспечении работоспособности средств поддержки информационной технологии имеется ряд проблем. Несмотря на довольно значительные возможности средств контроля и диагностирования, их применение рассчитано на высококвалифицированных специалистов в области вычислительной техники. Такие специалисты имеются на вычислительных центрах, но отсутствуют в органах административного управления, где в настоящее время сосредоточено большое количество персональных компьютеров. Кроме этого, пи высокой надежности средств вычислительной персонал весьма быстро теряет квалификацию и оказывается неспособным устранить нетиповой отказ и его последствия. Наличие в информационных системах не только технических, но и программных и информационных компонентов затрудняет правильное диагностирование даже квалифицированными специалистами. Особо сложные ситуации возникают при проявлении отказов в программном обеспечении, а также после преднамеренного или случайного внесения искажений в информационную базу. Существующие средства контроля и диагностирования не рассчитаны на работу в подобных ситуациях. Распространение компьютерных вирусов обусловливает необходимость внедрения организационно-технических мероприятий и средств, обеспечивающих предупреждение заражения, своевременное выявление и устранение последствия вирусов на программные и информационные компоненты комплексов автоматизации. До сих пор в основном используются индивидуальные средства контроля и диагностирования, автоматизированное накопление и обобщение сведений об отказах должным образом не ведется, статистические закономерности проявления отказов не выявляются и практически не используются при восстановлении других аналогичных средств и систем. Средства тестового контроля и диагностирования современных ПЭВМ пользователями, как правило, не осваиваются. Все это существенно усложняет решение задач поддержки работоспособности систем и средств информатизации. В данных условиях становится невозможным ограничиваться традиционным подходом, направленным на использование индивидуальных средств поддержания работоспособности только аппаратуры. Необходимо создавать и внедрять средства комплексного контроля, диагностирования и восстановления, которые должны быть приспособлены к решению перечисленных проблем. Принципиально новыми возможностями обладает так называемая система дистанционного обслуживания средств информатизации. Она содержит, как правило, отдельный комплекс, реализованный на базе персональной ЭВМ и сопряженный посредством каналов передачи данных с диагностируемыми средствами. Система включает базу данных а состоянии обслуживаемых средств и комплексов, характерных отказах и неисправностях, характере их проявления, мерах борьбы с ними и их последствиями. В подобных системах дистанционного обслуживания предполагается использовать элементы искусственного интеллекта, экспертных систем. На их основе можно достичь нового более высокого уровня качества разрабатываемых средств поддержания работоспособности информационных систем. В дальнейшем целесообразно автоматизировать и другие основные функции технического обеспечения и в конечном итоге создать автоматизированную систему технического обеспечения информатизации. Средства энергоснабжения и жизнеобеспечения информационных систем. Технические средства информационных систем должны быть обеспечены бесперебойным энергоснабжением, что обусловлено важностью решаемых задач. Однако в ряде случаев при отсутствии жестких временных требований по своевременности решения задач на некоторых комплексах автоматизации могут быть допустимы короткие перерывы в энергоснабжении. Следует учитывать возможность внезапных перерывов энергоснабжения при уточнении требований к техническим средствам автоматизации. Необходимо гарантировать автоматическое сохранение информации из энергозависимых запоминающих устройств во внешней памяти. Средства жизнеобеспечения информационных систем не отличаются от известных, рассчитанных на поддержание должного температурно-влажностного режима на объектах, предупреждение и борьбу с пожарами, охрану от злоумышленников и т.д. Тема3. Общая классификация видов информационных технологий и их реализация в промышленности, административном управлении, обучении. Лекция4. Современные информационные технологии Цель : Систематизировать современные информационные технологии и раскрыть сущность наиболее важных и распространенных технологий Время –2 часа Учебные вопросы: 1. Классификация современных информационных технологий 2. Характеристика основных информационных технологий 1. Классификация современных информационных технологий Классификация информационных технологий предназначена для систематизации накопленных знаний о них с целью последующего решения задач исследования и практического применения. Под классификацией понимается процесс распределения множества известных технологий на ряд подмножеств в соответствии с классификационными признаками и установленными правилами. Следует отметить, что становление и изучение информационных технологий находится на начальной стадии. Список технологий остается открытым. Поэтому не сложилось единого подхода к их классификации. Иногда деление на группы по какому-либо признаку является довольно условным, и классификационные множества не образуют полную группу. По характеру преобладания обрабатываемой информации выделяют следующие технологии: · технологии безбумажной информатики (обработка документов); · технологии искусственного интеллекта (обработка знаний); · технологии мультимедиа (обработка разной информации). По ориентации на компоненты информационных систем: · сетевые технологии( базовое звено технологии – это аппаратная часть информационной системы); · технологии бах данных и баз знаний (основной объект, на который нацелена технология- собственно информация, правила ее накопления, хранения и выдачи потребителям); · технологии моделирования и технологии программирования математического и программного обеспечения). По территории охвата( степени распространения): · глобальные; · локальные. Яркий пример глобальной технологии- технология Internet.Ее глобальность проявляется в различных аспектах. Это распространение по всему миру, многоплановость (включает в себя другие технологии). Сложнее обстоит дело с причислением других технологий к той или иной группе. Например технология Intranet, с одной стороны, ее конкретная реализация распространяется на ограниченную территорию, а с другой стороны, этой технологией также пользуются по всему миру. По характеру влияния на реализацию целей информационной системы: · основные; · обеспечивающие. Принципиально любая технология может быть признана основной. Например в информационно-поисковых системах это технология баз данных, в системах принятия решений – технология искусственного интеллекта и технология моделирования. Однако некоторые технологии носят ярко выраженный обеспечивающий характер –технология программирования, технология защиты информации и др. Перечень классификационных признаков и соответствующих им классификационных группировок можно продолжать. Однако они будут носить частный характер и интересны лишь при более детальном исследовании вопроса. Представляется целесообразным охарактеризовать наиболее важные информационные технологии. 2. Характеристика основных информационных технологий Технологии безбумажного документооборота (офисные технологии). Идея безбумажной информатики не нова. Еще в 60-х-70-х годах стало ясно, что компьютеры способны не только к вычислениям, но и к обработке текстовых данных. Однако этот замысел не нашел должной реализации по следующим причинам. Во-первых, уровень развития технической и программной базы не позволял осуществить полноценное внедрение теоретических наработок. Во-вторых, определенный перекос осуществлялся и в самой постановке вопроса, а именно речь шла о полном отказе от традиционного носителя информации –бумаги. Естественно, что это отпугивало пользователей- непрофессионалов и по сути было нереализуемым. И лишь с появлением персональных компьютеров и развитых программных средств для них рассматриваемая технология нашла реальное воплощение без первоначального перекоса, связанного с самим понятием « безбумажная». В настоящее время офисные технологии базируются на использовании специальных комплектов программ, подобных Microsoft Office . Такие комплекты включают в себя программы для обработки текстовых документов ( текстовые редакторы – Microsoft Word ), проведения расчетов (табличные процессоры – Micrisift Excel ),управления базами данных (Microsoft Access ), планирования работ (Microsoft Project, Microsoft Schedule ), комплексирования документов (Microsoft Binder ) и другие. С их помощью можно создавать и обрабатывать разнообразные документы, состоящие из текстовой части, сопровождаемого иллюстрациями, графиками, расчетными соотношениями и т.д. В полученных документах без особого труда организуется корректировка, модификация, поиск нужных разделов и другие подобные операции. Универсальные и доступные пользователям-непрофессионалам в области программирования механизмы связывания объектов позволяют комплектовать в единое целое разнородные части (например, текст и графику). Использование принципа «что вижу – то получаю» дает возможность готовить макет документа на экране монитора, и в таком же виде получать на принтере его бумажную копию, что удачно совмещает «безбумажную» подготовку документа с материализацией в традиционном виде. Дополнительное применение специальных устройств (сканеров) и программ позволяет вводить в память ЭВМ изображения и текст (DesckScan). При необходимости можно организовать распознавание введенного текста с целью его дальнейшей обработки на компьютере ( CuneiForm, FineReader). Программы - переводчики осуществят перевод документа с одного языка на другой ( Stylus, Socrat) , а лингвистические программы выполнят орфографический и синтаксический контроль текста ( Orfo) / разнообразные графические редакторы (Corel, PageMaker) помогут оформить иллюстрационную часть документа, программы- проектировщики (AutoCad) позволят разработать чертеж или электрическую схему, математические программы (MathCad) облегчат проведение сложных расчетов. Программы- архиваторы обеспечат компактное хранение архивных документов на магнитных носителях информации и позволят довольно эффективно извлекать из архивов нужные документы. Дальнейшее развитие офисная технология получила в издательских системах. Так называются программы, с помощью которых осуществляют компьютерную верстку издания ( книги, журналы, газеты) и его последующую выдачу на множительную аппаратуру для массовой печати. Технология мультимедиа. Качественно новый уровень был достигнут при переходе к обработке не только текстовой и графической информации, но звука и изображений, в том числе и движущихся. Это породило мультимедийные технологии. Оснащение компьютеров устройствами ввода и вывода звуковой и видеоинформации ( микрофоны, акустические системы, видеокамеры, сканеры) позволило наполнять машинную память принципиально новыми типами данных и, после соответствующей обработки, извлекать их, то есть доводить до пользователя. Сказать, что компьютер просто интегрировал в себе функции бытовых устройств ( аудио- и видеомагнитофона, а также телевизора) явно недостаточно. Программное обеспечение позволяет вести обработку аудио- и видеоданных, в том числе и в режиме реального времени, а это создает предпосылки для нетрадиционного использования ресурсов компьютера. В частности, возможно создание или воссоздание динамической трехмерной картины на экране монитора, сопровождаемой необходимыми звуковыми эффектами. Это привело к особому явлению виртуальная реальность обеспечила подход к решению принципиально новых задач: построение компьютерных тренажеров, воспроизведение трудно моделируемых традиционными способами процессов ( например, природных явлений). Сочетание сетевых и мультимедийных технологий привело к возможности передачи по компьютерным сетям видео- и аудиоинформации. Поэтому трансляция фильмов и телепередач в сети, обмен речевыми сообщениями, организация и проведение видеоконференций стали реальностью. А серьезности таких технологий говорит тот факт, что распространение аудио- и видеозаписей в цифровом формате между пользователями сетей может существенно подорвать или уничтожить индустрию тиражирования компактдисков и видеокассет. Разновидностью мультимедийных технологий являются геоинформационные технологии. С их помощью осуществляется обработка картографической информации, либо служащей предметом самостоятельного изучения, либо выступающей фоновой обстановкой для отображения других типов визуальных данных. Технологии баз данных. Хранение информации в памяти ЭВМ давно перестало быть чем-то экзотическим. Современные автоматизированные системы позволяют накапливать и вести огромные массивы информации, а также эффективно осуществлять поиск и выдачу требуемых данных пользователям. В основу построения этих систем положена концепция баз данных. Согласно этой концепции данные непосредственно не связаны с прикладными программами, а все операции по манипулированию ими возлагаются на специальную программу, называемую система управления базами данных (СУБД). Современные СУБД, помимо непосредственного управления данными, организуют взаимодействие с пользователями и, обладая развитыми средствами ведения диалога, ориентированы на работу не только с профессионалами в области программирования. Особое распространение базы данных получили в период массового внедрения в практику персональных компьютеров. Появились разнообразные СУБД, разработанные для широкого круга применений, и технология баз данных стала доминирующей в сфере компьютерного хранения информации. Распространение этой технологии на уровень сетевой среды привело к появлению распределенных баз данных (РБД) и систем управления этими базами (СУРБД). Распределенные базы данных стали основой построения географически рассредоточенных информационных систем. Их основным достоинством является возможность накопления практически неограниченных объемов информации, повышение надежности их хранения и удовлетворение запросов на выдачу данных в любую точки пространства, охватываемого сетью. Другая ветвь развития технологии бах данных – это хранилища данных (ХД), накапливающие агрегированную информацию. Они предназначены для совместного использования с обычными БД и имеют следующие отличия. Данные из хранилищ данных не удаляются, позволяя строить временные срезы информации, например, отслеживать динамику развития каких-либо процессов Хранимые данные агрегируют по нескольким изменениям, давая возможность оперативно предоставлять нужные данные различным категориям пользователей. При пополнении хранилищ автоматически формируются новые агрегаты данных, зависящие от старых, и пользователям может выдаваться интегрированная информация. Поддержание в хранилищах различных уровней обобщения создает предпосылки к проведению анализа «вглубь» с целью уточнения запрашиваемых данных. Предполагается наполнять хранилища данных текстовыми, аудио-, видео- документами, включая элементы интерактивного общения. Возникает проблема хранения огромного количества информации, отдельные единицы которой могут быть востребованы с различной частотой и требования по оперативности их выдачи дифференцированы. Использование носителей информации на магнитных дисках становится нерентабельным, что порождает необходимость размещения данных на магнитных лентах и оптических дисках. Технология хранилищ данных может быть распространена на уровень территориально-распределенных сетей и сами хранилища могут строиться распределенными. Конгломератом технологий сетей, хранилищ данных и сетевых компьютеров явились сети данных. Это специализированные сети, решающие задачу оптимального накопления и ведения данных в пространстве и служащие информационным базисом при их сопряжении с традиционными вычислительными сетями. Сети данных позволяют хранить огромные массивы информации ( технология SAN –Storage Area Network).В общем случае SAN – это специализированная выделенная подсеть, предназначенная для обмена между серверами и внешней памятью, в качестве устройств которой могут использоваться диски мэйнфреймов («больших»ЭВМ), ленточные накопители и другие. Вынос устройств внешней памяти за пределы конкретных серверов позволяет организовать высокопроизводительные хранилища информации и разгрузить на одном устройстве копии данных, принадлежащие разным серверам, получать доступ к информации с любого сервера, что способствует повышению их мобильности. Технологии моделирования. Моделирование прочно утвердилось в практике управления, научных исследований, производства, обучения. Разработка и применение моделей шагнули из области искусства в сферу промышленного освоения. В настоящее время в широком ассортименте представлены инструментальные средства, предназначенные для построения машинных моделей и проведения экспериментов на них. При этом основное внимание уделяется автоматизации процесса моделирования, начиная от конструирования модели и заканчивая обработкой экспериментальных данных. Основными пользователями подобных систем моделирования являются не математики, а специалисты- прикладники. В их компетенцию входит: постановка задачи и выбор стратегии ее решения, разработка концептуальной схемы модели и ее формализация. Детализация исследуемого объекта осуществляется до требуемого уровня. Далее на компьютере идет конструирование модели из отдельных агрегатов и ее настройка на реальные условия в соответствии с исходными данными .Указывается характер получаемого результата и подлежащая выявлению зависимость результата от параметров исследуемого объекта и среды. Программа- построитель проводит сборку модели на базовом языке моделирования, а планировщик задает порядок использования модели. После этого реализуется запуск модели на компьютере и обработка результатов в соответствии с запланированным экспериментом. Пользователю выдаются интегрированные данные в виде таблиц или графиков. Сам процесс исполнения моделя может быть визуализирован, то есть на экран выводятся динамически меняющиеся образы, отражающие состояния модели в любой текущий момент времени, отдельные временные срезы могут запоминаться для дальнейшего детализированного изучения, а пользователь в интерактивном режиме может вносить коррективы в сам процесс моделирования. Технологии искусственного интеллекта. Развитие технических и программных средств неизбежно приведет к становлению новых технологий решения сложных задач управления, принятия решений, обучения и т.д. В настоящее время ЭВМ используется для решения подобных задач только в том случае, если они хорошо структурированы, то есть известны стандартные процедуры, детально описывающие алгоритмы решения. Однако большинство задач относится к категории слабо структурированных, для которых детальное описание процесса решения не представляется возможным. Методологической основой решения задач названного класса является построение экспертных систем и систем поддержки принятия решений. Экспертные системы предназначены для моделирования поведения опытных специалистов при решении задач по какому- либо узкому вопросу в определенной предметной областью. Такие системы призваны оказывать помощь управленцам, когда их собственных знаний, опыта и интуиции недостаточно для самостоятельного решения возникающих проблем. В идеале экспертные системы должны быть способны заменить человека в случае невозможности им своевременного принятия решения. Перед системами поддержки принятия решений не ставят столь глобальных целей. Они предназначены для оказания помощи пользователям ( работникам управленческого персонала, аналитикам) в неструктурируемых или слабострукрурируемых ситуациях выбора. Такие системы выступают в роли референта, который позволяет расширить способности человека, но не заменяет его мнение или систему предпочтений. Они предназначены для использования в ситуациях, когда процесс принятия решения невозможно полностью формализовать и реализовать на ЭВМ ввиду необходимости учета субъективного мнения. Наиболее широкая сфера применения систем поддержки принятия решений- это планирование и прогнозирование для различных видов управленческой деятельности. В состав подобных систем должны входить методы и модели математического программирования, статистического анализа, теории игр, теории принятия решения, а также эвристические методы, обеспечивающие адаптивность и обучение самой системы. В силу наличия компонентов последнего типа системы поддержки принятия решений могут демонстрировать интеллектуальные черты и работать в условиях неполноты исходной информации, использовать вероятностные выводы, вырабатывать суждения и объяснения, выдаваемые в качестве советов. Бурноеразвитие и широкое практическое применение экспертных систем и систем поддержки принятия решений прогнозируется при реальном появлении новых типов компьютерных систем, в частности, нейрокомпьютеров. Информационную базу подобных интеллектуальных систем призваны обеспечить ранее упомянутые хранилища данных. Internet – технологии. Сеть Internet преживает настоящий бум. К началу 1996 года Internet объединяла более 80000 подсетей и около 10 миллионов машин. В США число клиентов Internet увеличивается быстрее всего в коммерческом секторе, однако самый высокий темп роста наблюдается за пределами США. Организации устанавливают связь с Internet по различным причинам- доступ к электронной почте, улучшение взаимодействия, увеличение объемов продаж и маркетинговых программ и прочее. Подключение к Internet только для доступа к электронной почте уже оправдывает себя, но вскоре многие организации обнаруживают, что они могут расширить свое присутствие в Internet при весьма небольшом увеличении затрат. Информационные серверы используются как для внутренних, так и для внешних целей. Эти серверы могут, например, предоставлять потенциальным потребителям информацию о продуктах и услугах компании, пользователям - последние версии программного обеспечения для работы в сети, перспективным сотрудникам – новые возможности для карьеры, а потенциальным инвесторам – данные об определенной компании и ее положении на рынке. Информационные серверы могут также предлагать новости, объявления, материалы научных исследований, информацию по различным интересующим пользователей темам и доступ к материалам, которые трудно найти где-нибудь еще. Взаимодействие пользователя с сетью строится посредством специальных программ –« браузеров» (« просмотрщиков») сети. Эти программы, например,