konspekt-lektsij-po-distsipline-informatsionnye-tehnologii-v-professionalnoj-dey
реклама
Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» 1 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЯ 1.......................................................................................... 4 Информация и информатика. Информационные технологии ...........................................................................................4 1. Информация, данные, сведения, сообщения и знания .......................................................................................................4 2. Свойства информации.........................................................................................................................................................7 3. Информатика.......................................................................................................................................................................9 4. Информационные технологии ............................................................................................................................................9 5. Платформа информационных технологий. Роль информационных технологий в развитии экономики и общества. Жизненный цикл информации. Информационная сфера ....................................................................................................12 6. Жизненный цикл информации. Информационная сфера. Негативные последствия внедрения информационных технологий ..............................................................................................................................................................................16 ЛЕКЦИЯ 2........................................................................................ 20 Классификация информационных технологий ..................................................................................................................20 1. Виды информационных технологий .................................................................................................................................20 2. Выбор вариантов внедрения информационной технологии ..........................................................................................29 ЛЕКЦИЯ 3........................................................................................ 32 Использование информационных технологий в различных предметных областях. ..................................................32 Электронные документы, книги и библиотеки. Электронный офис .............................................................................32 1. Виды информационных технологий, используемых в различных предметных областях ...........................................32 2. Реализация информационных технологий в различных предметных областях...........................................................36 3. Электронные документы, книги и библиотеки. Электронный офис ............................................................................38 ЛЕКЦИЯ 4........................................................................................ 44 Модели процессов передачи, обработки, накопления данных в информационных системах. Системный подход к решению функциональных задач. Жизненный цикл информационных продуктов и услуг .................................44 1. Информационная модель и моделирование информационных процессов .....................................................................44 2. Системный подход к решению функциональных задач ..................................................................................................46 3. Жизненный цикл информационных продуктов и услуг ...................................................................................................48 4. Жизненный цикл информационных технологий ..............................................................................................................51 ЛЕКЦИЯ 5........................................................................................ 53 Информационные технологии безопасности и защиты ....................................................................................................53 1. Общие положения защиты информации .........................................................................................................................54 2. Несанкционированные действия и методы воздействия на информацию, здания, помещения и людей ..................55 3. Средства и методы защиты информации, зданий, помещений и людей в них ............................................................57 4. Мероприятия по обеспечению сохранности и защиты .................................................................................................67 ЛЕКЦИЯ 6........................................................................................ 70 Классификация информационных технологий по сферам применения. Обработка текстовой и числовой информации. Особенности обработки экономической и статистической информации .............................................70 1. Классификация информационных технологий ................................................................................................................70 2. Применение информационных технологий ......................................................................................................................71 3. Методы обработки информации .....................................................................................................................................73 ЛЕКЦИЯ 7........................................................................................ 80 Информационные технологии копирования и тиражирования информации. Оргтехника и полиграфическое оборудование .............................................................................................................................................................................80 1. Средства оргтехники и полиграфии для копирования и тиражирования информации .............................................81 2. Методы копирования и тиражирования информации ..................................................................................................83 3. Копировально-множительная техника ...........................................................................................................................87 4. Оргтехника .........................................................................................................................................................................89 ЛЕКЦИЯ 8........................................................................................ 94 Программно-технические средства информационные технологии ...............................................................................94 1. Компоненты программно-аппаратных компьютерных средств ................................................................................94 2. Программное обеспечение информационных технологий..............................................................................................95 3. Технические средства информационных технологий .....................................................................................................98 ЛЕКЦИЯ 9..................................................................................... 104 2 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Технологии открытых систем. Объектно-ориентированные информационные технологии. Распределенные системы обработки данных. Функционально-распределенные информационные технологии .............................104 1. Открытые системы........................................................................................................................................................104 2. Объектно-ориентированные информационные технологии .......................................................................................106 3. Распределённые системы обработки данных...............................................................................................................107 ЛЕКЦИЯ 10.................................................................................... 112 Информационные технологии конечного пользователя. Стандарты пользовательского интерфейса. Критерии оценки информационных технологий ...............................................................................................................................112 1. Информационные технологии конечного пользователя...............................................................................................112 2. Пользовательский интерфейс ........................................................................................................................................112 3. Стандарты пользовательского интерфейса................................................................................................................116 4. Оценка информационных технологий ............................................................................................................................118 ЛЕКЦИЯ 11.................................................................................... 120 Графическое изображение технологического процесса. Обработка графической информации. Применение информационных технологий на рабочем месте пользователя ....................................................................................120 1. Графическое изображение технологического процесса ..............................................................................................120 2. Обработка графической информации ...........................................................................................................................121 3. Применение информационных технологий на рабочем месте пользователя ............................................................125 ЛЕКЦИЯ 12.................................................................................... 129 Гипертекстовые способы хранения и представления информации. Информационные ресурсы Интернета ......129 1. Гипертекстовые информационные технологии ...........................................................................................................129 2. Языки гипертекстовой разметки документов .............................................................................................................131 3. Информационные ресурсы Интернета .........................................................................................................................134 ЛЕКЦИЯ 13.................................................................................... 139 Мультимедийные технологии обработки и представления информации ...................................................................139 1. Технологии мультимедиа .................................................................................................................................................139 2. Проекционное оборудование. Мультимедиапроекторы ..............................................................................................142 3. Средства информирования .............................................................................................................................................146 ЛЕКЦИЯ 14.................................................................................... 150 Автоматизированные информационные системы. Экспертные системы ..................................................................150 1. Автоматизированные системы .....................................................................................................................................150 2. Автоматизированные информационные системы .......................................................................................................152 3. Автоматизация информационных процессов ...............................................................................................................154 4. Экспертные системы ......................................................................................................................................................156 ЛЕКЦИЯ 15.................................................................................... 161 Сетевые информационные технологии. Технологии групповой работы пользователей: доска объявлений, форум, электронная почта, теле- и видеоконференции ..................................................................................................161 1. Сетевые информационные технологии .........................................................................................................................161 2. Технологии групповой работы пользователей ..............................................................................................................168 3. Сервисы Интернета ........................................................................................................................................................170 ЛЕКЦИЯ 16.................................................................................... 175 Интеграция информационных технологий. Корпоративные информационные системы. Технологии “клиентсервер”. Информационные хранилища. Системы электронного документооборота................................................175 1. Интеграция информационных технологий....................................................................................................................175 2. Корпоративные информационные системы .................................................................................................................178 3. Технологии “клиент-сервер” ...........................................................................................................................................179 4. Информационные хранилища ..........................................................................................................................................179 5. Системы электронного документооборота ................................................................................................................180 6. Технологии Дистанционного обучения ...........................................................................................................................182 ЛЕКЦИЯ 17.................................................................................... 186 Геоинформационные и глобальные системы. Информационные технологии распространения информации. Авторские информационные технологии ..........................................................................................................................186 1. Геоинформационные и глобальные системы ................................................................................................................186 2. Информационные технологии распространения информации ...................................................................................187 3. Информационные технологии передачи информации. Связь ......................................................................................190 4. Авторские информационные технологии ......................................................................................................................193 3 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 1 Информация и информатика. Информационные технологии Основные понятия: Информация, данные, сведения, сообщения и знания; Информатика; Классификация; Информационные технологии; Платформа информационных технологий; “Цифровой разрыв” и “виртуальный барьер”; Информационный и психологический барьер; Информационный шум. 1. Информация, данные, сведения, сообщения и знания Как только на Земле появились люди, они стали собирать, осмысливать, обрабатывать, хранить и передавать разнообразную информацию. Человечество (социум) постоянно имеет дело с информацией. Рассмотрим эволюцию системы представления информации. К первым информационным сообщениям обычно относят наскальные рисунки. С появлением устной речи (около 100 тысяч лет назад) человечество стало накапливать информацию индивидуально, в памяти отдельных людей. Возникновение письменности 5–6 тысячелетий назад позволило человечеству формировать коллективную память. В это время зарождаются основные информационные процессы: сбор, передача, переработка, хранение и доведение информации до пользователей. Их использование стало возможным благодаря появлению различных видов материальных носителей. Информация фиксировалась на каменных плитах, шкурах животных, глиняных табличках, пергаменте, папирусе, бересте, деревянных дощечках, ткани, а затем – на бумаге, фотографических материалах и др. Умение воспринимать и передавать информацию в форме знаков и сигналов, передавать её с помощью звуков – основное свойство обмена информацией между живыми существами, особенно людьми. Строгого научного определения понятия “информация” нет. Считается, что существует более 300 толкований этого термина. В любом случае слово “Информация” происходит от латинского “informatio”, означающего разъяснение, осведомление, содержание сообщения, сведения с учётом их передачи в пространстве и времени. С содержательной точки зрения "информация" - это сведения о ком-то или о чём-то, а с формальной точки зрения - набор знаков и сигналов. 4 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В различных науках слово “информация” понимается по-разному. Например, в экономике информация означает сведения, необходимые для управления объектом, организацией, государством и т.д. С их помощью руководители находят и принимают эффективные и экономически выгодные решения по организации производства товаров, продуктов и услуг. В 1948 г. Клодом Шеннон сформулирован один из законов теории информации, в котором говорится, что информация в коммуникациях (при передаче данных) должна устранять неопределенность (энтропию - неупорядоченное (хаотическое) состояние). Согласно этому закону каждый сигнал имеет заранее известную вероятность появления. Чем меньше вероятность появления сигнала, тем больше информации он несёт для потребителя. Понятие “информация” тесно связано с такими терминами, как “данные”, “сообщения”, “сведения” и “знания”. Рассмотрим их. Данные - это формальные факты или идеи, которые можно хранить, обрабатывать и передавать на расстояние. Данные также определяются, как числа, символы или буквы, которые используют при описании личностей, объектов, ситуаций, а также для их анализа, обсуждения или принятия соответствующих решений. Другой формой представления информации является сообщение. Сообщение - это текст, цифровые данные, изображения, звук, графика, таблицы и др. Сообщения содержат информацию тогда, когда могут быть приняты и поняты любым живым существом или приёмником информации. Сведения – практически синоним понятия “Сообщения”. Они чаще всего носят бытовой характер. Можно считать, что сведения, сообщения и данные являются составляющими (компонентами) информации, особенно когда говорят, что они используются в вычислительной технике в виде электронных (машиночитаемых) данных. Важной составляющей информации являются знания. Знания – это: а) вид информации, отражающий опыт и восприятие человеком окружающего мира; 5 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» б) понимание определённой информации с целью лучшего её использования при решении конкретных задач; в) факты и правила, сохраняющиеся в памяти людей и влияющие на их убеждения; г) способность получать информацию и отношение к полученным данным и др. Знание - способность человека получать необходимые ему данные, обдумывать (осмысливать) и преобразовывать их в информацию. Информация не всегда превращается в знания. Она может быть динамична, когда речь идёт о распространении и функционировании знаний потому, что одни и те же данные могут представлять разную информацию. Получив какие-либо данные, человек усваивает (воспринимает и понимает), а затем превращает их (информационно-когнитивный процесс) в новую (по крайней мере для себя) информацию. Так происходит воссоздание (обновление) знаний, получение новых личных и общественных знаний. Этот процесс изображён на Рис. 1.1. Рис. 1.1. Соотношение понятий "информация", "данные", "знания". Информация характеризуется источниками её возникновения, потребителями, средой распространения и средствами её доставки. На рис. 1.2. укрупнёно отражена система “поставщик – потребитель информации”. Рис. 1.2. Обобщенная схема взаимосвязи “поставщик – потребитель информации”. Источники – это живые существа, документы на любых физических носителях информации. Среда распространения – это окружающее нас пространство и технические средства связи (коммуникаций). Средства, обеспечивающие доступность информации – это информационно-поисковые системы (ИПС) и их лингвистической обеспечение. Потребитель информации – это живое существо, техническое устройство, в т.ч. имеющее какой-либо физический носитель информации. 6 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 2. Свойства информации Информация обладает различными свойствами. Для их систематизации используют разные варианты её деления (классификации). Классификация - деление объектов на классы, образуемые в соответствии с определёнными признаками. Приведём наиболее известные и используемые классификации информации. Информацию можно систематизировать по способу восприятия органами чувств, которых у человека пять. Их связь с видами информации представлена в Таблице 1. Таблица 1. Связь способов восприятия информации с видами информации. Органы чувств человека Вид информации зрение визуальная слух аудиальная обоняние обонятельная вкус вкусовая осязание тактильная По разным оценкам от 75 до 90% информации человек получает с помощью органов зрения. Примерно 9–15% – с помощью органов слуха, остальную информацию – с помощью обоняния, вкуса и осязания. Компьютерные технические устройства воспринимают информацию по форме её представления, как: текстовую, графическую, числовую (цифровую), звуковую, видео (статическую и динамическую), мультимедийную (комбинированную), а также: оптическую и электромагнитную. По содержанию информацию делят на: экономическую, правовую, техническую, социальную, статистическую, организационную и т.д. Содержание информации обычно определяет её назначение. Определённый интерес представляет “научная информация” (англ. “Scientific information”, SI) – это логически организованная информация, получаемая в процессе научных исследований. Она отражает явления и законы природы, общества и мышления. Специалисты отмечают, что все достижения в области информации прямо касают7 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ся науки. Разновидностью научной информации является научно-техническая информация. “Научно-техническая информация” (англ. “Science and technical information”, STI) возникает в результате научно-технического развития общества. Она зафиксирована в документах и необходима руководителям, научным, инженерным и техническим работникам, а также обучаемым в процессе их жизнедеятельности и включает статьи и тезисы, монографии, авторефераты и диссертации, рефераты и аннотации и т.п. Какими же свойствами обладает информация? Если её рассматривать как некоторый физический объект, то информацию можно: 1) создавать (генерировать), 2) передавать (транслировать), 3) хранить и сохранять, 4) обрабатывать (перерабатывать). Поскольку информация представляет интерес для различных категорий пользователей, то основным назначением информации является её использование. При этом выделяют такие её свойства, как: адресность, актуальность, возможность кодирования, высокая скорость сбора, обработки и передачи, достаточность, достоверность, многократность использования, правовая корректность, полнота, своевременность. Существенными составляющими информации являются её потребительские свойства, то есть те из них, которые наиболее важны для её потребителей. Основные потребительскими свойства информации представлены на Рис. 1.3. Рис. 1.3. Потребительские свойства информации. Отметим, что однозначных классификаций нет. Вы, очевидно, заметили, что некоторые свойства информации одновременно входят в состав нескольких классификаций, например, полнота, достоверность и др. 8 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 3. Информатика Многовековое общение людей с информацией, изучение её видов, свойств и возможностей применения привело к созданию науки – информатики. Термином “Информатика” (франц. “informatique”), первоначально обозначали области автоматизированной переработки информации. Он появился во французском языке в начале 1960х годов. Затем этот термин получил более широкое значение и распространение, например, как вычислительная наука. Информатика - наука о законах и методах (технологиях) получения, измерения, накопления, хранения, переработки и передачи информации с помощью математических и технических средств. В 1970-е годы в англоязычной литературе наука о переработке информации с помощью вычислительных систем и устройств получила название “Computer Science” – наука о вычислительной технике и вычислениях или вычислительная наука. Таким образом, в данном случае можно говорить, что термины “Информатика” и “Computer Science” аналогичны или являются синонимами. Информатика, как в древних представлениях Земля, базируется на трёх основных компонентах (“китах”): технических, программных (математических) и алгоритмических (технологических) средствах. Информатика включает следующие разделы: Информационные системы и технологии, Архитектура электронно-вычислительных машин (ЭВМ - в пособии термины: ЭВМ, ВМ, ПЭВМ, ВТ, ПК и компьютер используются как синонимы.), Операционные системы (ОС), Теория баз данных (БД), Технология программирования и другие. С 1990-х годов в России информатика – крупная научная область, изучающая методы представления, накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ. Она содержит такие разделы, как кибернетика; программирование; искусственный интеллект; информационные ресурсы, технологии, системы и др. В информатике выделяют два основных научных направления: теоретическая и прикладная информатика. Некоторые науки, взаимодействуя с информатикой, создают собственные “отраслевые информатики”, использующие соответствующие им информационные технологии. С 1980-х годов в России появляются такие “отраслевые информатики”, как: историческая, социальная, правовая, экономическая и др. 4. Информационные технологии 4.1. Информационные технологии Способности и возможности людей обрабатывать информацию ограничены, особенно в условиях всё возрастающих массивов (объёмов) информации. Поэтому появилась необходимость использовать способы хранения, обработки и передачи информа9 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ции (информационные технологии), отчуждённые (удалённые) от одушевлённого носителя – человека. Термин “технология” (“techne”) греческого происхождения Он означает искусство, мастерство и умение. Любая технология связана с выполнением определённых операций и процессов, изменением качества, формы, состояния и содержания материала, объекта и т.п. Например, простейшим видом технологии, практически не использующим какие-либо технические средства, является доставка почтальоном почтовых отправлений (писем, телеграмм, газет и журналов) по указанным адресам. Технологии, предназначенные для решения информационных задач с помощью различных методов и программно-технических средств, например, связанных с: приёмом и хранением информации; её обработкой и преобразованием в форму, удобную для человека, называют информационными, а иногда – компьютерными. Компьютерными их называют потому, что компьютеры составляют основу технических средств информационных технологий (ТС ИТ). Информационные технологии - это методы и способы, использующие компьютерные программно-технические средства, отдельные или совокупные информационные процессы и операции для достижения поставленных целей. Информационные технологии используют при решении различных (социальных, экономических, производственных, культурных) и иных проблем, связанных с деятельностью людей и окружающей их природой. Под термином “информационные технологии” понимается: ● совокупность программно-технических средств вычислительной техники (СВТ), приёмов, способов и методов их применения, предназначенных для сбора, хранения, обработки, передачи и использования информации в конкретных предметных областях; ● совокупность методов, производственных и программно-технологических средств, объединённых для обеспечения сбора, хранения, обработки, вывода и распространения информации. Следует помнить, что свойства информации определяют свойства информационных технологий. Информационные технологии предназначены для снижения трудоёмкости процессов использования информационных ресурсов. Практически любой технологический процесс может быть частью сложного процесса. Он также может включать в себя набор простых (менее сложных) технологических процессов и операций. 10 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Технологическую операцию считают элементарным (простым) технологическим процессом. Так, в технологии доставки почты существует операция сортировки поступивших в почтовое отделение писем, газет и журналов. 4.2. Эволюция информационных технологий Хотя информационные технологии существовали с момента формирования умственной и физической деятельности человека, эволюцию информационных технологий принято рассматривать с момента изобретения в Германии книгопечатания, то есть с середины XV в. Следующий (второй) этап в развитии информационных технологий связан с возникновением фотографии (1839 г.), электрического телеграфа (1832 г.), телефона (1876 г.), радио (1895 г.), кинематографа (1895 г.), беспроводной передачи изображения на расстояние (1907 г.) и промышленного телевидения (конец 1920-х гг.). С появлением и широким использованием электронных средств вычислительной техники с помощью информационных технологий начинает формироваться интеллектуальная индустрия. Это принципиально новый (третий) этап развития информационных технологий, ориентированный на удовлетворение персональных информационных потребностей людей. Он формируется с середины 1960-х гг. и характеризуется процессами централизованной обработки значительных массивов информации в Вычислительных центрах. Эти Вычислительные центры обеспечивают коллективное использование имеющихся в них информационных ресурсов. С середины 1970-х гг. начинается 4-й этап, связанный с появлением персональных компьютеров. На этом этапе используется как централизованная обработка данных, так и децентрализованная, позволяющая решать локальные задачи и работать с локальными базами данных на рабочем месте пользователя. Появление 5-го этапа (начало 1990-х гг.) обусловлено достижениями в области телекоммуникационных технологий и распределённой обработки информации. Дальнейшее развитие информационных технологий (6-й этап) специалисты связывают с использованием в XXI в. нанотехнологий и суперкомпьютеров для выполнения различных информационных процессов с помощью объединённых вычислительных мощностей этих компьютеров, расположенных в любых местах нашей планеты и связанных между собой с помощью телекоммуникаций (Интернета). С точки зрения используемых видов инструментария информационных технологий выделяют четыре этапа: 1-й этап (до второй половины XIX в.) связан с использованием “ручных” информационных технологий. Их инструментом в основном являлись канцелярские принадлежности и средства почтовой связи, обеспечивавшие пересылку писем, пакетов и бандеролей. 11 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 2-й этап (с конца XIX в.) называют периодом “механических” технологий. В этот период к названному инструментарию добавляются средства оргтехники (пишущие машинки, телеграф, телефон, магнитофоны и диктофоны). Информационные коммуникации поддерживаются с помощью более совершенных средств доставки почты. 3-й этап (1940–1960-е гг.) относят к “электрическим” технологиям, инструмент которых составляют: большие ЭВМ и программное обеспечение к ним, электрические пишущие машинки, настольные копиры, портативные диктофоны и т.п. В этот период развиваются и совершенствуются существующие информационные коммуникации, появляются телевидение, системы передачи данных по воздушным и безвоздушным линиям связи. 4-й этап (с начала 1970-х гг.) характеризуют “электронные” технологии. Их основной инструментарий – большие ЭВМ с создаваемыми на их базе автоматизированными системы управления (АСУ) и информационно-поисковыми системами (ИПС). Появляются факсимильные средства передачи данных, компьютерные вычислительные и информационные коммуникации: локальные и междугородние вычислительные сети. 5-й этап (с середины 1980-х гг.) характеризуется использованием новых компьютерных технологий. Основным инструментом в этот период становится персональный компьютер. Для него создаётся множество различных программных продуктов и периферийных устройств. Появляются автоматизированные рабочие места (АРМ), в том числе локальные (на одном персональном компьютере) и системы поддержки принятия решений. Информационные коммуникации называют телекоммуникациями. Они включают локальные, региональные глобальные (международные) и иные компьютерные сети. Рост сложности информационных систем (ИС) вызывает разобщённость и разнородность разработчиков, пользователей, аппаратных средств и т.п., необходимость их интеграции. 6-й этап (с начала XXI в.) определяют как период формирования информационных обществ. Он характеризуется глобализацией информационных технологий и связанным с ними применением суперкомпьютеров, квантовых и нанокомпьютеров и технологий. В области телекоммуникаций всё чаще используются оптические проводные и беспроводные системы, а также иные беспроводные коммуникации. Инструментарий информационных технологий порой называют базой или платформой информационных технологий. 5. Платформа информационных технологий. Роль информационных технологий в развитии экономики и общества. Жизненный цикл информации. Информационная сфера 5.1. Платформа информационных технологий Данный термин не имеет однозначного определения. Платформой называют функциональный блок, интерфейс и сервис которого определяется некоторым стандартом. К платформе (англ. “Platform”) или базе информационных технологий относят аппаратные средства, устройства и комплексы (компьютеры и периферийные устройства к ним, оргтехника), телекоммуникации, программные продукты и математическое обеспечение, позволяющие пользователям практически в любых предметных областях 12 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» достигать поставленных целей. С точки зрения информационных технологий считается, что “платформа” соответствует “опорной” их части. Опорная технология – это совокупность программно-технических средств, на основе которых реализуются информационные системы и подсистемы. Платформа - это аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий базовый набор сервисов, необходимых пользователям для выполнения определённых задач. Платформы могут создаваться для выполнения локальных задач, а могут быть универсальными. Они могут модернизироваться, расширяться, полностью заменяться или обновляться. Характеристики универсальной платформы позволяют использовать её при решении большого круга задач. Выделяют аппаратную, операционную (программную), административную, транспортную, прикладную и коммуникативную платформы. Аппаратная платформа – это техническое обеспечение вычислительной системы (IBM PC, Macintosh и т.д.), включающее и тип процессора. Операционная платформа обеспечивает интерфейс между прикладными программами и группой операционных систем (MS DOS, Windows, OS/2, UNIX и т.д.). Она устанавливается на соответствующие компьютеры и позволяет работать с различными программными продуктами. Например, ОС Windows не будет работать на компьютере с процессором 80286. Пользователь приобретает программный продукт и информационную технологию, ориентированные на имеющуюся у него платформу. Платформа управления сетью (административная платформа) – это комплекс программ, предназначенных для управления сетью и входящими в неё системами. Такая платформа обеспечивает: ● контроль работы устройств и состояния кабелей; ● контроль деловых процедур; ● контроль других аспектов функционирования сети. Транспортная платформа обеспечивает передачу данных через коммуникационную сеть. Прикладная платформа связанна с прикладными и обслуживающими процессами. Она не зависит от типов коммуникационных сетей. Коммуникативная платформа – это комплекс информационных материалов (методик, практических рекомендаций), обеспечивающий эффективную совместную работу людей, например, в организации. Таким образом, “платформа” является важной составляющей структуры информационных технологий. 13 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Структура информационной технологии - это внутренняя организация ИТ, представляющая взаимосвязь входящих в неё компонентов. Другой её составляющей являются базы знаний, состоящие и баз и банков данных, а также пользовательского интерфейса (Рис. 1.4.). Рис. 1.4. Структура информационной технологии. 5.2. Роль информационных технологий в развитии экономики и общества Развитие экономики тесно связано с развитием любого общества потому, что невозможно рассматривать какие-либо экономические задачи и проблемы вне общества. В любом обществе одновременно создаётся и используется много различных технологий. При этом общественные процессы включают такие технологии, как: экономическая, социальная, политическая, духовная, экологическая, демографическая, информационная и другие. Информационные технологии могут существовать самостоятельно. В большинстве случаев они связаны с различными, осуществляемыми в обществе, процессами. В этих процессах информационным технологиям отводится определённая роль. Так, например, информационным технологиям в экономике отводится роль, связанная с управлением государством и бизнесом. Информационные технологии используются в электронной коммерции, обеспечивают доступ к финансовым рынкам; способствуют решению проблем, связанных с увеличением занятости, притоком инвестиций, особенно в малый и средний бизнес; с подъёмом производительности, расширяют возможности всех слоёв общества; находят применение в дистанционном образовании и телемедицине, в управлении окружающей средой и её мониторинге, для предотвращения и ликвидации катастроф и др. Информационные технологии являются стратегически важной отраслью, влияющей на все стороны жизнедеятельности любого современного общества (государства). Специалисты отмечают, что главная их цель заключается в том, чтобы людям в любом уголке планеты стало лучше жить. 14 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В управлении государством использование информационных технологий, прежде всего, помогает государственным органам контролировать сбор налогов и расходы, собирать статистику и выполнять другие функции, направленные на укрепления государства. В бизнесе информационные технологии являются главным инструментом управления компанией, контроля за издержками, способом увеличения производительности труда и доходов. Они предоставляют средства анализа финансовой и производственной деятельности, оценки эффективности бизнеса, маркетинга, управления производством и взаимоотношениями с клиентами, хранения информации, обучения и контроля знаний, сбора и анализа различных статистических данных. ООН разрабатывает проекты, которые позволят ускорить экономический рост и подъём уровня жизни населения в разных странах с помощью информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Представители ряда государств, члены международного сообщества, заявляют, что информационные и коммуникационные технологии становятся основой (базой) для создания глобальной экономики, основанной на знаниях. По их мнению, ИКТ способны внести важный вклад в ускорение экономического роста и обеспечение устойчивого развития различных стран, способствовать искоренению нищеты и эффективной интеграции государств в глобальную экономику. Реализации этих проектов позволит эффективно развивать международное сотрудничество, совместно решать экономические, экологические, военные, правовые и иные проблемы, в том числе в образовании, туризме и культуре. В результате произойдёт интеграция государственных и банковских, общественных структур, производств и других образований. Ключевые (главные) элементы мировой экономики (финансовая глобализация, глобализация рынков товаров и услуг) опираются на информационные ресурсы, размещённые в глобальных сетях типа Интернета. Их интеграция (объединение) осуществляется в результате широкого использования мировых телекоммуникаций, например, космических средств связи (спутники связи). Специалисты утверждают, что современный бизнес немыслим без его информационного обеспечения с помощью Интернета. При этом глобальная мировая экономика работает как единое целое в реальном масштабе времен, образуя единое мировое информационное пространство. Такая технология способствует резкому росту объёмов информационных продуктов и услуг, использованию электронной торговли в бизнесе. В целях повышения эффективности функционирования экономики и государственного управления в России принятая “Федеральная целевая программа “Электронная Россия” на 2002–2010 годы. Использование информационно-коммуникационных технологий открывает широкие возможности для экономического роста и социального развития государств, но одновременно создаёт проблемы и риски, порождает углубление межгосударственного 15 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» и внутригосударственного неравенства. В частности, речь идёт о неравных возможностях людей создавать и использовать имеющиеся электронные информационные ресурсы, особенно в Интернете. Если доступ к использованию этих технологий не будет расширен, то значительная часть населения развивающихся стран не получит пользы от них. Громадный потенциал информационно-коммуникационных технологий недостаточно применяется. Это привело к появлению “цифрового разрыва” (“цифровой пропасти”, “цифрового водораздела”), “виртуального барьера” на пути торговли. Такой барьер способен изолировать от рынков производителей, организации и государства, которые не имеют доступ к новым технологиям. 6. Жизненный цикл информации. Информационная сфера. Негативные последствия внедрения информационных технологий 6.1. Жизненный цикл информации. Информационная сфера Информация может существовать кратковременно (например, в памяти калькулятора в процессе проводимых на нём вычислений), в течение некоторого времени (например, при подготовке какой-либо справки) или очень долго (например, при хранении важных личных, коммерческих, общественных или государственных данных). Эти периоды времени определяют жизненный цикл информации, состоящий из следующих стадий: появление, существование и исчезновение (“смерть”). Поскольку информация имеет цену и является товаром, её зачастую воспринимают как услугу, продукт или изделие. Здесь же отметим, что жизненный цикл изделия затрагивает два основных его состояния. Первое состояние связано с процессами его производства, осуществляемыми от момента подготовки проекта до выпуска конкретного изделия. В основе его лежит концепция управления жизненным циклом изделия (англ. “Product Lifecycle Management”, PLM), объединяющая существующие разработки в единое интегрированное решение. Она затрагивает конструкторский, технологический, производственный этапы, завершением которых является коммерческий этап. Такое решение включает: 1) систему управления инженерными данными (англ. “Product Data Management”, PDM), связывающую все компоненты и обеспечивающую взаимодействие с системами, предназначенными для управления ресурсами предприятия (ERP), взаимоотношениями с клиентами (CRM), и с поставщиками (SCM). Данная концепция распространяется на предприятия как с дискретным, так и с непрерывным производством. Реализация PDM систем способствует повышению эффективности разработки изделий, снижению расходов и времени на проектирование, повышению качества и себестоимости выпускаемой продукции, сокращению ошибок и более простому учёту требований клиентов. Однако предприятиям при этом приходится решать технологические, финансовые, организационные и психологические проблемы. При этом наибольшей из них является проблема внутренней неорганизованности на предприятии, когда отсутствует общая идеология, и 16 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» различные структуры пытаются решать свои локальные задачи, как правило, дешёвыми программными и техническими средствами. Второе состояние определяет период существования изделия с момента его выпуска, эксплуатации, когда изделие становится продуктом или услугой и до окончания использования (утилизации). Жизненный цикл продуктов и услуг рассматривается в четвёртом занятии. Жизненный цикл свойственен большинству живых и неживых объектов, например, человеку, животным или растениям. В информационных технологиях в этом случае говорят о жизненном цикле технических средств, компьютерных программ, сайта или портала, линии связи, соединяющей, например, провайдера интернет-услуг и его пользователя. Развитие информационных технологий осуществляется за счёт научнотехнического прогресса (НТП), способствующего созданию новых средств производства, совершенствованию различных служб обслуживания и т.п. В результате создаются огромные распространяемые в обществе массивы (объёмы), информации которые формируют информационную среду (сферу). Под информационной сферой понимается любая деятельность, направленная на: 1) создание и распространение информации; 2) формирование информационных ресурсов, подготовку и предоставление информационных продуктов и услуг; 3) потребление информации. 6.2. Негативные последствия внедрения информационных технологий Наравне с “цифровым разрывом” и “виртуальным барьером”, изменения информационных технологий выполняемых работ часто могут оказывать негативное воздействие на людей (информационный шум и др.), участвующих в этих процессах, вызывая у них различные отрицательные реакции (информационный, психологический барьеры и др.). Информационный шум означает, что в общем объёме полученных полезных данных есть посторонние сигналы (шумы). В ИПС он свидетельствует о том, что в результате поиска по запросу пользователь получил и не соответствующую его запросу (нерелевантную) информацию. Информационный барьер – один из факторов, препятствующих получению нужной информации, затрудняющий использование документов как источников информации. Во многом он вызван законами развития потоков информации: постоянным ростом количества публикаций, рассеянием их в различных изданиях, старением публикаций и, наоборот, их актуализацией. Информационный барьер влияет как расслоение информации, так и общества. Его появлению и углублению способствуют такие явления, как информационный шум, психологический барьер и др. 17 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Психологический барьер обычно возникает, как защитная реакция человека на попытки изменить налаженную последовательность его действий. Он связан с необходимостью выполнять новые сложные виды работ, с перегрузками, появляющимися при поиске данных, их выборе в большом массиве полученных сведений и изучении отобранных материалов, составляющих порой несколько сотен и даже тысяч документов. Общие выводы Запомните главное – информация многогранное понятие. Она включает данные, сведения, сообщения и знания; характеризуется источниками её возникновения, потребителями, средой распространения и средствами её доставки. При этом, например, не всякие знания, сведения и данные становятся информацией. Информация обладает различными свойствами, для систематизации которых используют разные варианты её классификации. Изучением видов и свойств информации и информационных процессов занимается наука “Информатика”. За рубежом её обычно называют вычислительной наукой. В ней выделяют два основных направления: теоретическая и прикладная информатика. Последнее служит основой формирования “отраслевых информатик”. Методы и способы работы, основанные на использовании информационных процессов с целью выполнения определённых заданий, создания информационных ресурсов, услуг и продуктов и т.д. называют информационными технологиями. Информационные технологии существуют с незапамятных времен – с момента формирования умственной и физической деятельности человека. Их эволюцию принято рассматривать с момента изобретения в Германии книгопечатания, то есть с середины XV в. Современный (6-й) этап развития информационных технологий специалисты связывают с использованием в XXI в. нанотехнологий и суперкомпьютеров, способных выполнять различные информационные процессы с помощью их объединённых вычислительных мощностей, расположенных в любых местах нашей планеты и связанных между собой с помощью телекоммуникаций (Интернета). Свойства информационных технологий определяют свойства информации. Инструменты (инструментарий) информационных технологий относят к базе или платформе информационных технологий. Они включают аппаратные средства, устройства и комплексы (компьютеры и периферийные устройства к ним, оргтехника), телекоммуникации, программные продукты и математическое обеспечение. “Платформа” – это важная составляющая структуры информационных технологий – внутренней организации информационных технологий, представляющей взаимосвязь входящих в неё компонентов. Она включает аппаратные и программные средства, базы данных и пользовательский интерфейс. Информационно-коммуникационные технологии играют важную, если не решающую, роль в экономическом, политическом, социальном, культурном развитии современных обществ. Информационные технологии являются стратегически важной от18 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» раслью, влияющей на все стороны жизнедеятельности любого современного общества. Они создают широкие возможности экономического роста и социального развития людей в отдельности и обществ в целом. Информационные технологии обладают жизненным циклом. В общем случае он свойственен большинству живых и неживых объектов, например, человеку, животным или растениям. Жизненный цикл информационных технологий означает период жизни и эффективного использования технических средств, компьютерных программ, сайта или портала, линии связи, соединяющей, например, провайдера интернет-услуг и его пользователя. Развитие информационных технологий связано и с появлением проблем, барьеров и рисков, порождающих неравенство людей (“цифровой разрыв” и “виртуальный барьер”). Изменение технологий выполняемых работ оказывать порой негативное воздействие на участвующих в этих процессах людей, вызывая у них отрицательные реакции, например, неприятие и отторжение, усталость и другое, порождая информационный шум, а также информационный и психологический барьеры. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что такое информация? 2. В каком соотношении находятся понятия: “информация”, “данные”, “сведения”, “сообщения” и “знания”? 3. Перечислите известные вам свойства информации. 4. Какие источники и каких потребителей информации вы знаете? 5. Дайте определения и характеристику видов информации. 6. Назовите разновидности научно-технической информации. 7. Информационные технологии, технологическая операция и процесс. Дайте этим понятиям определения и краткую характеристику. 8. Что означает термин “Платформа ИТ”? 9. Роль информационных технологий в развитии экономики и общества. 10. Дайте пояснение понятиям “Жизненный цикл информации” и “Информационная сфера”. 11. Назовите известные вам негативные последствия внедрения информационных технологий. 12. Перечислите причины возникновения негативных последствий внедрения информационных технологий. 19 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 2 Классификация информационных технологий Основные понятия: информационные технологии создания, сбора, регистрации информации; технология обработки информации; технологии хранения и сохранения информации, сохранность и архивирование; технологии, передачи (распространения) информации, средства связи и телекоммуникации. 1. Виды информационных технологий Любая информационная технология обычно нужна для того, чтобы пользователи могли получить нужную им информацию на определённом носителе данных. При рассмотрении информационных технологий выделяют их деление на различные виды и классы. Классификация информационных технологий необходима для того, чтобы правильно понимать, оценивать, разрабатывать и использовать их в различных предметных областях (сферах жизни общества). Классификация информационных технологий зависит от выбранных критериев. В качестве критерия может выступать один показатель или несколько признаков. В информационных технологиях выделяют следующие виды информации. По типу информации это могут быть текстовые, табличные, графические, звуковые, видео и мультимедийные данные. По выполняемым функциям и возможности применения информационные технологии делят на используемые: 1) в автономных компьютерах (ПЭВМ) и в локальных рабочих станциях (АРМ) в составе сетевых автоматизированных информационных систем (АИС) реального времени; 2) в объектно-ориентированных, распределённых, корпоративных и иных локальных и сетевых информационно-поисковых, гипертекстовых и мультимедийных системах; 3) в системах с искусственным интеллектом; 4) в интегрированных АИС; 5) в геоинформационных, глобальных и других системах. Информационные технологии классифицируются по степени типизации операций: операционные и предметные технологии. 20 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Операционная технология подразумевает, что каждая операция выполняется на конкретном рабочем месте, оборудованном необходимыми программными и техническими средствами. В качестве примера можно привести пакетную обработку информации на больших ЭВМ. Предметная технология – это выполнение всех операций на одном рабочем месте, например, при работе на персональном компьютере (АРМ). По виду используемых сетей информационные технологии делят на: локальные, региональные, корпоративные, национальные, межнациональные (международные), одноранговые, многоуровневые, распределённые и др. Напомним, что основу информационных технологий составляют информационные процессы создания (генерации), сбора, регистрация и обработки (переработки), накопления, хранения и сохранения, поиска и передачи (распространения) информации. Рассмотрим их подробнее. 1.1. Технология создания информации заключается в организации и формирования данных, информации и знаний в определённую электронную форму, например, создание текстовых данных с помощью ввода их в каком-либо текстовом редакторе, включение текстовой и иной информации в состав баз данных и др. Технологические операции ввода информации делят на осуществляемые операторами (людьми) и специальными техническими устройствами, в т.ч. датчиками. Ввод информации и данных в ЭВМ осуществляется с помощью: клавиатуры, датчиков, различных периферийных устройств (сканеров, дигитайзеров, аудио и видеоустройств). Ввод информации в ЭВМ с помощью клавиатуры является трудоёмкой процедурой. Оперативно текстовую и графическую информацию и данные можно ввести в ЭВМ с помощью сканирующих устройств. Они осуществляют оптический ввод информации и преобразование её в цифровую форму. В результате получаются графические образы документов, которые могут быть сохранены в одном из графических форматов, а в последующем – обработаны. При этом текстовые данные можно перевести из графического образа в машиноизменяемый текст. Обычно сканируют: текст, штриховые чертежи, рисунки, фотографии, слайды и микрофильмы. Кроме того, сканирование осуществляется в системах контроля и обработки документов (например, при переписи населения), при выполнении различных учётных функций. Звуковая, видеоинформация и данные вводится в компьютер и оцифровываться в нём с помощью звуковых и видеоадаптеров. 1.2. Информационные технологии сбора и регистрации информации, данных и знаний осуществляются с помощью различных средств. Различают механизированный; автоматизированный и автоматический способы сбора и регистрации информации и данных. 21 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Сбор данных, информации, знаний представляет собой процесс регистрации, фиксации, записи информации (данных, знаний) о событиях, объектах (реальных и абстрактных), связях, признаках и соответствующих действиях. Иногда выделяют отдельные операции “сбор данных и информации” и “сбор знаний”. Сбор данных и информации – это процесс получения данных от различных источников, группирования их и представления в форме, необходимой для ввода в ЭВМ. Сбор знаний – это получение информации о предметной области от специалистов-экспертов и представление её в форме, необходимой для записи в базу знаний. 1.3. Информационная технология обработки информации и данных Обработка – понятие широкое, часто включает в себя несколько взаимосвязанных более мелких операций. К обработке относят такие операции как проведение расчётов, выборка, поиск, объединение, слияние, сортировка, фильтрация и т.д. Важно помнить, что обработка – систематическое выполнение операций над данными (информацией, знаниями); процесс преобразования, вычисления, анализа и синтеза любых форм данных, информации и знаний путём систематического выполнения операций над ними. На практике существует множество вариантов технологических процессов обработки. Их использование зависит от применяемых средств вычислительной и организационной техники на отдельных операциях технологического процесса. Обычно отдельно выделяют операции обработки данных, информации и знаний. Обработка данных (англ. “Data processing”) – процесс выполнения последовательности операций над данными. Это процесс управления данными (цифры, символы и буквы) и преобразования их в информацию. Обработка данных может осуществляться в интерактивном и фоновом режимах. Обработка информации – переработка определённого типа информации (текстовой, звуковой, графической и др.) и преобразование её в информацию другого типа. Например, различают обработку текстовой информации, обработку изображений (графика, фото, видео и мультипликация), обработку звуковой информации (речь, музыка, другие звуковые сигналы). Технологией обработки информации называют взаимосвязанные действия, выполняемые в строго определённой последовательности с момента возникновения информации до получения заданных результатов. Информационная технология обработки предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные, известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется в целях автоматизации рутинных постоянно повторяющихся операций, что позволяет повышать производительность труда, освобождая исполнителей от рутинных операций, а порой и сокращая численность работников. 22 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» При этом решаются задачи: обработки данных; создания периодических отчётов о состоянии дел; связанные с получением ответов на различные текущие запросы и оформлением их в виде документов или отчётов. Отчёты могут создаваться по запросу или периодически в конце каждого месяца, квартала или года. При обработке применяют такие информационные технологии, как: сбор и регистрация данных непосредственно в процессе производства в форме документа с использованием центральной ЭВМ или персональных компьютеров; обработка данных в режиме диалога; агрегирование (объединение) данных; использование электронных носителей информации (например, дисков). Вариантом технологии автоматического сбора информации является RFID (Radio Frequency Identification). RFID – встраиваемый в какой-либо объект специальный микрочип размером в несколько сантиметров, который с помощью имеющейся в нём антенны обеспечивает обмен информацией с внешними устройствами (компьютером и др.). Он позволяет проводить диагностику оборудования, выявлять нуждающиеся в замене комплектующие и т.д. Внедрение этой технологии обеспечит высокоэффективные методы учёта и сервисного обслуживании различных изделий и объектов. Технологический процесс обработки информации с использованием ЭВМ включает следующие операции: 1. приём и комплектование первичных документов (проверка полноты и качества их заполнения, комплектности и т.д.); 2. подготовка электронного носителя и контроль его состояния; 3. ввод данных в ЭВМ; 4. контроль, результаты которого выдаются на внешние устройства (принтер, монитор и т.д.). 1.4. Технологические операции контроля данных В различных ситуациях приходится контролировать получаемые или распространяемые данные и информацию. С этой целью широко применяются информационные технологии. Различают визуальный и программный контроль, позволяющий отслеживать информацию на полноту ввода, нарушение структуры исходных данных, ошибки кодирования. При обнаружении ошибки производится: ● исправление вводимых данных, корректировка и их повторный ввод; ● запись входной информации в исходные массивы; ● сортировка (если в этом есть необходимость); ● обработка данных; ● контроль и выдача окончательной информации. Важными элементами информационных технологий являются технологии хранения и сохранности информации, данных и знаний. 1.5. Информационная технология хранения данных, информации и знаний могут выступать как разновидность технологии обработки данных или как самостоя23 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» тельная информационная технология. Хотя существуют отличия в технологиях хранения информации, данных и знаний, в данном случае будем рассматривать их как единый процесс, а термины – как синонимы. Хранение информации необходимо для того, чтобы: иметь в памяти ЭВМ системные и другие, необходимые пользователям программы и данные; осуществлять различные виды работ на компьютере; её можно было в любой момент предоставить пользователю. Различные виды информации, данных и знаний хранятся на разнообразных носителях электронных данных (жёстких, гибких магнитных и лазерных дисках, микросхемах и др.). Она может редактироваться, удаляться, копироваться на другие носители, пересылаться на другие компьютеры, архивироваться с разной степенью регулярности. Хранение – это базовая основа обеспечения сохранности. Если документ повреждён, разрушен и может быть утрачен, то говорить об обеспечении сохранности бессмысленно. Сохранность - это состояние документа, программы или технических средств, характеризуемое степенью удержания их эксплуатационных свойств. Обеспечение сохранности информации производится путём применения специальных мер организации хранения, восстановления (регенерации) информации, специальных устройств резервирования. Качество обеспечения сохранности информации зависит от её целостности (точности, полноты) и готовности к постоянному использованию. Для долговременного хранения информации важным является выбор соответствующего носителя. С первой половины прошлого века надёжными носителями информации считались фотоматериалы, способные в специальных условиях долговременно её сохранять. При этом используется технология микрофильмирования. Микрофильмирование - это совокупность процессов изготовления, хранения и использования носителей микроизображений информации. Микроизображением считается изображение, которое можно прочитать только с помощью оптических средств с увеличением до 40 крат (40x). Микроформа – это или полноразмерная, или уменьшенная в 9–30 раз (масштаб 1:9–1:30) копия оригинала. По виду изображения выделяют негативные или позитивные микроформы. В микрофильмировании используют микрофильмы рулонные, микрофильмы в отрезках, микрофиши, микрокарты и др. Хотя микроформы относятся к машиночитаемым носителям информации, непосредственно использовать их в компьютерных технологиях затруднительно. 24 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В процессе эволюции компьютерных технических средств информация хранилась на машинных носителях: перфокартах, перфолентах, магнитных лентах, магнитных дисках и дискетах. Затем появляются компактные оптические диски (CD, DVD и др.) и твердотельная флеш-память. Для осуществления операций записи и хранения на всех этих видах электронных носителей данных используются соответствующие устройства и технологии. Для хранения больших объёмов электронной информации создаются специальные локальные и распределённые хранилища. Доступ к распределённым хранилищам может осуществляться из любого конца планеты. Одним из родоначальников теории хранилищ был Уильям Г. Инмон (William H. Inmon). В 1988 году он, определил хранилища данных, как: “предметно ориентированные, интегрированные, неизменчивые, поддерживающие хронологию наборы данных, организованные для целей поддержки управления”. Обычно данные в хранилище находятся от одного года до пяти лет. Если в информационном хранилище не требуется присутствие данных бóльшей давности, то их, как правило, переносят в архив (например, на магнитные ленты или CD-ROM). Существуют и индивидуальные хранилища данных. Ранее к ним обычно относили персональные коллекции файлов на дискетах. Сейчас эти ненадёжные и малой ёмкости носители практически не применяются. Часто вместо них используют компакт-диски типа CD и DVD. В этом случае реализуется возможность пользователя самостоятельно записывать на оптические диски типа –R и –RW необходимые ему данные. Многие данные требуется сохранять для последующего их использования. Для этого создают локальные, распределённые и удалённые базы данных, информационные хранилища (репозитарии) или хранилища данных, содержащие большие объёмы, как правило, взаимосвязанных данных. Всё это делается для того, чтобы пользователи могли быстро находить необходимую им информацию, рассматривать её с различных точек зрения, анализировать и создавать новые знания. Характерной особенностью сетевого хранилища данных является то, что одновременно к нему с одним и тем же запросом могут обратиться несколько пользователей. В результате проведенного поиска им будут доставлены одинаковые сведения. Для хранения и надёжного сохранения огромных массивов данных на одном сервере и организации доступа к ним используют RAID-массивы, “роботизированные библиотеки” (CD и DVD) и другие системы, а в информационных сетях – информационные хранилища. Такие хранилища, как правило, являются распределёнными БД или сетями хранения данных. Они формируются из множества различных внешних и внутренних источников. Информационные хранилища электронной информации – это специальные программно-технические комплексы, в т.ч. специальные сети хранения данных, получившие название Storage Area Network (SAN), а в корпоративных сетях – специализированные Network Attached Storage (NAS-серверы). Они осуществляют совместимость, 25 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» интеграцию и администрирование серверов общего назначения, а также хранение огромных массивов данных. Технологические операции хранения информации Созданную или полученную каким-либо образом информацию хранят в течение определённого времени, в течение которого её временно или долговременно содержат на различных носителях электронных данных. Если информация представляет интерес для её создателей или правообладателей, то им приходится принимать меры по её защите и сохранению. Операция хранения включает процессы накопления, размещения, выработки и копирования данных (информации, знаний) для дальнейшего их использования (обработки и/или передачи). Копирование электронной информации – это создание рабочих, резервных и страховых электронных архивов. Архивация - это процесс создания на машинных носителях информации копий оригиналов машиночитаемых ресурсов (данных, документов, программ) с помощью специальных программных и технических средств. Обычно в информационных технологиях используют “электронные архивы”, которые представляют совокупность электронных данных (в том числе программ), размещённых на машиночитаемых носителях информации. Электронный архив - это файл, содержащий один или несколько файлов в сжатой или несжатой форме и информацию, связанную с этими файлами (имя файла, дата и время последней редакции и т.п.). Электронные архивы позволяют в любой момент времени извлекать из них необходимые данные для дальнейшего их использования в различных ситуациях (например, для обновления или восстановления утерянных данных). Такие архивы называют страховочными копиями. Их используют в случае утраты или порчи основной машиночитаемой информации, а также для длительного её хранения в месте, которое защищено от вредных воздействий и несанкционированного доступа. Как правило, компьютерными архивами информации являются электронные каталоги, базы и банки данных, а также коллекции любых видов электронной информации. С точки зрения важности различают оперативные данные, условно-постоянную, постоянную и другую информацию. Оперативные данные чаще, чем условнопостоянная информация, обновляются, т.е. они имеют короткий период времени, используемый для перезаписи и хранения информации (шаг резервного копирования). Копии файлов, создаваемые для быстрого восстановления работоспособности системы после воздействия на них различных аварийных ситуаций, называют резервны26 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ми, а процесс копирования файлов – резервным копированием. Эти копии в виде архивных файлов определённое время хранятся на резервных носителях, и периодически осуществляется их перезапись. Наиболее успешно удаётся восстанавливать информацию, когда она хранится в не фрагментированном виде. Дело в том, что для сокращения времени записи данных на магнитные носители в вычислительных системах используется принцип фрагментированной записи (отдельные фрагменты одного документа или программы записываются в различные сектора этих носителей данных). Этот метод неудобен для постоянного использования и хранения таких данных, поэтому рекомендуется периодически осуществлять дефрагментацию информации на магнитных дисках. Программа, выполняющая такую функцию, входит в состав ОС типа Windows. Регулярное использование программы дефрагментации позволяет не только сократить время обращения к жёсткому диску, но и продлить срок его работы. Носители, на которых хранятся копии основных файлов, называют архивными. Архивное копирование позволяет структурировать информацию, автоматизировать процесс архивирования и восстановления данных, а также работу с большими объёмами информации. Периодическое проведение архивного копирования приводит к получению копий нескольких разных версий одних и тех же файлов. Для обеспечения надёжности хранения и защиты данных рекомендуют создавать по 2–3 архивные копии последних редакций файлов. Современные системы хранения данных позволяют возвращаться на день, неделю, 30, 90 и более дней назад, что соответствует периодам обновления данных в архивах. При этом осуществляется разархивирование данных. Разархивирование - это процесс точного восстановления электронной информации, ранее сжатой и хранящейся в файле-архиве. Для долговременного хранения (сохранения) данных используются технологии перезаписи, резервного копирования на нескольких носителях данных, архивирования и создания климатических условий, позволяющие в течение длительного времени сохранять информацию. Кроме рассмотренных выше мер и возможностей обеспечения устойчивой и надёжной работы аппаратно-программных средств, важно также обеспечить непрерывное и стабильное электропитание. По мнению специалистов более 45% случаев потери информации связаны с проблемами электропитания. Для предотвращения случайных или преднамеренных отключений электроэнергии, приводящих к частичной или полной потере данных, применяют специальные устройства защиты. К ним относятся: защитные фильтры питания, источники или устройства бесперебойного питания (УБП, ИБП, UPS), моторгенераторы и др. 27 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 1.6. Технология поиска информации Поиск – важный информационный процесс. Возможности организации и проведения поиска зависят от наличия информации, её доступности, а также от средств и навыков организации поиска. Цель любого поиска заключается в использовании методов, позволяющих находить необходимые пользователям различные виды информации. Термин “информационный поиск” (англ. “information retrieval”) ввёл американский математик К. Муэрс. Он заметил, что поиск проводится для того, чтобы найти нужные данные. Для этого сначала надо сформулировать информационный запрос, а затем с его помощью осуществлять поиск необходимых данных в различных источниках информации. "Информационный поиск" - это выполнение определённых логических и технических операций, необходимых для нахождения информационных материалов (документов, сведений о них, фактов, данных и знаний), наиболее полно отвечающих запросу (релевантность) и информационным потребностям (пертинентность) пользователя. Системы, с помощью которых осуществляют любые процессы поиска, называют поисковыми системами (ПС). Для поиска информации используют “информационно-поисковые системы” (англ. “information retrieval systems”, IRS). В традиционных технологиях ИПС – это картотеки и каталоги, справочники, указатели, энциклопедии, архивы и другие материалы. В компьютерных системах для поиска и хранения информации используют электронные информационно-поисковые системы (ИПС). Это специальные компьютерные программы, с помощью которых создают, актуализируют (обновляют), хранят и осуществляют поиск информации в электронных базах и банках данных. Результат поиска зависит как от правильно составленного запроса, так и от наличия нужных пользователю информационных материалов в тех электронных базах и банках данных, в которых проводился данный поиск. Поиск в ИПС осуществляется после того, как пользователь задаст этой системе запрос, состоящий из ключевых (поисковых) слов и выражений. Для этого он может использовать логические операции “И”, “ИЛИ”, “НЕ” и другие возможности ИПС. 1.7. Технологические операции передачи данных Операции передачи данных, информации и знаний представляют процессы их распространения среди пользователей путём применения средств и систем коммуникации. Эти системы позволяют перемещать (т.е. пересылать) различные виды информации от их отправителя (источника) к получателю (приемнику). Системы и средства коммуникации состоят из: 28 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» аппаратуры передачи данных (АПД), которая соединяет средства обработки и подготовки данных с каналами связи; устройств сопряжения ЭВМ с АПД, управляющих обменом информацией. Передача данных осуществляется в виде трансляции электрических сигналов, которые могут быть непрерывными и дискретными во времени, т.е. прерываться в какието промежутки времени. Электронная информация может распространяться в разных средах (в воздухе и вакууме, воде, различных материалах и др.). Для её распространения используются средства связи. Средства связи - это технические системы передачи (приёма) информации (данных и знаний) на расстояние. Они образуют линию или канал связи, соединяющие оконечные устройства приёма и передачи. Одна физическая линия связи обычно представляет собой два провода, по которым передаются данные от одного источника информации. Канал связи определяют как среду распространения групповых сигналов. Несколько линий или каналов связи, предназначенных для передачи данных или организации компьютерной связи, принято называть телекоммуникациями. Английское слово “telecommunication” означает дистанционную связь, дистанционную передачу данных или сеть связи. Телекоммуникации делятся на проводные и беспроводные. С помощью проводов или кабелей, а также без них (беспроводная связь) телекоммуникации обеспечивают устойчивую передачу данных между источниками и потребителями информации. Телекоммуникации можно определить как транспортную среду передачи данных. Она создается с помощью средств связи для обеспечения отдельных людей, групп пользователей и организаций необходимой им информацией. В беспроводных системах связи антенной передатчика обеспечивается распространение электромагнитных или иных (например, оптических) волн и сигналов на одном конце линии или канала. Получение информации осуществляется антенной приёмника на противоположном конце. Системы беспроводной связи незаменимы в районах, где из-за географических, климатических и иных условий, например, демографических (низкая плотность населения) невозможно или невыгодно использовать проводные линии связи. Для организации такой связи применяют: радио, сотовые и транкинговые (транковые), радиорелейные, спутниковые, оптические и иные системы связи. 2. Выбор вариантов внедрения информационной технологии При внедрении информационной технологии рекомендуется выбрать одну из двух основных концепций, отражающих сложившиеся точки зрения на существующую структуру организации и роль в ней компьютерной обработки информации. 29 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Первая концепция основана на использовании существующей структуры организации и подразумевает внедрение информационной технологии путём приспособления её к существующей организационной структуре. В результате происходит модернизация существовавших методов работы. При этом обычно рационализируются рабочие места, распределяются или перераспределяются функции между работниками организации и мало изменяются коммуникации. Хотя степень риска от такого внедрения информационной технологии минимальна (затраты незначительны и организационная структура практически не меняется), эффективность подобного метода невелика. Кроме того, к недостаткам такой стратегии относят необходимость постоянного проведения изменений формы представления информации, ориентированной на конкретные технологические методы и технические средства. При этом замедляется выполнение оперативных решений на различных этапах работы организации. Вторая концепция ориентируется на перспективы развития и связана с изменением существующей структуры организации. Эта стратегия предполагает максимальное развитие коммуникаций и разработку новых организационных взаимосвязей. Продуктивность организационной структуры возрастает, так как рационально распределяются архивы данных, снижается объём циркулирующей информации и достигается сбалансированность между решаемыми задачами. К основным недостаткам такого метода относят: существенные затраты на первом этапе, связанные с разработкой общей концепции и обследованием всех подразделений организации; психологическую напряжённость, вызванную предполагаемыми изменениями структуры, которые влекут за собой изменения штатного расписания и должностных обязанностей работников организации. К достоинствам такой стратегии относят: рациональную организационную структуру организации; максимальную занятость её работников; высокий их профессиональный уровень; интеграцию профессиональных функций, основанную на использовании компьютерных сетей. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Основу любых информационных технологий составляют информационные процессы, используемые в различных сочетаниях для достижения поставленной цели. Они позволяют эффективно осуществлять информационное обслуживание различных категорий пользователей информации. Одним из важных видов информационных процессов является обработка информации. Она может включать операции: сбора, обработки, хранения и сохранения, поиска и передачи информации (данных, сведений и знаний). Процессы и операции передачи данных используют различные системы связи, разнообразные их виды, линии и каналы связи (телекоммуникации). Для надёжного и достоверного сохранения информации используют специальные методы и программно-технические средства. Основными методами являются копирование, в т.ч. резервное, и архивирование. При этом архивирование осуществляется как со сжатием файлов, так и без него; как резервное, так и страховое. В качестве электронных носителей архивных копий используют магнитные ленты и диски, компактные 30 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» лазерные диски (CD и DVD). Последние более надёжны. Для архивирования файлов используют специальные программы-архиваторы, например, ZIP, ARJ, RAR, WINZIP и WINRAR. Для локального хранения данных создают хранилища из RAID массивов дисков, роботизированные CD и DVD библиотеки и др. В качестве индивидуальных (“карманных”) хранилищ данных предлагается использовать накопители на твёрдотельной флэш-памяти. Надёжность хранения информации связана с устойчивой и надёжной работой аппаратно-программных средств информатизации. Серверы и другие компьютерные технические средства требуют высокой стабильности и непрерывности их электропитания. Для преодоления случайных или преднамеренных отключений электроэнергии применяют специальные устройства защиты: защитные фильтры питания, источники или устройства бесперебойного питания (УБП, ИБП, UPS), мотор-генераторы, аккумуляторы и др. Наибольшее распространение из них получили УБП. В основном внедрение информационных технологий осуществляется с помощью одного из двух методов. Первый предполагает внедрение информационной технологии путём приспособления её к существующей структуре организации. В результате происходит модернизация существовавших методов работы, что не всегда позволяет получить ожидаемую эффективность внедрения ИТ. Второй метод ориентирован на перспективы развития и изменение существующей структуры организации. Он предполагает максимальное развитие коммуникаций и разработку новых организационных взаимосвязей, что способствует повышению продуктивности ИТ, рациональному распределению и снижению объёмов циркулирующей информации, достижению сбалансированности решаемых задач. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Перечислите основные виды информационных технологий и дайте им краткую характеристику. 2. Какие процессы включает в себя технология обработки информации? 3. Что представляют собой технологические процессы передачи информации? 4. Дайте определения терминам “хранение” и “сохранение данных”. 5. Что такое архивы? Какие бывают архивы данных? 6. С какой целью используют резервные и страховые архивы? 7. Что представляют собой информационные хранилища? 8. Как вы понимаете непрерывность и стабильность электропитания технических устройств информатизации? 9. Перечислите устройства защиты технических устройств информатизации от изменения напряжения и тока их электропитания. 10. Назовите варианты внедрения информационных технологий. 31 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 3 Использование информационных технологий в различных предметных областях. Электронные документы, книги и библиотеки. Электронный офис Основные понятия: Информационные технологии управления; Дистанционное обучение; Мультимедиа; Электронные документы, книги и библиотеки; Электронный офис. 1. Виды информационных технологий, используемых в различных предметных областях Технология как некоторый процесс повсеместно присутствует в нашей жизни. Современные информационные технологии применяются практически в любых сферах, средах и областях жизнедеятельности людей. Обобщенно эти сферы и среды называют предметными областями. Особенности предметной области, в свою очередь, оказывают существенное влияние на функции используемых в ней технологий. Существуют различные подходы к обозначению областей использования информационных технологий и различные варианты систематизации информационных технологий с точки зрения использования их в разных предметных областях. Общая классификация информационных технологий представлена на рис. 3.1. Наравне с информационными технологиями, отражающими соответствующие информационные процессы, широкое применение находят ИТ, ориентированные на использование их в различных предметных областях (управления и поддержки принятия решений, объектно-ориентированные, экспертных систем, телекоммуникационные и гипертекстовые, дистанционного обучения и др.). 32 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Рис. 3.1. Классификация ИТ. По функциям обеспечения управленческой деятельности информационные технологии делят на технологии: подготовки текстовых документов с помощью текстовых процессоров; подготовки иллюстраций и презентаций с использованием графических процессоров; подготовки табличных документов с помощью табличных процессоров; разработки программ на основе алгоритмических, объектно-ориентированных и логических языков программирования; систем управления базами данных (СУБД); поддержки управленческих решений с использованием систем искусственного интеллекта; гипертекстовые технологии и технологии мультимедиа. 1.1. Информационные технологии управления В большинстве случаев информационные технологии тем или иным образом связаны с обеспечением управления и принятием управленческих решений в различных предметных областях. Информационные технологии управления ориентированы на удовлетворение информационных потребностей сотрудников организации (учреждения, фирмы, предприятия и т.п.), имеющих дело с выполнением работ и принятием решений. Данные технологии могут использоваться на любом уровне управления и ориентированы на работу в среде информационной системы управления. Они применяются в т. ч. при плохой структурированности решаемых задач. Информационная технология управления позволяет создавать различные виды отчётов, время создания которых обычно определяется специальным графиком, разрабатываемым в организации. Использование отчётов особенно эффективно при реализации управления “по отклонениям” от установленных стандартов и решений (например, от запланированного состояния). Для управления ресурсами различных видов (материальными, техническими, финансовыми, кадровыми, информационными) при реализации сложных научно33 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» исследовательских и проектно-строительных работ применяют системы управления проектами. К ним относятся системы интеллектуального проектирования и совершенствования управления, которые предназначены для использования так называемых CASE-технологий (Computer Aid System Engineering), ориентированных на автоматизированную разработку проектных решений по созданию и совершенствованию систем организационного управления. Информационные технологии управления используют технологии баз и банков данных, СУБД. Используемые при этом базы данных включают: 1) данные, накапливаемые на основе оценки проводимых операций; 2) планы, стандарты, бюджеты и другие нормативные документы, определяющие планируемое состояние объекта управления. 1.2. Информационные технологии поддержки принятия решений Информационные технологии поддержки принятия решений базируются на информационных технологиях управления, включающих распределённые базы и банки данных. Эффективность и гибкость таких технологий во многом зависит от характеристик интерфейса системы поддержки принятия решений. 1.3. Объектно-ориентированные информационные технологии Отдельное место в системах управления и принятия решений отводится технологиям управления объектами. Объектно-ориентированные информационные технологии занимают важное место в различных информационных системах, особенно в автоматизированных информационных системах, например, управления производством (АСУП), представляющих совокупность взаимодействующих между собой объектов. Они, как правило, включают элементы технологий поддержки принятия управленческих решений и ориентированы на широкое использование сетевых информационных технологий. Современные сетевые объектно-ориентированные информационные технологии являются компонентами технологий управления в различных предметных областях. 1.4. Информационные технологии экспертных систем Решение специальных задач требует специальных знаний. Технологии, включающие экспертные информационные системы, позволяют специалистам оперативно получать консультации экспертов по проблемам, которые отражены в таких системах. То есть технологию экспертных систем удобно использовать как систему информационных консультантов (советников). Кроме того, она позволяет поучать новые знания, накапливать их и, тем самым, развивать подобные системы, формируя системы знаний. Технология экспертных систем имеет сходство с технологией поддержки принятия решений, заключающееся в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Различия же заключаются в том, что: 34 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 1) в системе поддержки принятия решений пользователь, принимает решение, опираясь на собственное понимание проблемы, а в экспертной системе наоборот, пользователю предлагают принять решение, как правило, превосходящее его возможности, т.е. выработанное экспертами; 2) экспертные системы способны пояснять свои рассуждения в процессе получения решения, которые могут оказаться более важными для пользователя, чем само решение; 3) используется иная составляющая информационной технологии – знания. Экспертные системы и системы поддержки принятия решений предназначены для реализации технологий информационного обеспечения процессов принятия управленческих решений на основе применения экономико-математического моделирования и принципов искусственного интеллекта. Поэтому технологию экспертных систем порой называют системами представления знаний или интеллектуальными информационными технологиями. Эффективность управления зависит от способности системы представить каждый бизнес-процесс как единое целое, давая возможность руководству отслеживать и контролировать как отдельные этапы процесса, так и весь процесс целиком. Чтобы обеспечить такую функциональность, необходимо связать все локально автоматизированные участки в единое информационное пространство. Информационные технологии управления включают экспертные системы, системы представления знаний, телекоммуникационные технологии, технологии автоматизации офисной деятельности и др. 1.5. Телекоммуникационные технологии Телекоммуникационные технологии формируются на основе использования информационных компьютерных сетей. Выделяют локальные, корпоративные, региональные и глобальные сети, в которых применяются Интранет, Интернет и Вебтехнологии. Каждый вид сетей имеет свои особенности и возможности применения в различных предметных областях. Наибольший интерес представляют Веб-технологии, использующие особенности гипертекста. 1.6. Гипертекстовые информационные технологии Гипертекстовые информационные технологии можно определить как технологии обработки семантической информации (слов, предложений), основанные на использовании гипертекстов. Так, например, в учебных заведениях суть этих технологий состоит в предоставлении обучаемым возможности иерархической организации и использования учебных материалов с помощью метода перехода по ссылкам к соответствующим местам и понятиям. Гипертекстовые информационные технологии находят различное применение, например, в учебных целях для организации и проведения дистанционного обучения. 1.7. Информационные технологии дистанционного обучения 35 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Дистанционное обучение - образовательный процесс, во время которого обучающий (преподаватель) и обучаемые (ученики или студенты) могут находиться в различных географических точках. В результате педагогический процесс выходит за рамки традиционных ограничений на единство времени и места. Информационные технологии дистанционного обучения включают специально разрабатываемые учебно-методические материалы, базирующиеся на широком использовании технических средств (компьютеров, оргтехники, аудиовизуальных средств), компьютерных программ и телекоммуникаций. Использование этой технологии позволяет получать качественное образование в отдалённых районах, учиться без отрыва от основной работы, обучать лиц с физическими недостатками, значительно снизить транспортные расходы для обучаемых и т.д. Информационные технологии используются в различных предметных областях, обеспечивая эффективное их обслуживание. 1.8. Информационные технологии мультимедиа В современных информационных технологиях информацию, включающую текст, изображение, звук как отдельно, так и в совокупности, и использующую НИТ, называют "мультимедиа". Информационные технологии мультимедиа базируются на широком спектре компьютерных периферийных устройств и используются в процессах сбора, отображения, воспроизведения и передачи информации. Они позволяют вводить, сохранять, перерабатывать и воспроизводить текстовую, аудиовизуальную, графическую, трёхмерную и иную информацию и использовать её в различных предметных областях, например, в теле- и видеоконференциях, системах защиты информации и др. 2. Реализация информационных технологий в различных предметных областях Первой исторически сложившейся информационной технологией, использовавшей ЭВМ, была осуществляемая в вычислительных центрах централизованная обработка информации. Для её реализации создавались крупные вычислительные центры коллективного пользования, оснащенные большими ЭВМ. В 1960–1970-е гг. такой технологический процесс характеризовал недостаточное оснащение организаций вычислительной техникой. Технология централизованной обработки имела следующие достоинства: возможность обращения пользователей к большим массивам различной информации; сравнительную легкость совершенствования и внедрения информационных технологий благодаря централизованному их применению. В 1980-е гг. вслед за появлением персональных компьютеров и развитием средств телекоммуникаций появляется децентрализованная обработка информации. Она, не ограничивая инициатив пользователей, предоставила им широкие возможности 36 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» в работе с информацией. Кроме того, гибкость структуры, усиление ответственности сотрудников за выполняемые ими работы, сокращение времени пользования центральным компьютером дали возможность пользователям реализовать свой творческий потенциал. Достоинства и недостатки этих информационных технологий привели к пониманию необходимости разумного их применения. В результате вычислительные центры стали заниматься общей стратегией использования информационных технологий, помогать пользователям в работе, обучении, устанавливать стандарты, определять политику применения программных и технических средств. Персонал, использующий информационную технологию, стал выполнять указания вычислительного центра, работая локально. Локальные задачи отдельных пользователей, объединений и организаций обычно решаются с помощью стандартного программного обеспечения, которое широко представлено на рынке. Оно может быть ориентировано на автоматизацию офисов и бухгалтерского учёта, складской деятельности, управления персоналом и на другие задачи. Различное применение находят технологии документационного обеспечения управления (ДОУ), подготовки текстовых документов, обработки финансово-экономической информации. При этом выполняются работы с организованными массивами информации (базами данных), включающие и распределённую обработку данных в локальных и глобальных информационно-вычислительных сетях. Широко применяются такие интернет-технологии, как: Веб, электронная почта, телеконференции, ICQ и т.д. В социокультурной сфере информационные технологии положительно воздействуют на пользователей, вызывая у них чувства причастности к современным внутригосударственным и общемировым процессам, в том числе в культуре. В этой же сфере находят широкое применение компьютерные технологии, связанные с телевидением и средствами коммуникации. В научной среде взаимодействие учёных и специалистов (научные коммуникации) осуществляется с помощью “интеллектуальных порталов”, общих баз данных, знаний экспертов (экспертные системы), форумов, теле- и видеоконференций и т.п. В экономике информационные технологии используют при решении профессиональных задач, в том числе связанных с моделированием и прогнозированием производственных процессов. Современные информационные технологии электронного обслуживания клиентов позволяют автоматизировать многие процессы, связанные с торговлей и оказанием пользователям различных видов услуг. Создаваемые для этого информационные системы автоматизируют процессы поиска нужных позиций в прайс-листах, позволяют вести архив документов, составлять бухгалтерскую отчётность, анализировать спрос и предложения, выбирать оптимальные пути доставки товаров и способы их оплаты, страховки и т.д. Применение информационных технологий корпоративной электронной торговли ведёт к снижению издержек, связанных с закупкой, организацией, оформле37 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» нием, учётом и доставкой товаров; позволяет предприятиям иметь меньшие материально-технические запасы и с большей эффективностью реагировать на информацию об изменениях спроса, уменьшая риск затоваривания. Создаются Интернет-магазины или потребительские аукционы, позволяющие осуществлять розничную торговлю с отдельными потребителями. В них отсутствуют затраты на аренду и заработную плату большого штата продавцов. В результате такие магазины устанавливают цены на товары в Интернете ниже, чем в традиционных “реальных” магазинах. При этом предлагается большой ассортимент товаров, который не может предложить “реальный” магазин. Интернет-магазин может быть важным дополнением к обычным магазинам. На биржах и аукционах используют электронные информационные системы закупок, проведения тендеров (конкурсов), аукционов и др. С их помощью появляется возможность автоматизировать процессы поиска необходимых партнеров и согласования с ними условий сделки. Интеграция предприятий в электронный бизнес сочетает в себе систему электронного заказа, автоматизацию процесса закупок и продвижение товара к конечному потребителю через собственные электронные магазины. Такая модель позволяет всем её участникам значительно сократить накладные расходы и получить выигрыш во времени. Дополнительная прибыль формируется за счёт экономии, возникающей при: полной автоматизации документооборота и учёта; оптимизации управленческой деятельности, товарных, сырьевых и финансовых потоков; повышения качества коммуникативных процессов и качества проведения маркетинговых мероприятий. Электронный документооборот широко применяется в различных предметных областях. Он позволяет существенно сократить количество используемых бумажных документов и сроки выполнения заданий. Эффективное использование информационных технологий электронного документооборота способствует повышению качества управления персоналом. Электронный документооборот базируется на использовании электронных документов или электронных копий традиционных документов и является важной составляющей электронных учреждений (офисов). 3. Электронные документы, книги и библиотеки. Электронный офис 3.1. Электронные документы Электронный документ - документ, представленный в электронной форме (оцифрованный или подготовленный на компьютере), имеющий электронную подпись, идентифицирующую (подтверждающую) его подлинность. Таким образом, электронные документы предполагают наличие цифровых, графических и текстовых и иных (в т.ч. мультимедийных) данных, представленных в машиночитаемой (электронной) форме, т.е. электронных текстов. Электронные тексты входят в состав электронных документов (ЭД). 38 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Электронные тексты - электронные (машиночитаемые) документы, хранящиеся на любых машинных носителях данных, доступные для использования в компьютерных программно-технических устройствах и системах. ЭД могут: изначально существовать только в электронной среде, быть копиями (параллельными вариантами) печатных изданий; создаваться или записываться и читаться только с помощью компьютерной техники. ЭД характеризуются: типом электронной информации (программа, документ и др.), видом документов (текстовые, графические, аудиовидео статические и динамические и др.), способом образования (объединение файлов различной природы: текстовые, визуальные, аудиовизуальные, смешанные файлы разного характера, например, статико-динамические). Разновидностью электронных документов являются электронные издания. Электронное издание - это издание, представляющее электронную запись информации (произведение) на каком-либо машиночитаемом носителе информации и рассчитанное на использование с помощью электронных технических устройств. Электронные издания (ЭИ) в значительной степени аналогичны традиционным печатным изданиям, но обладают дополнительными свойствами, позволяющими более полно реализовать возможности ЭД: а) функционировать в различных средах, в том числе в Интернете; б) хранить, индексировать и представлять сотни тысяч фрагментов полнотекстовой информации, а также метаданные об этих фрагментах; в) осуществлять навигацию по структурам массивов фрагментов, поиск, просмотр, копирование и распечатку данных; г) интегрироваться с электронными библиотеками. Готовое ЭИ должно иметь чёткую иерархическую структуру расположения информационных объектов. Некоторые виды ЭИ называют “синтетическими”, например, виртуальный книжный магазин с интерактивным гидом и рекламным буклетом, осуществляющий интерактивный заказ литературы и соответствующие банковские операции. Сетевые публикации характеризуются кратким временем существования электронных материалов, например, научно-технические публикации или популярные журнальные, газетные статьи обычно “живут” на сайтах в Интернете от одного до трёх месяцев. Важные преимущества ЭИ – возможность использования машиночитаемых материалов для включения их или их фрагментов в другие работы, воспользоваться ими до появления их печатных копий, удобство и оперативность обновления и др. ЭИ представляют собой не только материалы средств массовой информации (СМИ), научно-технические и иные периодические публикации. Традиционная книж39 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ная продукция, может иметь электронные копии. В простейшем случае для этого не требуется выполнять какие-либо дополнительные виды работ, так как выпуск современных печатных книг осуществляется с помощью компьютерных программнотехнических средств. Однако пользоваться свёрстанными электронными материалами книг, предназначенных для распечатки на бумажные носители, без дополнительной их обработки широкому кругу пользователей очень трудно. С этой целью такие документы специально обрабатывают или первоначально готовят электронные издания (книги), которые не имеют традиционных (как правило, печатных) оригиналов. Такие электронные документы называют электронными книгами. 3.2. Электронные книги Электронная книга - это вид книги, хранящийся в электронном форме на любом машиночитаемом электронном носителе и включающий специальные средства навигации в ней. Электронная книга динамична и интерактивна. Она содержит “гиперсредства” (гиперссылки), сочетает текст с аудио- и видеоматериалами со звуковыми и оптическими эффектами и др. Её можно читать, а порой и изменять содержание, добавляя другую информацию. Электронные книги, как правило, защищаются от несанкционированного (нелицензионного) использования, с помощью специальных программ, а порой и оборудования для их чтения. Существуют, особенно в Интернете, бесплатные и частично бесплатные ЭД. Выпускаются специальные технические устройства – “электронная книга” (ebook или reader), дающие пользователям возможность с помощью ссылок получать доступ к различной связанной информации для нахождения нужных им материалов. Некоторые специальные программно-технические устройства, являющиеся электронными книгами (Book Reader), можно подключать к телефонному аппарату или информационной сети и автоматически копировать в них ЭД с определённых сайтов, например, сайтов издательств. Материалы электронных книг таким же образом или со стационарных компьютеров можно закачивать в различные неспециализированные переносные технические устройства, например, в ноутбуки, КПК и сотовые телефоны. Ряд компаний предлагают в Интернете большие коллекции ЭД, которые пользователь не может выгрузить на свой компьютер, но может распечатывать их постранично. Пользователь также может заказать найденную на сайте компании электронную книгу и взять её на определённый период времени (на прокат), ограничив при этом до40 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ступ к ней других пользователей. Этот режим аналогичен работе с книгой в традиционной библиотеке. На базе коллекций электронных книг и других электронных документов на локальных ПК в локальных и глобальных сетях создаются и функционируют электронные библиотеки. 3.3. Электронные библиотеки Электронная библиотека (от англ. "digital library" - "цифровая библиотека") - вид, как правило, общедоступной автоматизированной информационной системы, содержащей машиночитаемые (электронные) документы. Данное понятие неоднозначно. Первые работы по созданию электронных библиотек (ЭБ) велись в США в 1980-е годы. Под цифровыми библиотеками первоначально понимались библиотеки, хранящие и предоставляющие машиночитаемые электронные ресурсы, полученные в результате оцифровки традиционных документов. Другое, используемой в данной области, понятие – это “виртуальные библиотеки”. К ним обычно относят ЭБ, которые предоставляют не собственные электронные информационные ресурсы, а лишь ссылки на материалы, имеющиеся в Интернетпространстве. Существуют и другие понятия, например, “Гибридная библиотека” (англ. “hybrid library”) – комбинированная библиотека, включающая традиционные и новые машиночитаемые виды носителей информации и информационных продуктов и услуг; “Полимедиа библиотека”, определяемая как синоним “гибридной библиотеки”; “библиотека без стен”, “библиотека без расстояний”, “библиотека без границ”, позиционируемые как часть общемировой сети, как библиотеки всегда открытые и используемые без ограничений и др. Отметим, что обычно всё же используется термин “электронная библиотека”. В начале – середине 1990-х годов большинство промышленно развитых стран начали создавать подобные системы, функционирующие в Интернете. Использование ЭБ обеспечивается программными средствами с единым интерфейсом доступа из одной точки к содержащимся в этих библиотеках текстам, изображениям и другим видам информационных ресурсов, а также ссылкам на другие информационные ресурсы. ЭБ включает одну или более электронных коллекций (массивов электронных документов, обладающих однотипными формальными признаками, и содержащих любую информацию в цифровой форме). Они могут объединять собственные (внутренние) и внешние информационные ресурсы, к которым обеспечивается единый интерфейс доступа с помощью соответствующих технических, программных средств и протоколов. ЭБ помогают обучаемым и преподавателям экономить время на получение нужной им литературы, что очень важно при работе в режимах активного (в том числе дистанционного) обучения. Подобная библиотека функционирует на сайте МФПА. 41 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 3.4. Электронный офис Практически в любых организациях, предприятиях, учреждениях, ведомствах, фирмах, учебных заведениях и т.п. функционируют различные информационные потоки. Если деятельность таких организаций в значительной степени связана с использованием компьютерных информационных технологий, средств и методов преобразования информации, то их обычно называют электронными офисами. Они представляют собой систему автоматизации работы учреждения, основанную на применении компьютерной техники. Использование Интернета позволило создать разновидность электронного офиса, получившую название “виртуальный офис”. В этом случае основные функции информационного обслуживания управленческой деятельности и информационные ресурсы не сосредоточены в реальном офисе с соответствующими атрибутами (помещением, оборудованием, персоналом и т. п.), а пространственно распределены в различных узлах информационной сети. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Важно понимать, что информационные технологии присутствуют в большинстве технологических процессов в любой предметной области. К ним относятся технологии обеспечения управления, включающие технологии документооборота, поддержки принятия решения, а также гипертекстовые, мультимедиа, дистанционного обучения и др. Самостоятельно, а также взаимодействуя с иными, используются технологии телекоммуникаций, экспертных систем, объектно-ориентированные информационные технологии и др. Необходимо чётко их представлять и уметь применять в соответствующих предметных областях. Современные информационные технологии электронного обслуживания клиентов позволяют автоматизировать многие процессы, связанные с торговлей и оказанием пользователям различных видов услуг. Их применение позволяет сократить издержки, связанные с закупкой, организацией, оформлением, учётом и доставкой товаров; предприятиям иметь меньшие материально-технические запасы и с большей эффективностью реагировать на информацию об изменениях спроса, уменьшая риск затоваривания. Интернет-магазины или потребительские аукционы, позволяют осуществлять розничную торговлю с отдельными потребителями. Они могут стать важным дополнением к обычным магазинам. На биржах и аукционах используют электронные информационные системы закупок, проведения тендеров (конкурсов), аукционов и др. Электронный документооборот широко применяется в различных предметных областях. Он позволяет существенно сократить количество используемых бумажных документов и сроки выполнения заданий, способствует повышению качества управления персоналом. Электронный документооборот базируется на использовании электронных документов или электронных копий традиционных документов и является важной составляющей электронных учреждений (офисов) – организаций, активно ис42 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» пользующих в своей деятельности новые информационные технологии, средства и методы преобразования информации. Электронные офисы изменяют наше отношение к традиционным технологиям, связанным с печатными и т.п. документами. В своей деятельности они широко используют различные информационные ресурсы, но всё чаще и всё больше таковыми являются электронные информационные материалы. Электронные книги, как правило, динамичны и интерактивны. Они содержат “гиперсредства” (гиперссылки), сочетают текст с аудио- и видеоматериалами со звуковыми и оптическими эффектами и др. Их можно читать, а порой и изменять их содержание, добавляя другую информацию. Электронные информационные материалы, как электронные тексты, документы, издания и книги являются разновидностями электронных информационных ресурсов и составляют основу коллекций электронных библиотек. Их использование обеспечивается программными средствами с единым интерфейсом доступа из одной точки к содержащимся в этих библиотеках текстам, изображениям и другим видам информационных ресурсов. ЭБ включает одну или более электронных коллекций (массивов электронных документов, обладающих однотипными формальными признаками, и содержащих любую информацию в цифровой форме). ЭБ, как правило, создаётся в виде присутствующего в Интернете портала. Некоторые ЭБ предоставляют пользователям не только собственные электронные информационные ресурсы, но и ссылки на материалы, имеющиеся в Интернет-пространстве. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Общая классификация информационных технологий. 2. Что означает термин “Информационные технологии управления”? 3. Перечислите различия между системами поддержки принятия решений и экспертными системами. 4. В чём назначение информационных технологий дистанционного обучения? 5. Как реализуются информационные технологии в различных предметных областях? 6. Приведите примеры применения информационных технологий в экономике. 7. Что включают в себя мультимедийные информационные технологии? 8. Какие возможности представляет Интернет для реализации информационных технологий в различных предметных областях? 9. В чём суть и состав электронных документов, книг и изданий? 10. Дайте определение понятий “Электронные библиотеки” и “Электронные офисы”, сформулируйте их назначение и возможности. 43 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 4 Модели процессов передачи, обработки, накопления данных в информационных системах. Системный подход к решению функциональных задач. Жизненный цикл информационных продуктов и услуг Основные понятия: Модель; Информационная модель; Системный подход; Жизненный цикл информационных продуктов и услуг, а также информационных технологий. 1. Информационная модель и моделирование информационных процессов Модель – одна из основных категорий теории познания. В широком смысле модель – любой образ (изображение, карта, описание, схема, чертёж, график, план и другое) какого-либо объекта, процесса или явления, используемый в качестве их “заместителя” или “представителя”. Модель (лат. “modulus” – мера) – это объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств последнего; упрощённое представление системы для её анализа и предсказания, для получения качественных и количественных результатов, необходимых для принятия правильного управленческого решения. Модель - это создаваемое человеком подобие изучаемых объектов: макеты, изображения, схемы, словесные описания, математические формулы, карты и т.д. Моделирование – это представление объекта моделью для получения информации о нём путём проведения экспериментов с его моделью. Моделирование облегчает изучение объекта с целью его создания, дальнейшего преобразования и развития. Существует два основных вида моделирования: аналитическое и имитационное. Для управления бизнес процессами (англ. “Business Process Management”, BPM) в современных системах используют методы имитационного моделирования. На идее модели по существу базируется любой метод научного исследования, как теоретический (при котором используются различного рода знаковые, абстрактные модели), так и экспериментальный, использующий предметные модели. 44 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Модели предметной области – это совокупность описаний, обеспечивающих взаимопонимание между пользователями: специалистами организации и разработчиками. Модели всегда проще реальных объектов, но они позволяют выделить главное, не отвлекаясь на детали. Различают математические, физические, ситуационные, электрические, информационные модели. Так, например, математические модели используют для описания объектов и процессов живой и неживой природы и технологии, в том числе – в физике, биологии, экономике. Информационная модель - это модель объекта, процесса или явления, включающая информацию в качестве основной составляющей моделируемого объекта, процесса или явления. Наиболее очевидными с точки зрения применения методов моделирования, несомненно, являются процессы управления, где на основе полученной информации необходимо принимать соответствующие решения. Обычно моделирование используется для исследования существующей системы, когда реальный эксперимент проводить нецелесообразно из-за значительных финансовых и трудовых затрат, а также при необходимости проведения анализа проектируемой системы, т.е. которая ещё физически не существует в данной организации. Для человека информационная модель является источником информации, на основе которой он формирует образ реальной обстановки. Однозначного понятия системы нет. В общем виде под системой понимают совокупность взаимосвязанных элементов, образующих определённую целостность, единство. Процесс построения модели является творческой процедурой, трудно поддающейся формализации. Модельные представления являются абстрактными образами элементов системы (объектов, технических средств, программного обеспечения и др.). Вместе они позволяют получить достаточно полное представление о создаваемой системе. Количество групп элементов информационной модели определяется степенью детализации описания состояний и условий функционирования объекта управления. Как правило, элемент информационной модели связан с каким-либо параметром объекта управления. Модель данных является способом отображения самих данных и их связей. Выделяют модели иерархических, сетевых и реляционных данных, как правило, входящих в состав систем управления базами данных (СУБД). В СУБД реализуются модели процессов накопления и применения информации и знаний. 45 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В качестве инструментальных многофункциональных информационных моделей применяют, например, модели VIEW (англ. “Virtual Instruments Engineering Workbench”). Для формирования модели используются: -функциональная схема автоматизируемого объекта; Главная цель проведения моделирования любой системы – изыскание вариантов решений, которые позволяют улучшить основные показатели её деятельности. Необходимым элементом моделирования является анализ потоков данных. Спрос на средства аналитической обработки данных постоянно растёт. При этом пользователи заинтересованы в получении средств, позволяющих автоматически искать не только заданные данные, но неочевидные правила и неизвестные закономерности. Для реализации подобных систем используют методы интеллектуального анализа данных, позволяющие на основе накопленной информации принимать нетривиальные решения и генерировать качественно новые знания, способствующие повышению эффективности решений и деятельности людей, предприятий, организаций и т.п. Логика интеллектуально решаемых аналитических задач заключается в том, что первичные документы, отчёты и сводные таблицы анализируются с целью выявления полученных показателей. Исследование произошедших событий и полученных результатов (Что произошло?) происходит с целью ответа на вопрос “Почему?”. В результате проведённого анализа формируются прогностические (прогнозные) модели, в которых даются варианты развития ситуации. Сбор, обработка и анализ реальных данных функционирования системы или объекта моделирования даёт требуемые количественные оценки для разработки вариантов программно-технического обеспечения автоматизированных систем. При моделировании сложных объектов нельзя разобщать решаемые задачи. В противном случае получатся значительные затраты ресурсов и потери при реализации модели на конкретном объекте. Использование моделирования применительно к таким объектам требует одновременного исследования их взаимосвязей с внешней средой и другими элементами метасистемы. Под сложными системами понимаются системы, обладающие большим числом элементов, свойства которых не могут быть предсказаны, опираясь на знания свойств отдельных частей системы и способы их соединения. 2. Системный подход к решению функциональных задач 46 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Наиболее эффективно моделирование осуществляется при использовании общих принципов системного подхода, лежащего в основе теории систем. Он возник в процессе изучения различных объектов и явлений. К этому методу обычно прибегают при анализе и синтезе больших (сложных) систем. Он предполагает рассмотрение системы путём последовательного перехода от общего к частному, когда исследуемый объект выделяется из окружающей среды. Системный подход - это направление научных исследований, основанных на рассмотрении сложного объекта как целого множества элементов, включающего отношения и связи между ними; это общеметодический принцип, используемый в различных предметных областях Сущность системного подхода – это интеграция интеллектуальных усилий общества. Системный подход базируется на первоначальном исследовании системы, выделении лементов, внутренних и внешних связей, существенным образом влияющих на исследуемые объекты и их функционирование в различных условиях и средах. Он начинается с изучения и детализации её составляющих – разбиения системы на функциональные подсистемы, которые тоже могут делиться. Процесс деления осуществляется до выявления конкретных процедур. При этом исследуемая система сохраняет целостность. Таким образом, разработка системы ведётся сверху вниз, последовательно приближаясь к конечному результату. Системный подход позволяет рассматривать различные объекты (системы) с единой точки зрения, выявляя важнейшие черты их функционирования и учитывая наиболее существенные факторы. Он эффективно используется при проектировании и эксплуатации информационных систем, особенно автоматизированных систем управления (АСУ), которые по существу являются человеко-машинными системами. Системный подход подразумевает построение моделей. Обычно эти модели имеют иерархическую структуру, отражающую различные особенности поведения такого сложного объекта, как предприятие, например модель процессов, представление предприятия как разновидности систем массового обслуживания, модель данных, используемых на предприятии и т.д. При применении системного подхода учитывают все факторы проектируемой системы: функциональные, психологические, социальные, эстетические. Вне системного подхода, в отсутствие необходимой координации функционирования элементов никакая система не может достичь своей цели. В этой связи актуализируется роль координатора автоматизированного производства, способного организовать деятельность всех его участников. Использование системного подхода позволяет принять во внимание множество факторов самого различного характера, выделить из них те, которые оказывают самое большое влияние с точки зрения имеющихся общесистемных целей и критериев, и 47 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» найти пути и методы эффективного воздействия на них. Системный подход позволяет рассматривать анализ и синтез различных по своей природе и сложности объектов с единой точки зрения, выявляя при этом важнейшие характерные черты функционирования системы и учитывая наиболее существенные для всей системы факторы. Важным для системного подхода является определение структуры системы, понимаемой как совокупность связей между элементами, отражающими их взаимодействие. Наиболее общее – топологическое описание структуры – позволяет в самом общем виде определить составные части системы и формализуется с помощью теории графов. Менее общим считается функциональное описание, предназначенное для рассмотрения поведения отдельных функций (алгоритмов) системы. Оно реализуется с помощью функционального подхода. Системный подход позволяет выявить общие (типовые) процессы, элементы функционирования системы. На этой основе разрабатываются адекватные решения (рекомендации) по использованию информационных технологий с целью улучшения качества функционирования информационных систем и обслуживания с их помощью различных категорий пользователей. Важным элементом системного подхода можно считать качественный анализ, основанный на определении функций, их характеристик и возможностей использования в том или ином процессе. Например, в результате качественного анализа можно определить затраты на организацию системы, которые могут превысить доход от её использования. Однако фактор экономической целесообразности (окупаемость вложений) не всегда может превалировать при решении вопросов использования информационных технологий, например в библиотеках. При разработке моделей и формировании информационных систем, ориентированных на создание информационных продуктов и услуг разработчики должны учитывать их возможный жизненный цикл. 3. Жизненный цикл информационных продуктов и услуг Концепция жизненного цикла продукта или услуги подразумевает, что они ограниченны, по крайней мере, во времени. Жизненный цикл продукта определяется как модель движения товарооборота и прибыли в определённой сфере деятельности, характеристика которой соответствует её различным стадиям. Первоначально объём продаж нового продукта, нашедшего спрос, увеличивается, а затем, с течением времени и появлением продуктов-конкурентов, падает. Все продукты проходят через такой жизненный цикл. Стадии жизненного цикла для информационных систем в различных отраслях человеческой деятельности, по сути, одинаковы: 48 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ● постановка задачи, ● проектирование услуг, ● разработка и развертывание, ● гарантированное предоставление услуг, ● модернизация или ликвидация услуги. Значительное место среди информационных продуктов и услуг занимают компьютерные программные средства. Жизненный цикл создания и использования компьютерных программ отражает различные их состояния, начиная с момента возникновения необходимости в данном программном изделии и заканчивая моментом его полного выхода из употребления у всех пользователей. Традиционно выделяются следующие основные этапы жизненного цикла программного обеспечения: ● анализ требований, ● проектирование, ● кодирование (программирование), ● тестирование и отладка, ● эксплуатация и сопровождение. Особенностью разработки программного продукта является принятие решений на начальных этапах с их реализацией на последующих этапах. Ошибки в требованиях к программному продукту способны привести не только к потерям на этапах разработки и эксплуатации, но и к провалу проекта. Внесение изменений в спецификацию программного продукта чаще всего вызывает необходимость повторить все следующие этапы проектирования и создания программного продукта. Если создаваемый программный продукт предполагается представить на рынке программных средств, но заказа на него нет, маркетинг выполняется в полном объёме: изучаются программные продукты-конкуренты и аналоги, обобщаются требования пользователей к программному продукту, устанавливается потенциальная ёмкость рынка сбыта, даётся прогноз цены и объёма продаж. Кроме того, важно оценить необходимые для разработки программного продукта материальные, трудовые и финансовые ресурсы, ориентировочные длительности основных этапов жизненного цикла программного продукта. Если создаваемый программный продукт – заказное программное изделие для определённого заказчика, важно правильно сформулировать и документировать задание на его разработку. Ошибочно понятое требование к программному продукту может привести к нежелательным результатам в процессе его эксплуатации. В коммерческом программном обеспечении жизненный цикл определяется моментом начала его продаж. Поскольку создатели ПО и продающие его организации заинтересованы, чтобы продукт продавался как можно дольше, в него вносят изменения. Изменения продиктованы необходимостью доработки ПО (“заплаты”), новыми требованиями и другими обстоятельствами. При этом важно не переусердствовать, так как 49 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» подобная система может стать “тяжеловесной”, плохо управляемой и т.п., а значит и никому ненужной. Разработчики стремятся сделать максимально возможным период жизненного цикла информационных продуктов и услуг. Для различных программных продуктов и услуг величина этого периода неодинакова. Так, для большинства современных компьютерных программ длительность жизненного цикла равна двум–трём годам, хотя встречаются программы, существующие десять и более лет. Для увеличения этого периода необходимо постоянно осуществлять маркетинговые и иные мероприятия по их поддержке. Эксплуатацию программного продукта рекомендуется вести параллельно с его сопровождением, оперативно устраняя обнаруженные ошибки. Эксплуатация программ может начинаться и в случае отсутствия сопровождения или продолжаться ещё какое-то время после завершения сопровождения. Падение продаж и интереса к информационным продуктам и услугам является сигналом к: а) изменению программного продукта и услуг, б) изменению цены на них, в) проведению модификации или снятию с продажи и предоставления. Определённое время после снятия программного продукта с продажи может осуществляться его сопровождение. Отказ от продолжения выпуска и сопровождения программного продукта или от предоставления информационных услуг обычно обусловлен их неэффективностью, наличием неустранимых ошибок и отсутствием спроса. В заключение приведём предложенную зарубежными специалистами графическую модель жизненного цикла продукта или услуги (Luffman et al, Business Policy: An Analytical Introduction, Blackwell Business, Oxford, 1991) (рис. 4.1). Продажи Фаза Разработка Рост Зрелость Упадок Время 50 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Рис. 4.1. Графическая модель жизненного цикла продуктов и услуг. Жизненный цикл информационных продуктов и услуг составляет основу жизненного цикла информационных технологий. 4. Жизненный цикл информационных технологий Жизненный цикл информационных технологий является моделью их создания и использования, отражающей различные состояния информационных технологий, начиная с момента возникновения необходимости их создания или реализации (внедрения) и заканчивая моментом их полного выхода из употребления. Реализованные в нём этапы, начиная с самых ранних, как правило, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением ограничений и т.п. На каждом этапе создаётся комплект документов, технических и технологических решений. При этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, полученные на предыдущем этапе. Каждый этап завершается проверкой предыдущих решений на их соответствие исходным значениям. Наибольшее распространение получили три модели жизненного цикла информационных технологий: каскадная, поэтапная и спиральная. Каскадная модель используется в технологиях, ориентированных на переход к следующему этапу после полного окончания работ на предыдущем этапе. Поэтапная модель обычно включает промежуточный контроль на любом этапе и межэтапные корректировки. Она обеспечивает меньшую трудоёмкость по сравнению с каскадной моделью, но время жизни каждого из этапов становится равным всему жизненному циклу. Спиральная модель предполагает выполнение на начальном этапе анализа требований и предварительное детальное проектирование. При этом создаются прототипы. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии изделия. На нём уточняются характеристики, определяется качество, планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта. В результате выбирается обоснованный вариант, который и реализуется. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Следует знать, что для изучения объекта с целью его создания, дальнейшего преобразования и развития используются различные модели. Модель объекта, процесса или явления, включающая информацию в качестве основной составляющей моделируемого объекта, процесса или явления называется информационной. 51 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Моделирование используется для получения информации об объекте путём проведения экспериментов с его моделью. Оно позволяет изучать объект с целью его создания, дальнейшего преобразования и развития. Наиболее эффективно осуществлять моделирование путём использования общих принципов системного подхода. Он позволяет рассматривать систему, последовательно переходя от общего к частному, разбивая её на функциональные подсистемы, которые тоже могут делиться. Разработка системы ведётся сверху вниз, последовательно приближаясь к конечному результату. При этом исследуемая система сохраняет целостность. Системный подход эффективно используется при проектировании и эксплуатации информационных, особенно автоматизированных систем управления. При этом можно учитывать все факторы проектируемой системы: функциональные, психологические, социальные и даже эстетические. Любые информационные продукты и услуги имеют жизненный цикл, подразумевающий ограничение их существования во времени. Он определяется как модель движения товарооборота и прибыли и содержит следующие стадии: постановка задачи, проектирование, разработка и развертывание, гарантированное использование продукта или услуги, модернизация или ликвидация их. Разработчики стремятся сделать максимально возможным период жизненного цикла. Жизненный цикл информационных технологий является моделью их создания и использования, отражающей различные состояния информационных технологий, начиная с момента возникновения необходимости их создания или реализации (внедрения) и заканчивая моментом их полного выхода из употребления. Наибольшее распространение получили три модели жизненного цикла информационных технологий: каскадная, поэтапная и спиральная. Каскадная модель ориентированна на технологии, в которых переход к следующему этапу осуществяется после полного окончания работ на предыдущем, а поэтапная модель обычно включает промежуточный контроль на любом этапе и межэтапные корректировки. Обеспечивая меньшую трудоёмкость по сравнению с каскадной моделью, в ней время жизни каждого из этапов равняется всему жизненному циклу. Спиральная модель предполагает выполнение на начальном этапе анализа требований и предварительного детального проектирования. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии изделия. На нём уточняются характеристики, определяется качество, планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта. В результате выбирается обоснованный вариант, который и реализуется. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. 2. Что такое “модель” и “информационная модель”? Как осуществляется моделирование информационных процессов? 52 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 3. Как наиболее эффективно осуществлять моделирование? 4. В чём назначение системного подхода? 5. Какие факторы учитываются при проектировании систем с помощью системного подхода? 6. Как определяется жизненный цикл информационных продуктов и услуг? 7. Перечислите стадии жизненного цикла для информационных систем. 8. Что нужно делать для увеличения периода жизненного цикла информационных продуктов и услуг? 9. Что такое “жизненный цикл информационных технологий”? 10. Назовите три модели жизненного цикла информационных технологий и дайте им краткую характеристику. Лекция 5 Информационные технологии безопасности и защиты Основные понятия: 53 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Безопасность и защита; Защита информации и информационная безопасность; Санкционированный и несанкционированный доступ; Аутентификация, идентификация Компьютерный вирус; Доступность, конфиденциальность и целостность информации; Криптография, криптографические методы защиты информации и электронная цифровая подпись; Управление доступом и биометрические системы. 1. Общие положения защиты информации Практически вся современная информация готовится или может быть достаточно легко преобразована в машиночитаемую форму. Характерной особенностью такой информации является возможность посторонних лиц легко и незаметно исказить, скопировать или уничтожить её. Это обстоятельство вызывает необходимость организации безопасного функционирования данных в любых информационных системах. Такие мероприятия называют защитой информации или информационной безопасностью. Противоправные действия с информацией не только затрагивают интересы государства, общества и личности, но оказывают негативные, а порой трагические и катастрофические воздействия на здания, помещения, личную безопасность обслуживающего персонала и пользователей информации. Подобные воздействия происходят также по причине стихийных бедствий, техногенных катастроф и террористических актов. Проблемы информационной безопасности имеют не только местные (частные) и государственные, но и геополитические аспекты. Это комплексная проблема, поэтому её решение рассматривается на разных уровнях: законодательном, административном, процедурном и программно-техническом. Слово “безопасность” латинского происхождения – secure (securus). Затем в английском языке оно получило написание “security”. Общеизвестно, что “безопасность” – это отсутствие опасности; состояние деятельности, при которой с определённой вероятностью исключено причинение ущерба здоровью человека, зданиям, помещениям и материально-техническим средствам в них. Безопасность - это состояние субъекта, или объекта, при котором отсутствует угроза нанесения им какого-либо ущерба. Под безопасностью информации (Information security) или информационной безопасностью понимают защищённость информации и поддерживающей инфраструктуры от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, способных нанести ущерб владельцам и пользователям информации и поддерживающей её структуре. 54 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» При рассмотрении проблем, связанных с обеспечением безопасности, используют понятие “несанкционированный доступ” – это неправомочное обращение к информационным ресурсам с целью их использования (чтения, модификации), а также порчи или уничтожения. Данное понятие также связано с распространением разного рода компьютерных вирусов. В свою очередь “санкционированный доступ” – это доступ к объектам, программам и данным пользователей, имеющих право выполнять определённые действия (чтение, копирование и др.), а также полномочия и права пользователей на использование ресурсов и услуг, определённых администратором вычислительной системы. Защищённой считают информацию, не претерпевшую незаконных изменений в процессе передачи, хранения и сохранения, не изменившую такие свойства, как достоверность, полнота и целостность данных. Под терминами “защита информации” и “информационная безопасность” подразумевается совокупность методов, средств и мероприятий, направленных на исключение искажений, уничтожения и несанкционированного использования накапливаемых, обрабатываемых и хранимых данных. В законе “Об информации, информатизации и защите информации” (ст. 20) определено, что целями защиты информации являются: предотвращение утечки, хищения, утраты, искажения, подделки информации; предотвращение несанкционированных действий по уничтожению, модификации, искажению, копированию, блокировке информации. 2. Несанкционированные действия и методы воздействия на информацию, здания, помещения и людей 2.1. Основные виды и причины несанкционированных воздействий на информацию, здания, помещения и людей Несанкционированные действия на информацию, здания, помещения и людей могут быть вызваны различными причинами и осуществляться с помощью различных методов воздействия. Подобные действия могут быть обусловлены стихийными бедствиями (ураганы, ливни, наводнения, пожары, взрывы и др.), техногенными катастрофами, террористическими актами и т.п. Борьба с ними обычно весьма затруднена из-за в значительной степени непредсказуемости таких воздействий. Однако наибольший ущерб информации и информационным системам наносят неправомерные действия сотрудников и компьютерные вирусы. Американские специалисты утверждают, что до 85% случаев промышленного шпионажа ведётся силами сотрудников компании, в которой это происходит. В 2004 г. более трети финансовых потерь и потерь данных в организациях происходило по вине их собственных сотрудников. Решение этих проблем относится к компетенции администрации и службы безопасности организации. При этом рекомендуется шифровать даже внутрифирменную переписку. 55 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Вирусы представляют широко распространённое явление, отражающееся на большинстве пользователей компьютеров, особенно работающих в сетях и с нелицензионным программным обеспечением. 2.2. Вирусы Компьютерный вирус - это специальная, способная к саморазмножению программа, обычно составляемая со злым умыслом. Вирусы появились в результате создания самозапускающихся программ. Внешняя схожесть этих программ с биологией и медициной по характеру воздействия на программно-технические средства способствовала появлению таких терминов, как: вирус, заражение, лечение, профилактика, прививки, доктор и др. Процесс внедрения вирусом своей копии в другую программу (системную область диска и т.д.) называется заражением, а программа или иной объект, содержащий вирус – заражёнными. Вирусы – это класс программ, незаконно проникающих в компьютеры пользователей и наносящих вред их программному обеспечению, информационным файлам и даже техническим устройствам, например, жёсткому магнитному диску. В России вирусы появляются в 1988 году. С развитием сетевых информационных технологий вирусы стали представлять угрозу огромному количеству пользователей сетевых и локальных компьютерных систем. Вирусы проникают и в карманные персональные компьютеры (КПК) Первая троянская программа для КПК (Backdoor.WinCE.Brador.a – утилита скрытого дистанционного доступа) обнаружена в августе 2004 года. Она может добавлять, удалять файлы на КПК, а также пересылать их автору вируса. Программа-вирус обычно состоит из уникальной последовательности команд – сигнатур (знаков) и поведений, что позволяет создавать обнаруживающие их программы-антивирусы. Некоторые вирусы не имеют уникальных сигнатур и поведения и могут видоизменять самих себя (полиморфные). По утверждению специалистов, заражение вирусами компьютеров составляет лишь доли процентов там, где работают, а не играют. Всё большую роль в области несанкционированных воздействий на информацию, здания, помещения, личную безопасность пользователя и обслуживающий персонал играют ошибочные (в т. ч. случайные) и преднамеренные действия людей. 2.3. Воздействия на информацию, здания, помещения, личную безопасность пользователя и обслуживающий персонал Типичными причинами нарушения безопасности на объекте являются: 1) ошибки индивидов или неточные их действия; 2) неисправность и (или) отказ используемого оборудования; 56 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 3) непредсказуемые и недопустимые внешние проявления; 4) неисправность и (или) отсутствие необходимых средств защиты; 5) случайные и преднамеренные воздействия на информацию, защищаемые элементы оборудования, человека и окружающую среду. Установлено, что ошибочные действия людей составляют 50–80% , а технических средств – 15–25% нарушений безопасности объектов и данных. Ошибочные и несанкционированные действия людей объясняются недостаточной их дисциплинированностью и подготовленностью к работе, опасной технологией и несовершенством используемой ими техники. Известно, что число связанных с человеческим фактором техногенных аварий и катастроф доходит до двух третей от общего их количества. Отрицательное воздействие на человека оказывает не только незащищённость информации, но и стихийные бедствия, последствия техногенных влияний на природу, нарушения правил техники безопасности, террористические акты и другие события, приводящие, в первую очередь, к стрессовым ситуациям. Отрицательные информационные социально-психологические воздействия, в том числе дискомфорт, человек получает и в процессе работы с огромными массивами данных. Кроме стресса, он становится жертвой информационных перегрузок, информационного шума и т.п. 3. Средства и методы защиты информации, зданий, помещений и людей в них 3.1. Основные средства и методы защиты информации Средства и методы защиты информации обычно делят на две большие группы: организационные и технические. Под организационными подразумеваются законодательные, административные и физические, а под техническими – аппаратные, программные и криптографические мероприятия, направленные на обеспечение защиты объектов, людей и информации. С целью организации защиты объектов используют системы охраны и безопасности объектов – это совокупность взаимодействующих радиоэлектронных приборов, устройств и электрооборудования, средств технической и инженерной защиты, специально подготовленного персонала, а также транспорта, выполняющих названную функцию. При этом используются различные методы, обеспечивающие санкционированным лицам доступ к объектам и ИР. К ним относят аутентификацию и идентификацию пользователей. Аутентификация – это метод независимого от источника информации установления подлинности информации на основе проверки подлинности её внутренней структуры (“это тот, кем назвался?”). Авторизация – в информационных технологиях это предоставление определённых полномочий лицу или группе лиц на выполнение некоторых действий в системе обработки данных. (“имеет ли право выполнять данную деятельность?”). Посредством авторизации устанавливаются и реализуются права доступа к ресурсам. 57 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Идентификация – это метод сравнения предметов или лиц по их характеристикам, путём опознавания по предметам или документам, определения полномочий, связанных с доступом лиц в помещения, к документам и т. д. (“это тот, кем назвался и имеет право выполнять данную деятельность?”). В современных информационных технологиях для эффективного использования этих методов, кроме физических мер охраны объектов, широко применяются программно-технические средства, основанные на использовании биометрических систем, криптографии и др. Эффективность защиты информации в значительной степени зависит от своевременности обнаружения и исключения воздействий на неё, а, при необходимости, восстановления программ, файлов, информации, работоспособности компьютерных устройств и систем. Важной составляющей выполнения подобные действия являются программные и технические средства защиты. 3.2. Программные и технические средства защиты 3.2.1. Программные средства защиты – это самый распространённый метод защиты информации в компьютерах и информационных сетях. Обычно они применяются при затруднении использования некоторых других методов и средств. Проверка подлинности пользователя обычно осуществляется операционной системой. Пользователь идентифицируется своим именем, а средством аутентификации служит пароль. Программные средства защиты представляют комплекс алгоритмов и программ специального назначения и общего обеспечения работы компьютеров и информационных сетей. Они нацелены на: контроль и разграничение доступа к информации, исключение несанкционированных действий с ней, управление охранными устройствами и т.п. Программные средства защиты обладают универсальностью, простотой реализации, гибкостью, адаптивностью, возможностью настройки системы и др. Широко применяются программные средства для защиты от компьютерных вирусов. Для защиты машин от компьютерных вирусов, профилактики и “лечения” используются программы-антивирусы, а также средства диагностики и профилактики, позволяющие не допустить попадания вируса в компьютерную систему, лечить заражённые файлы и диски, обнаруживать и предотвращать подозрительные действия. Антивирусные программы оцениваются по точности обнаружения и эффективному устранение вирусов, простое использование, стоимость, возможности работать в сети. Наибольшей популярностью пользуются программы, предназначенные для профилактики заражения, обнаружения и уничтожения вирусов. Среди них отечественные антивирусные программы DrWeb (Doctor Web) И. Данилова и AVP (Antiviral Toolkit Pro) Е. Касперского. Они обладают удобным интерфейсом, средствами сканирования программ, проверки системы при загрузке и т.д. В России используются и зарубежные антивирусные программы. 58 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Абсолютно надёжных программ, гарантирующих обнаружение и уничтожение любого вируса, не существует. Только многоуровневая оборона способна обеспечить наиболее полную защиту от вирусов. Важным элементом защиты от компьютерных вирусов является профилактика. Антивирусные программы применяют одновременно с регулярным резервированием данных и профилактическими мероприятиями. Вместе эти меры позволяют значительно снизить вероятность заражения вирусом. Основными мерами профилактики вирусов являются: 1) применение лицензионного программного обеспечения; 2) регулярное использование нескольких постоянно обновляемых антивирусных программ для проверки не только собственных носителей информации при переносе на них сторонних файлов, но и любых “чужих” дискет и дисков с любой информацией на них, в т.ч. и переформатированных; 3) применение различных защитных средств при работе на компьютере в любой информационной среде (например, в Интернете). Проверка на наличие вирусов файлов, полученных по сети; 4) периодическое резервное копирование наиболее ценных данных и программ. Чаще всего источниками заражения являются компьютерные игры, приобретенные “неофициальным” путём и нелицензионные программы. Поэтому надёжной гарантией от вирусов является аккуратность пользователей при выборе программ и установке их на компьютер, а также во время сеансов в Интернете. Вероятность заражения не из компьютерной сети можно свести почти к нулю, если пользоваться только лицензионными, легальными продуктами и никогда не пускать на свой компьютер приятелей с неизвестными программами, особенно играми. Наиболее эффективной мерой в этом случае является установление разграничения доступа, не позволяющего вирусам и дефектным программам вредоносно воздействовать на данные даже в случае проникновения вирусов в такой компьютер. Одним из наиболее известных способов защиты информации является её кодирование (шифрование, криптография). Оно не спасает от физических воздействий, но в остальных случаях служит надёжным средством. Код характеризуется: длиной – числом знаков, используемых при кодировании и структурой – порядком расположения символов, используемых для обозначения классификационного признака. Средством кодирования служит таблица соответствия. Примером такой таблицы для перевода алфавитно-цифровой информации в компьютерные коды является кодовая таблица ASCII. Первый стандарт шифрования появился в 1977 году в США. Главным критерием стойкости любого шифра или кода являются имеющиеся вычислительные мощности и 59 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» время, в течение которого можно их расшифровать. Если это время равняется нескольким годам, то стойкость таких алгоритмов достаточна для большинства организаций и личностей. Для шифрования информации всё чаще используют криптографические методы её защиты. Криптографические методы защиты информации Криптография - это тайнопись, система изменения информации с целью её защиты от несанкционированных воздействий, а также обеспечения достоверности передаваемых данных. Общие методы криптографии существуют давно. Она считается мощным средством обеспечения конфиденциальности и контроля целостности информации. Пока альтернативы методам криптографии нет. Стойкость криптоалгоритма зависит от сложности методов преобразования. Вопросами разработки, продажи и использования средств шифрования данных и сертификации средств защиты данных занимается Гостехкомиссия РФ. Если использовать 256 и более разрядные ключи, то уровень надёжности защиты данных составит десятки и сотни лет работы суперкомпьютера. Для коммерческого применения достаточно 40-, 44-разрядных ключей. Одной из важных проблем информационной безопасности является организация защиты электронных данных и электронных документов. Для их кодирования, с целью удовлетворения требованиям обеспечения безопасности данных от несанкционированных воздействий на них, используется электронная цифровая подпись (ЭЦП). Электронная подпись Цифровая подпись представляет последовательность символов. Она зависит от самого сообщения и от секретного ключа, известного только подписывающему это сообщение. Первый отечественный стандарт ЭЦП появился в 1994 году. Вопросами использования ЭЦП в России занимается Федеральное агентство по информационным технологиям (ФАИТ). Внедрением в жизнь всех необходимых мероприятий по защите людей, помещений и данных занимаются высококвалифицированные специалисты. Они составляют основу соответствующих подразделений, являются заместителями руководителей организаций и т.п. Существуют и технические средства защиты. 3.2.2. Технические средства защиты 60 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Технические средства защиты используются в различных ситуациях, входят в состав физических средств защиты и программно-технических систем, комплексов и устройств доступа, видеонаблюдения, сигнализации и других видов защиты. В простейших ситуациях для защиты персональных компьютеров от несанкционированного запуска и использования имеющихся на них данных предлагается устанавливать устройства, ограничивающие доступ к ним, а также работать со съёмными жёсткими магнитными и магнитооптическими дисками, самозагружающимися компакт дисками, флеш-памятью и др. Для охраны объектов с целью защиты людей, зданий, помещений, материальнотехнических средств и информации от несанкционированных воздействий на них, широко используют системы и меры активной безопасности. Общепринято для охраны объектов применять системы управления доступом (СУД). Подобные системы обычно представляют собой автоматизированные системы и комплексы, формируемые на основе программно-технических средств. В большинстве случаев для защиты информации, ограничения несанкционированного доступа к ней, в здания, помещения и к другим объектам приходится одновременно использовать программные и технические средства, системы и устройства. 3.2.3. Программно-техническая и физическая защита от несанкционированных воздействий Антивирусные программно-технические средства В качестве технического средства защиты применяют различные электронные ключи, например, HASP (Hardware Against Software Piracy), представляющие аппаратно-программную систему защиты программ и данных от нелегального использования и пиратского тиражирования (Рис. 5.1). Электронные ключи Hardlock используются для защиты программ и файлов данных. В состав системы входит собственно Hardlock, крипто-карта для программирования ключей и программное обеспечение для создания защиты приложений и связанных с ними файлов данных. К основным программно-техническим мерам, применение которых позволяет решать проблемы обеспечения безопасности ИР, относятся: ● аутентификация пользователя и установление его идентичности; ● управление доступом к БД; 61 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ● поддержание целостности данных; ● защита коммуникаций между клиентом и сервером; ● отражение угроз, специфичных для СУБД и др. Поддержание целостности данных подразумевает наличие не только программно-аппаратных средств поддержки их в рабочем состоянии, но и мероприятия по защите и архивированию ИР, дублированию их и т.п. Наибольшую опасность для информационных ресурсов, особенно организаций, представляет несанкционированное воздействие на структурированные данные – БД. В целях защиты информации в БД важнейшими являются следующие аспекты информационной безопасности (европейские критерии): ● условия доступа (возможность получить некоторую требуемую информационную услугу); ● целостность (непротиворечивость информации, её защищённость от разрушения и несанкционированного изменения); ● конфиденциальность (защита от несанкционированного прочтения). Под доступностью понимают обеспечение возможности доступа авторизованных в системе пользователей к информации в соответствии с принятой технологией. Конфиденциальность – обеспечение пользователям доступа только к данным, для которых они имеют разрешение на доступ (синонимы – секретность, защищённость). Целостность – обеспечение защиты от преднамеренного или непреднамеренного изменения информации или процессов её обработки. Эти аспекты являются основополагающими для любого программнотехнического обеспечения, предназначенного для создания условий безопасного функционирования данных в компьютерах и компьютерных информационных сетях. Контроль доступа – это процесс защиты данных и программ от их использования объектами, не имеющими на это права. 62 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Управление доступом служит для контроля входа/выхода работников и посетителей организации через автоматические проходные (турникеты – Рис. 5.2, арочные металодетекторы – Рис. 5.3). Контроль их перемещения осуществляется с помощью систем видеонаблюдения. В управление доступом входят устройства и (или) системы ограждения для ограничения входа на территорию (охрана периметров). Используются также методы визуализации (предъявление вахтёру соответствующих документов) и автоматической идентификации входящих/выходящих работников и посетителей. Арочные металодетекторы способствуют выявлению несанкционированного вноса/выноса металлизированных предметов и маркированных документов. Автоматизированные системы управления доступом позволяют работникам и посетителям, пользуясь персональными или разовыми электронными пропусками, проходить через проходную здания организации, заходить в разрешённые помещения и подразделения. Они используют контактный или бесконтактный способ идентификации. К мерам, обеспечивающим сохранность традиционных и нетрадиционных носителей информации и, как следствие, самой информации относят технологии штрихового кодирования. Эта известная технология широко используется при маркировке различных товаров, в том числе документов, книг и журналов. В организациях применяют удостоверения, пропуска, читательские билеты и т.п., в том числе в виде пластиковых карт (Рис. 5.4) или ламинированных карточек (Ламинирование - это плёночное покрытие документов, защищающее их от лёгких механических повреждений и загрязнения.), содержащих идентифицирующие пользователей штрих-коды. 63 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Для проверки штрих-кодов используют сканирующие устройства считывания бар-кодов – сканеры. Они преобразуют считанное графическое изображение штрихов в цифровой код. Кроме удобства, штрих-коды обладают и отрицательными качествами: дороговизна используемой технологии, расходных материалов и специальных программно-технических средств; отсутствие механизмов полной защиты документов от стирания, пропажи и др. За рубежом вместо штрих-кодов и магнитных полос используют радиоидентификаторы RFID (англ. “Radiofrequency Identification”). С целью предоставления возможности людям проходить в соответствующие здания и помещения, а также пользоваться информацией применяют контактные и бесконтактные пластиковые и иные магнитные и электронные карты памяти, а также биометрические системы. Первые в мире пластиковые карточки со встроенными в них микросхемами появились в 1976 году. Они представляют персональное средство аутентификации и хранения данных, аппаратно поддерживают работу с цифровыми технологиями, включая электронную цифровую подпись. Стандартно карта имеет размер 84х54 мм. В неё можно встроить магнитную полосу, микросхему (чип), штрих-код, голограмму, необходимые для автоматизации процессов идентификации пользователей и контроля их доступа на объекты. Пластиковые карточки используются как бэйджи, пропуска (Рис. 5.4), удостоверения, клубные, банковские, дисконтные, телефонные карты, визитки, календари, сувенирные, презентационные карточки и др. На них можно нанести фотографию, текст, рисунок, фирменный знак (логотип), печать, штрих-код, схему (например, расположения организации), номер и другие данные. Для работы с ними используют специальные устройства, позволяющие надёжно идентифицировать личность – считыватели смарткарт. Считыватели обеспечивают проверку идентификационного кода и передачу его в контроллер. Они могут фиксировать время прохода или открывания дверей и др. В качестве идентификаторов широко используются малогабаритные пультыключи типа Touch Memory. Эти простейшие контактные устройства обладают высокой надёжностью. 64 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Устройства Touch Memory – специальная малогабаритная (размером с батарейку в виде таблетки) электронная карта в корпусе из нержавеющей стали. Внутри неё расположена микросхема с электронной памятью для установления уникального номера длиной в 48 бит, а также хранения Ф.И.О. пользователя и другой дополнительной информации. Такую карту можно носить на брелке с ключами (рис. 5.5) или разместить на пластиковой карточке сотрудника. Подобные устройства используются в домофонах для осуществления беспрепятственного открытия двери подъезда или помещения. В качестве бесконтактных идентификаторов используют устройства “Proximity”. Биометрические методы защиты Наиболее чётко обеспечивают защиту средства идентификации личности, использующие биометрические системы. Понятие “биометрия” определяет раздел биологии, занимающийся количественными биологическими экспериментами с привлечением методов математической статистики. Это научное направление появилось в конце XIX века. Биометрия - это совокупность автоматизированных методов и средств идентификации человека, основанных на его физиологических или поведенческих характеристиках. Биометрические системы позволяют идентифицировать человека по присущим ему специфическим признакам, то есть по его статическим (отпечаткам пальцев, роговице глаза, форме руки и лица, генетическому коду, запаху и др.) и динамическим (голосу, почерку, поведению и др.) характеристикам. Уникальные биологические, физиологические и поведенческие характеристики, индивидуальные для каждого человека. Они называются биологическим кодом человека. Первые биометрические системы использовали рисунок (отпечаток) пальца. Примерно одну тысячу лет до н.э. в Китае и Вавилоне знали об уникальности отпечатков пальцев. Их ставили под юридическими документами. Однако дактилоскопию стали применять в Англии с 1897 года, а в США – с 1903 года. Пример современного считывающего отпечатки пальцев устройства представлен на рис. 5.6. 65 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Преимущество биологических систем идентификации, по сравнению с традиционными (например, PIN-кодовыми, доступом по паролю), заключается в идентификации не внешних предметов, принадлежащих человеку, а самого человека. Анализируемые характеристики человека невозможно утерять, передать, забыть и крайне сложно подделать. Они практически не подвержены износу и не требуют замены или восстановления. Поэтому в различных странах (в том числе России) включают биометрические признаки в загранпаспорта и другие идентифицирующие личности документы. С помощью биометрических систем осуществляются: 1) ограничение доступа к информации и обеспечение персональной ответственности за её сохранность; 2) обеспечение допуска сертифицированных специалистов; 3) предотвращение проникновения злоумышленников на охраняемые территории и в помещения вследствие подделки и (или) кражи документов (карт, паролей); 4) организация учёта доступа и посещаемости сотрудников, а также решается ряд других проблем. Одним из наиболее надёжных способов считается идентификация глаз человека (Рис. 5.7): идентификация рисунка радужной оболочки глаза или сканирование глазного дна (сетчатки глаза). Это связано с отличным соотношением точности идентификации и простотой использования оборудования. Изображение радужной оболочки оцифровывается и сохраняется в системе в виде кода. Код, полученный в результате считывания биометрических параметров человека, сравнивается с зарегистрированным в системе. При их совпадении система снимает блокировку доступа. Время сканирования не превышает двух секунд. 66 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» К новым биометрическим технологиям следует отнести трёхмерную идентификацию личности, использующую трёхмерные сканеры идентификации личности с параллаксным методом регистрации образов объектов и телевизионные системы регистрации изображений со сверхбольшим угловым полем зрения. Предполагается, что подобные системы будут использоваться для идентификации личностей, трёхмерные образы которых войдут в состав удостоверений личности и других документов. Сетевые методы защиты Для защиты информации в информационных компьютерных сетях используют специальные программные, технические и программно-технические средства. С целью защиты сетей и контроля доступа в них используют: ● фильтры пакетов, запрещающие установление соединений, пересекающих границы защищаемой сети; ● фильтрующие маршрутизаторы, реализующие алгоритмы анализа адресов отправления и назначения пакетов в сети; ● шлюзы прикладных программ, проверяющие права доступа к программам. В качестве устройства, препятствующего получению злоумышленником доступа к информации, используют Firewalls (англ. “огненная стена” или “защитный барьер” – брандмауэр). Такое устройство располагают между внутренней локальной сетью организации и Интернетом. Оно ограничивает трафик, пресекает попытки несанкционированного доступа к внутренним ресурсам организации. Это внешняя защита. Современные брандмауэры могут “отсекать” от пользователей корпоративных сетей незаконную и нежелательную для них корреспонденцию, передаваемую по электронной почте. При этом ограничивается возможность получения избыточной информации и так называемого “мусора” (спама). Другим техническим устройством эффективной защиты в компьютерных сетях является маршрутизатор. Он осуществляет фильтрацию пакетов передаваемых данных. В результате появляется возможность запретить доступ некоторым пользователям к определённому “хосту”, программно осуществлять детальный контроль адресов отправителей и получателей. Так же можно ограничить доступ всем или определённым категориям пользователей к различным серверам, например, ведущим распространение противоправной или антисоциальной информации (пропаганда секса, насилия и т.п.). Защита может осуществляться не только в глобальной сети или локальной сети организации, но и отдельных компьютеров. Для этой цели создаются специальные программно-аппаратные комплексы. Для комплексной защиты информации, объектов и людей на различных предприятиях рекомендуется разрабатывать и внедрять соответствующие мероприятия. 4. Мероприятия по обеспечению сохранности и защиты 67 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Комплексно мероприятия по обеспечению сохранности и защиты информации, объектов и людей включают организационные, физические, социальнопсихологические мероприятия и инженерно-технические средства защиты. Организационные мероприятия предполагают объединение всех составляющих безопасности. Во всём мире основную угрозу информации организации представляют её сотрудники, оказывающиеся психически неуравновешенными, обиженными или неудовлетворенными характером их работы, заработной платой, взаимоотношениями с коллегами и руководителями. Социально-психологические мероприятия также относятся к организационным. Они включают регулярное проведение организационных мероприятий по недопущению отрицательных воздействий и явлений, по созданию работникам комфортных условий и нормального психологического климата. С этой целью в штат некоторых организаций входит психолог. Физические мероприятия примыкают к организационным. Они заключаются в применении человеческих ресурсов, специальных технических средств и устройств, обеспечивающих защиту от проникновения злоумышленников на объект, несанкционированного использования, порчи или уничтожения ими материальных и людских ресурсов. Такими человеческими ресурсами являются лица ведомственной или вневедомственной охраны и вахтеры, отдельные, назначаемые руководством организации, сотрудники. В качестве технических средств используются решётки на окна, ограждения, металлические двери, турникеты, металодетекторы и др. Программно-технические средства включают различные системы ограничения доступа на объект, сигнализации и видеонаблюдения. Для комплексного обеспечения безопасности объекты оборудуются системами связи, диспетчеризации, оповещения, контроля и управления доступом; охранными, пожарными, телевизионными и инженерными устройствами и системами; охранной, пожарной сигнализацией и автоматикой. Успешному обеспечению безопасности способствуют заблаговременные мероприятия по выявлению и идентификации возможных угроз (опознание и предвидение, оценка, уменьшение вредного влияния их на человека и среду его обитания). К инженерно-техническим средствам защиты относятся: ● специальное укрепление зданий и помещений; ● хранилища; ● системы пассивной безопасности (двери и металлоконструкции, замки, защитные стёкла, витрины и стенды, сейфы и металлические шкафы; преграждающие, ограждающие и запирающие устройства, ворота); ● средства индивидуальной защиты. 68 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Эти же мероприятия способствуют защите программно-технических средств, людей и информации. Защита работников и посетителей входит в состав общих организационных и технических мероприятий по защите организации от различных предвиденных и непредвиденных отрицательных воздействий. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Важно знать, что характерной особенностью электронных данных является возможность легко и незаметно искажать, копировать или уничтожать их. Поэтому необходимо организовать безопасное функционирование данных в любых информационных системах, т.е. защищать информацию. Защищённой называют информацию, не изменившую в процессе передачи, хранения и сохранения достоверность, полноту и целостность данных. Несанкционированные воздействия на информацию, здания, помещения и людей могут быть вызваны различными причинами и осуществляться с помощью разных методов воздействия. Подобные действия могут быть обусловлены стихийными бедствиями (ураганы, ливни, наводнения, пожары, взрывы и др.), техногенными катастрофами, террористическими актами и т.п. Борьба с ними обычно весьма затруднена из-за в значительной степени непредсказуемости таких воздействий. Наибольший ущерб информации и информационным системам наносят неправомерные действия сотрудников и компьютерные вирусы. Для защиты информации в компьютерах и информационных сетях широко используются разнообразные программные и программно-технические средства защиты. Они включают различные системы ограничения доступа на объект, сигнализации и видеонаблюдения. Для защиты информации от утечки в компьютерных сетях используют специальное техническое средство – Firewalls, располагаемое между внутренней локальной сетью организации и Интернетом. Другим устройством эффективной защиты в компьютерных сетях является маршрутизатор. Он осуществляет фильтрацию пакетов передаваемых данных и, тем самым, появляется возможность запретить доступ некоторым пользователям к определённому “хосту”, программно осуществлять детальный контроль адресов отправителей и получателей и др. Охрана и безопасность объектов, людей и информации достигается взаимодействием специальных радиоэлектронных приборов, устройств и электрооборудования, в т.ч. пожарной и охранной сигнализации, средств технической и инженерной защиты, специально подготовленного персонал и транспорта. В качестве технических средств используются решётки на окна, ограждения, металлические двери, турникеты, металодетекторы и др. К наиболее практикуемым способам защиты информации относится её кодирование, предполагающее использование криптографических методов защиты информации. Оно не спасает от физических воздействий, но в остальных случаях служит надёжным средством. Другой метод предполагает использование устройств, ограничи69 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» вающих доступ к объектам и данным. Ведущее место среди них занимают биометрические системы. Они позволяют идентифицировать человека по присущим ему специфическим статическим и динамическим признакам (отпечаткам пальцев, роговице глаза, форме руки, лицу, генетическому коду, запаху, голосу, почерку, поведению и др.). Комплексно мероприятия по обеспечению сохранности и защиты информации, объектов и людей включают организационные, физические, социальнопсихологические мероприятия и инженерно-технические средства защиты. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что такое компьютерный вирус? 2. Назначение компьютерного вируса? 3. Типы вирусов. 4. Программные средства защиты – антивирусные программы (характеристика). 5. Безопасность программно-технических средств и информационных ресурсов (характеристика). 6. Программная защита от несанкционированных воздействий. 7. Криптография, криптографическая защита от несанкционированных воздействий (характеристика). 8. Что такое электронная подпись? 9. Физическая и техническая защита от несанкционированных воздействий (характеристика). 10. Воздействия на здания, помещения, личную безопасность пользователя и обслуживающий персонал. 11. Технические возможности и мероприятия по обеспечению сохранности людей, зданий, помещений, программно-технических средств и информации (характеристика). 12. Охрана объектов с целью ограничения свободного доступа, смарткарты и др. (характеристика). Лекция 6 Классификация информационных технологий по сферам применения. Обработка текстовой и числовой информации. Особенности обработки экономической и статистической информации Основные понятия: Текстовые данные, текстовые редакторы и процессоры; Табличные данные, текстовые редакторы и процессоры; Экономическая и статистическая информация. 1. Классификация информационных технологий 70 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Классификацию информационных технологий можно осуществлять по сферам их применения. Выделяют экономические, в т.ч. бухгалтерские, правовые, офисные, кадровые, маркетинговые и другие информационные системы, системы автоматизированного проектирования (САПР) и управления различными процессами, например, производственно-технологические или производственно-технические (АСУ ТП), а также комплексные, корпоративные и интегрированные информационные системы. По уровню управления информационные технологии делят на: стратегического, тактического и оперативного характера. По сферам применения информационные технологии укрупнено можно разделить на информационные технологии, связанные с выполнением деловых, производственных, научно-исследовательских и научно-технических, социальных, учебных, культурно-досуговых и иных информационных процессов. При этом осуществляется обслуживание предметных областей, отражающих: финансовую и правовую деятельность; математические и иные вычисления, статистику, налоговую и страховую деятельность, обучение, культурный досуг и другие. По функционирующей информации в различных отраслях в информационных технологиях выделяют: государственную, юридическую (законодательную), финансовую (экономическую), производственную, научно-техническую, используемую в различных областях знания, учебную, социальную, культурную, развлекательную и другие. При этом, например, финансовая информация подразделяется на: бухгалтерскую, банковскую, налоговую и иную. 2. Применение информационных технологий Выделим наиболее важные направления применения информационных технологий: 1. Ориентация на активное и эффективное использование информационных ресурсов общества, являющихся важным стратегическим фактором его развития. Активизация, распространение и эффективное использование информационных технологий (научных знаний, изобретений, передового опыта) позволяет получать существенную экономию различных видов ресурсов (сырья, энергии, полезных ископаемых, материалов и оборудования, людских ресурсов, времени). 2. Оптимизация и автоматизация информационных процессов. Общеизвестно, что развитие цивилизации происходит в направлении становления информационного общества, в котором объектами и результатами труда большинства занятого населения становятся не материальные ценности, а главным образом информация и научные знания. Большая часть работоспособного населения в той или иной мере связана с процессами подготовки, хранения, обработки и передачи информации и поэтому вынуждена осваивать и практически использовать эти информационные технологии. 3. Внедрение в производственные и социальные технологии. При этом, как правило, реализуются “интеллектуальные” функции этих технологий: системы автоматизи71 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» рованного проектирования промышленных изделий, гибкие автоматизированные и роботизированные производства, автоматизированные системы управления технологическими процессами и т.п. 4. Обеспечение информационного взаимодействия между людьми, в системах подготовки и распространения массовой информации. В дополнение к традиционным средствам связи (таким, как телефон, телеграф, радио и телевидение) в социальной сфере широко используются системы электронных телекоммуникаций (электронная почта и другие виды компьютерной связи). Эти средства создают людям бόльшие удобства, снимают многие производственные, социальные и бытовые проблемы, вызываемые процессами глобализации и интеграции мирового сообщества, расширением внутренних и международных экономических и культурных связей, миграцией населения и его всё более динамичным перемещением по планете. 5. Интеллектуализация общества, развитие системы образования и культуры. Использование обучающих информационных технологий оказалось эффективным методом для систем образования, а также для систем повышения квалификации и переподготовки кадров. Информационным технологиям в образовании (ИТО) определена роль: ускорителя эволюционных изменений в образовательной деятельности; способа совершенствования методов и организационных форм обучения, повышения качества обучения; средства автоматизации учебной, внеучебной, методической, управленческой, научной деятельности и т.д. 6. Включение в процессы получения и накопления новых знаний. На смену традиционным методам информационной поддержки научных исследований путём накопления и распространения научно-технической информации приходят новые методы, основанные на использовании возможностей информационной продержки фундаментальной и прикладной науки. В первую очередь здесь используются методы информационного моделирования исследуемых наукой процессов и явлений, позволяющие учёному проводить своего рода “вычислительный эксперимент”. При этом условия эксперимента могут быть такими, которые трудно или невозможно реализовать на практике из-за их большой сложности, высокой стоимости или же опасности для экспериментатора. Методы искусственного интеллекта позволяют находить решения плохо формализуемых задач, а также задач с неполной информацией и с нечёткими исходными данными. 7. Содействие в решении глобальных проблем человечества и, прежде всего, проблем, связанных с необходимостью преодоления переживаемого мировым сообществом глобального кризиса цивилизации. Методы информационного моделирования глобальных процессов, особенно в сочетании с методами космического информационного мониторинга, могут обеспечить прогнозирование многих кризисных ситуаций в регионах повышенной социальной и политической напряжённости, а также в районах экологического бедствия, в местах природных катастроф и крупных технологических аварий, представляющих повышенную опасность для общества. 72 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В каких бы направлениях не применялись информационные технологии, они практически всегда связаны с обработкой информации. 3. Методы обработки информации Существует множество методов обработки информации, но в большинстве случаев они сводятся к обработке текстовых и числовых данных. 3.1. Обработки текстовой информации Текстовая информация может возникать из различных источников и иметь различную степень сложности по форме представления. В зависимости от формы представления для обработки текстовых сообщений используют разнообразные информационные технологии. Чаще всего в качестве инструментального средства обработки текстовой электронной информации применяют текстовые редакторы или процессоры. Они представляют программный продукт, обеспечивающий пользователя специальными средствами, предназначенными для создания, обработки и хранения текстовой информации. Текстовые редакторы и процессоры используются для составления, редактирования и обработки различных видов информации. Отличие текстовых редакторов от процессоров заключается в том, что редакторы, как правило, предназначены для работы только с текстами, а процессоры позволяют использовать и другие виды информации. Редакторы, предназначенные для подготовки текстов условно можно разделить на обычные (подготовка писем и других простых документов) и сложные (оформление документов с разными шрифтами, включающие графики, рисунки и др.). Редакторы, используемые для автоматизированной работы с текстом, можно разделить на несколько типов: простейшие, интегрированные, гипертекстовые редакторы, распознаватели текстов, редакторы научных текстов, издательские системы. В простейших редакторах-форматерах (например, “Блокнот”) для внутреннего представления текста дополнительные коды не используются, тексты же обычно формируются на основе знаков кодовой таблицы ASCII. Текстовые процессоры представляют систему подготовки текстов (Word Processor). Наибольшей популярностью среди них пользуется программа MS Word. Технология обработки текстовой информации с помощью таких программ обычно включает следующие этапы: 1) создание файла для хранения текстовой информации; 2) ввод и (или) копирование текстовой информации в компьютер; 3) сохранение текста, представленного в электронной форме; 4) открытие файла, хранящего текстовую информацию; 5) редактирование электронной текстовой информации; 6) форматирование текста, хранящегося в электронной форме; 7) создание текстовых файлов на основе встроенных в текстовый редактор стилей оформления; 73 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 8) автоматическое формирование оглавления к тексту и алфавитного справочника; 9) автоматическая проверка орфографии и грамматики; 10) встраивание в текст различных элементов и объектов; 11) объединение документов; 12) печать текста. К основным операциям редактирования относят: добавление; удаление; перемещение; копирование фрагмента текста, а также поиска и контекстной замены. Если создаваемый текст представляет многостраничный документ, то можно применять форматирование страниц или разделов. При этом в тексте появятся такие структурные элементы, как: закладки, сноски, перекрестные ссылки и колонтитулы. Большинство текстовых процессоров поддерживает концепцию составного документа – контейнера, включающего различные объекты. Она позволяет вставлять в текст документа рисунки, таблицы, графические изображения, подготовленные в других программных средах. Используемая при этом технология связи и внедрения объектов называется OLE (Object Linking and Embedding – связь и внедрение объектов). Для автоматизации выполнения часто повторяемых действий в текстовых процессорах используют макрокоманды. Самый простой макрос – записанная последовательность нажатия клавиш, перемещений и щелчков мышью. Она может воспроизводиться, как магнитофонная запись. Её можно обработать и изменить, добавив стандартные макрокоманды. Перенос текстов из одного текстового редактора в другой осуществляется программой-конвертером. Она создаёт выходной файл в соответствующем формате. Обычно программы текстовой обработки имеют встроенные модули конвертирования популярных файловых форматов. Разновидностью текстовых процессоров являются настольные издательские системы. В них можно готовить материалы по правилам полиграфии. Программы настольных издательских систем (например, Publishing, PageMaker) являются инструментом верстальщика, дизайнера, технического редактора. С их помощью можно легко менять форматы и нумерацию страниц, размер отступов, комбинировать различными шрифтами и т.п. В большей степени они предназначены для издания полиграфической продукции. 3.2. Обработка табличных данных Пользователям в процессе работы часто приходится иметь дело с табличными данными при создании и ведении бухгалтерских книг, банковских счетов, смет, ведомостей, при составлении планов и распределении ресурсов организации, при выполнении научных исследований. Стремление к автоматизации данного вида работ привело к появлению специализированных программных средств обработки информации, представляемой в табличной форме. Такие программные средства называют табличными 74 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» процессорами или электронными таблицами. Подобные программы позволяют не только создавать таблицы, но и автоматизировать обработку табличных данных. Электронные таблицы оказались эффективными и при решении таких задач, как: сортировка и обработка статистических данных, оптимизация, прогнозирование и т.д. С их помощью решаются задачи расчётов, поддержки принятия решений, моделирования и представления результатов практически во всех сферах деятельности. При работе с табличными данными пользователь выполняет ряд типичных процедур, например, таких как: 1) создание и редактирование таблиц; 2) создание (сохранение) табличного файла; 3) ввод и редактирование данных в ячейки таблицы; 4) встраивание в таблицу различных элементов и объектов; 5) использование листов, форматирование и связь таблиц; 6) обработка табличных данных с использованием формул и специальных функций; 7) построение диаграмм и графиков; 8) обработка данных, представленных в виде списка; 9) аналитическая обработка данных; 10) печать таблиц и диаграмм к ним. Структура таблицы включает нумерационный и тематический заголовки, головку (шапку), боковик (первая графа таблицы, содержащая заголовки строк) и прографку (собственно данные таблицы). Наибольшей популярностью среди табличных процессоров пользуется программа MS Excel. Она представляет пользователям набор рабочих листов (страниц), в каждом из которых можно создавать одну или несколько таблиц. Рабочий лист содержит набор ячеек, образующих прямоугольный массив. Их координаты определяются путём задания указания позиции по вертикали (в столбцах) и по горизонтали (в строках). Лист может содержать до 256 столбцов и до 65536 строк. Столбцы обозначаются буквами латинского алфавита: A, B, C ... Z, AA, AB, AC ... AZ, BA, BB ..., а строки – цифрами. Так, например, “D14” обозначает ячейку, находящуюся на пересечении столбца “D” с 14 строкой, а “CD99” – ячейку, находящуюся на пересечении столбца “CD” с 99 строкой. Имена столбцов всегда отображаются в верхней строке рабочего листа, а номера строк – на его левой границе. Для объектов электронной таблицы определены следующие операции: редактирования, объединения в одну группу, удаления, очистки, вставки, копирования. Операция перемещения фрагмента сводится к последовательному выполнению операций удаления и вставки. Для удобства вычисления в табличные процессоры встроены математические, статистические, финансовые, логические и другие функции. Из внесённых в таблицы 75 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» числовых значений можно строить различные двумерные, трёхмерные и смешанные диаграммы (более 20 типов и подтипов). Табличные процессоры могут выполнять функции баз данных. При этом данные в таблицы вводятся так же, как и в БД, то есть через экранную форму. Данные в них могут быть защищены, сортироваться по ключу или по нескольким ключам. Кроме этого осуществляются обработка запросов к БД и обработка внешних БД, создание сводных таблиц и др. В них также можно использовать встроенный язык программирования макрокоманд. Важным свойством таблиц является возможность использования в них формул и функций. Формула может содержать ссылки на ячейки таблицы, расположенные, в том числе, на другом рабочем листе или в таблице, размещённой в другом файле. Excel предлагает более 200 запрограммированных формул, называемых функциями. Для удобства ориентирования в них, функции разделены по категориям. С помощью “Мастера функций” можно формировать их на любом этапе работы. Табличный редактор Excel как и программа Word поддерживает стандарт обмена данными OLE, а использование “списков” позволяет эффективно работать с большими однородными наборами данных. В нём можно эффективно обрабатывать различные экономические и статистические данные. 3.3. Обработка экономической и статистической информации Экономическая информация используется главным образом в сфере материального производства. Она служит инструментом управления производством и по функциям управления подразделяется на: на прогнозную, плановую, учётную и аналитическую. В финансово-кредитных органах она связана с экономической работой финансовых и банковских учреждений по обслуживанию клиентов. Экономическая информация включает анализ, контроль и ревизию, разработку мероприятий по улучшению финансово-экономического положения хозяйствующих субъектов и др. Она включает как текстовые, так и числовые, как правило, табличные данные. На основе сведений о процессах производства, материальных ресурсах, процессах управления производством, финансовых процессах, циркулирующих в экономической системе, и способов их обработки с помощью НИТ сформирована экономическая информатика. Экономической информатикой называется наука, изучающая методы автоматизированной обработки экономической информации с помощью средств вычислительной и организационной техники. Обработка экономической информации предполагает выполнение логических и арифметических операций над исходными данными. Логическая обработка включает операции сортировки (подбор, упорядочение, объединение), выборку данных из ин76 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» формационной базы и т.п. Арифметические операции – алгебраическое сложение, деление, умножение и т.д. Системы обработки финансово-экономической информации служат для обработки числовых данных, характеризующих различные производственно-экономические и финансовые явления и объекты, а также для составления соответствующих управленческих документов и информационно-аналитических материалов. Они включают: универсальные табличные процессоры (Microsoft Excel); специализированные бухгалтерские программы (“1С: Бухгалтерия”); специализированные банковские программы (для внутрибанковских и межбанковских расчетов); специализированные программы финансово-экономического анализа и планирования и др. С учётом сферы применения в экономике выделяют: фондового рынка; хгалтерские и иные информационные системы); К видам экономических задач относят: ● учётно-операционные работы (в т.ч. учёт труда, зарплаты, материалов и пр.), ● расчёт нормативов, межбанковские расчёты, ● прогнозно-аналитические работы, ● лизинг, ● обслуживание клиентов, в т.ч. с помощью пластиковых карт. Статистические информационные системы, как правило, являются разновидностью экономических систем. Использование информационных технологий для решения экономических и статистических задач связано с применением стандартного программного обеспечения общего назначения (например, текстовый редактор Word, табличный редактор Excel и др.) и специализированных программ. Методы работы со стандартными программами общего назначения при решении экономических и статистических задач мало отличаются от общих методов работы с такими программами. Специализированные программы могут разрабатываться специализированными организациями. В этом случае они обычно носят универсальный характер, позволяющий их использовать при решении широкого круга профессиональных задач. С другой стороны, такие программы могут разрабатываться сторонней организацией под заказ или непосредственно в организации, где их предполагается применять. В этом случае программное обеспечение носит локальный характер и, как правило, не рассчитано на использование в других ситуациях и организациях. Огромное количество специализированного программного обеспечения общего и локального применения не позволяет их рассматривать в отдельности. Однако в большинстве случаев различные программы, нацеленные на выполнение конкретных задач, 77 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» имеют много общего, вплоть до внешнего вида экранов, назначения отдельных функциональных клавиш и др. Поэтому обычно изучение методов работы с программами в конкретной сфере применения рекомендуется осуществлять в рамках изучения одной из программ, наиболее полно отражающей основные выполняемые при этом операции. Всё более расширяется круг пользователей статистической информации. Без результатов статистических исследований трудно представить квалифицированную подготовку и принятие управленческих решений на различных уровнях управления. Потребность в статистической информации испытывают руководители государства и его субъектов, предприятий и организаций, предприниматели, учёные, средства массовой информации и отдельные граждане. Главной организацией по сбору и обработке статистической информации в нашей стране является Росстат (ранее Госкомстат) – федеральная служба государственной статистики (www.gks.ru), обеспечивающая учёт показателей макроэкономики страны, происходящих социально-демографических процессов, уровня занятости населения и др. В 1980-е годы в России появляется система телеобработки статистической информации. Применение информационных технологий в системе российской статистики связано с рядом специфических её особенностей, к которым относят: ● пространственную протяжённость, затрудняющую сбор и передачу информации в Росстат, что требует интенсивного использования телекоммуникационных технологий; ● развитую промышленную и агропромышленную инфраструктуру (Россия страна с многоукладной экономикой, находится в стадии структурной перестройки, что отражается на информационных технологиях обработки информации и реализации эффективного информационно-справочного обследования). Росстат применяемые в статистике информационные технологии классифицирует следующим образом: 1. Технологии сбора и первичной обработки информации. Они включают организацию и процедуру сбора первичной информации от источников, предварительную обработку в региональных органах статистики, последующую передачу на федеральный уровень. При этом решаются задачи обеспечения качества информации. Для безбумажного сбора информации по статистике в территориальных подразделениях используются терминальные устройства сбора данных, связанные с ЭВМ. Автоматизируются наиболее трудоемкие этапы первичного ввода данных за счёт использования электронных методов сбора отчётности непосредственно от предприятий и применения автоматизированного сканирования. 2. Телекоммуникационные технологии ориентированы на передачу данных внутри системы Росстат на уровне, соответствующем международным требованиям. Все региональные статистические комитеты работают в среде Интернета. С сайта Росстат имеются ссылки на соответствующие региональные страницы. 78 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 3. Технологии хранения информации реализуют способы ведения информационных фондов и специализированных хранилищ; физического разделения первичной информации и информации, предоставляемой потребителям; поддержки распределённой совокупности неоднородных баз данных. Приоритетным направлением автоматизации статистических работ является создание и ведение центральной базы статистических данных. Банк документов “Статистика России” ведётся с июля 1998 г. Он является электронной версией официальных публикаций Росстат и территориальных статистических комитетов, и представляет многоуровневую систему, состоящую из блоков, формируемых на федеральном и региональных уровнях. 4. Технологии предоставления и распространения информации обеспечивают доступ широких слоёв пользователей к статистической информации независимо от места её нахождения. Информационные технологии охватывают и обслуживают практически все сферы жизнедеятельности людей. Где бы они ни применялись, практически всегда ИТ связаны с обработкой информации. Используемые при этом методы могут совпадать с перечисленными выше, а могут и отличаться от них. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Следует иметь в виду, что информационные технологии, используемые в разных предметных областях, можно систематизировать (классифицировать) по: уровню управления, функционирующей информации в различных отраслях, сферам применения и др. По сферам применения их укрупнено можно разделить на информационные технологии, связанные с выполнением деловых, производственных, научноисследовательских и научно-технических, социальных, учебных, культурно-досуговых и иных информационных процессов. Среди наиболее важных направлений применения информационных технологий выделяют: ориентированные на активное и эффективное использование информационных ресурсов общества, оптимизацию и автоматизацию информационных процессов, внедрение в производственные и социальные технологии, обеспечение информационного взаимодействия между людьми, в системах подготовки и распространения массовой информации, интеллектуализацию общества, развитие его системы образования и культуры, нацеленные на содействие в решении глобальных проблем человечества. Обработка текстовой информации ведётся с помощью текстовых редакторов и процессоров, а числовой информации – с помощью табличных редакторов и процессоров. Обработка экономической и статистической информации включает обработку текстовых и числовых данных, поэтому она связана с применением стандартного программного обеспечения общего назначения (например, текстовый редактор Word, табличный редактор Excel и др.). Кроме того, для этих целей применяют и специализированные программы. Специализированные универсальные программы для решения широкого круга профессиональных задач обычно разрабатываются специализированными 79 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» организациями. Подобные локальные программы разрабатываются сторонней организацией под заказ или непосредственно в организации, где их предполагается применять. Такие программы, как правило, не используются в других ситуациях и организациях. Обработка экономической информации включает выполнение логических и арифметических операций с исходными данными. Логическая обработка – это сортировка (подбор, упорядочение, объединение), выборка данных из информационной базы и т.п. Арифметические операции – это алгебраическое сложение, деление, умножение и т.д. Статистические информационные системы, как правило, являются разновидностью экономических систем. Главной организацией по сбору и обработке статистической информации в России является Госкомстат. Им определено, что обработка статистической информации включает: сбор и первичную обработку информации; передачу данных внутри системы и хранение информации в центральной базе статистических данных. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Виды информационных технологий. 2. Типы и классы текстовых редакторов. 3. Функции и возможности редакторов текстов. 4. Технология связи и внедрения объектов в ПП MSWord. 5. Типы табличных редакторов. Возможности электронных таблиц. 6. Создание табличных документов в редакторе Excel. 7. Табличные вычисления: формулы и функции. 8. Построение и вывод графиков и диаграмм. 9. Обмен данными и обработка списков в таблицах. 10. Методы обработки экономической и статистической информации. 11. Классификация экономической и статистической информации по сфере применения. 12. Что включают в себя обработка экономической и статистической информации. Лекция 7 Информационные технологии копирования и тиражирования информации. Оргтехника и полиграфическое оборудование Основные понятия: Факсимильность, Полиграфическое оборудование, Оперативная полиграфия и оргтехника, репрография, термография и электрография, 80 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» копиры и ризографы, трафаретная, офсетная и гектографическая печать; средствам составления и изготовления и обработки документов. 1. Средства оргтехники и полиграфии для копирования и тиражирования информации Разновидностью информационных технологий является копирование и тиражирование информации, включающее изготовление и обработку, копирование и тиражное размножение информации. С древних времен для создания копий первоисточников существовали переписчики, создававшие рукописные копии оригиналов. Кроме трудоёмкости, данный процесс обладал и такими отрицательными последствиями, как внесение в копию значительного числа ошибок и текстов, не присутствовавших в оригинале. Как и ранее, основное требование, предъявляемое к копии документа, – полное соответствие оригиналу, факсимильность. Факсимиле (лат. “facsimile” – делай подобное) – точное воспроизведение фиксированного плоского изображения на твёрдом носителе. Факсимильность отображения означает, что порядок расположения элементов изображения, их конфигурация, тип и размер шрифта, пометки и помарки на оригинале и копии одинаковы. Для копирования и тиражирования документов используются технологии и средства оргтехники и полиграфии (полиграфическое оборудование). Полиграфическое оборудование – это комплекс профессиональной копировально-множительной техники, рассчитанной на выпуск высококачественной многотиражной полиграфической продукции, обычно дополняемый средствами оперативной полиграфии и оргтехники. Оно используется в типографиях, других организациях и подразделениях, осуществляющих данный вид деятельности. Рентабельным в обычном полиграфическом производстве считается тираж не менее 1000 экз. Полиграфическое оборудование условно можно разделить на профессиональное типографское и оперативное. Последнее всё более широко применяется в любых предметных областях. Оперативная полиграфия является направлением современного полиграфического производства, представляет упрощённые и ускоренные методы, технологию и технические средства издания малотиражной документации при удовлетворительном качестве полиграфического исполнения. 81 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Оперативная полиграфия представляет класс копировально-множительной техники наиболее широкого применения в различных организациях и подразделениях, в том числе типографиях. В технических средствах оперативной полиграфии выделяют два вида: оперативного копирования с количеством копий не превышающим 25 экземпляров и малой полиграфии с количеством копий более 25 экземпляров. На практике оперативная полиграфия используется при тиражировании рабочих материалов, выпуске собственных малообъёмных и малотиражных изданий, буклетов, объявлений и других информационных материалов с тиражами от десятков до тысяч экземпляров. Она должна быть рентабельной при тираже от 50 экз. При тиражах от 1000 до 5000 экз. оперативная печать становится в 3–4 раза эффективнее обычной типографской печати. Оргтехника – это организационная техника, комплекс технических средств для механизации и автоматизации управленческих, инженерно-технических и иных видов работ в различных предметных областях. Оргтехника включает определённый класс средств копировально-множительной техники (оперативную полиграфию), программно-технические средства организации управления и обработки документов, в том числе компьютеры и средства связи, канцелярские принадлежности, мебель и др. С помощью оперативных средств оргтехники для копирования и размножения документов можно организовать информационное обслуживание различных категорий людей. Назначение средств оргтехники размножения и копирования информации заключается в: ● копировании, тиражировании, а также выполнении других полиграфических, как правило оперативных, процедур для выпуска одного или нескольких экземпляров и небольших тиражей материалов; ● сокращении трудозатрат на обработку и копирование информации; ● создании комфортных условий работы сотрудников. Средства оргтехники в информационных технологиях дают возможность пополнять фонды организаций недостающими и частично утраченными документами, обеспечивают пользователей и работников организаций копиями документов, справочноинформационных изданий, отчётов и других материалов на бумаге и подобных материалах, способствуя наиболее полному и оперативному удовлетворению запросов потребителей информации. Оргтехника и полиграфическое оборудование взаимосвязаны. Они часто выполняют одинаковые функции, а их состав зависит от задач и требований к оборудованию, видов информационных продуктов и услуг, предоставляемых и (или) выполняемых службами и организациями. 82 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Рассматриваемые технологии размножения и копирования информации, предназначенные для выполнения данных функций, подразумевают: 1) изготовление и обработку информации; 2) копирование и тиражирование общего широкого назначения; 3) микрофильмирование. Оргтехника (оперативная полиграфия) и полиграфическое оборудование, как средства размножения и копирования информации, относятся к устройствам и системам копировально-множительной техники (КМТ). Возможности их использования связаны с существующими методами выполнения данных видов работ. С точки зрения используемых методов, принципы размножения и копирования информации одинаковы, поэтому в дальнейшем будем использовать термин “копирование”. 2. Методы копирования и тиражирования информации Широко применяющиеся средства КМТ используют методы репрографии и оперативной полиграфии, состав которых представлен на Рис. 7.1. Метод репрографии предназначен для непосредственного копирования оригинала и позволяет тиражировать небольшое количество копий (до 50 экземпляров). Метод оперативной полиграфии предполагает предварительное создание печатной формы, с которой осуществляется тиражирование до пяти и более тысяч экземпляров. Термин “репрография” появился в середине 1950-х годов в Нидерландах (Голландия). Он содержит три части: приставка “re” (лат. “вновь”), “productio” (“производство, произведение”) и “grapho” (греч. “пишу”) – воспроизведение, копирование. В России термин стал применяться с 1975 года. Этот метод размножения (копирования) осуществляется на основе использования репрографических процессов без посредничества печатных форм. 83 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Рис. 7.1. Состав методов копирования и тиражирования информации. В полиграфии применяется метод подготовки печатной формы, с которой на множительном аппарате получают необходимое количество бумажных оттисков (тираж). С этой целью используют методы: трафаретной, гектографической и офсетной печати. В оперативной полиграфии могут применяться методы трафаретной печати. Существует организационная и технологическая связь процессов репрографии и оперативной полиграфии. Так, изготовление печатных форм осуществляется репрографическими методами, а печать тиража – полиграфическими средствами. Рассмотрим некоторые методы копирования. Фотокопирование (техническая фотография) считается самым давним техническим способом копирования, обеспечивающим высокое качество, но требующим дорогостоящих расходных материалов и длительного процесса получения копии (экспозиция, проявление, закрепление, промывка и сушка). Оно относится к “мокрым” способам копирования изображений. Фотокопирование может быть контактным и проекционным. Последнее обеспечивает более высокое качество копии, позволяет масштабировать изображение, выделять отдельные фрагменты оригинала для создания копий. Применяют негативные и позитивные фотографические материалы. К фотокопированию относится микрофотокопирование, основанное на микрофильмировании документов. 84 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Термография – это процесс изготовления точных копий оригиналов, экспонируемых в тепловых инфракрасных лучах без последующей обработки. Самый оперативный способ копирования (десятки метров в минуту). Электрофотография – это способ регистрации изображения на электрографическом слое с помощью не химического, а электрического действия света. Электрофотографический процесс основан на использовании явления фотопроводимости полупроводников, например, селена или окиси цинка, которые под воздействием света изменяют электрическое сопротивление, а также электростатических явлений между заряженными участками электрофотографического слоя и частицами проявляющего состава. Электрографическое копирование (электрофотографическое, ксерографическое копирование) – наиболее распространённый способ копирования. Он состоит из процедур: светоэкспозиции, проявления изображения (превращение скрытого электростатического изображения в видимое в процессе попадания тонера на заряженные участки), печати, закрепления красящего порошка на копии в парах ацетона или путём нагрева. Устройства, использующие электрографический способ, называются “копиры”, а используемая ими технология – сухая электрография, ксерография или лазерная. В России их обычно называют “ксероксами”, что связано с именем фирмы Rank Xerox, создавшей в середине 1950-х годов первый копировальный аппарат и первой пришедшей на российский рынок с подобными устройствами. Название фирмы ассоциируется с изобретённым в 1938 году американцем Честером Карлсоном ксерографическим процессом (“ксерокс” – сухой, “графос” – запись). В этих устройствах используются свойства полупроводниковых слоёв селена и окиси цинка изменять электрические параметры в зависимости от интенсивности светового воздействия на них. В копирах изображение оригинала проецируется на селеновый барабан с фотополупроводниковым покрытием, заряжённым статическим электричеством до высокого потенциала (светоэкспозиция). Сильно освещённые участки барабана теряют свой заряд, а слабоосвещённые – сохраняют. После проецирования барабан посыпается специальным мелкочастичным порошком – тонером. Порошок прилипает к заряженным участкам барабана и осыпается с незаряженных (проявление изображения). Затем тонер переносится с барабана на лист бумаги (печать) и в процессе нагрева закрепляется на бумаге. Для осуществления копирования следующего документа поверхность селенового барабана автоматически очищается после окончания копирования каждого оригинала. Существуют также электронографическое и цифровое электрографическое копирование. В качестве носителя копии в них обычно используется электрофотоплёнка. Копия с плёнки служит основой для последующего трафаретного тиражирования. Трафаретная, офсетная и гектографическая печать В полиграфии (в т.ч. оперативной) применяют оборудование и методы, обеспечивающие высокое качество печати и значительные тиражи выпускаемых документов 85 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» за счёт применения печатных форм – трафаретов. При этом используется гектографическая офсетная и трафаретная печать. Гектографическая печать – устаревшая технология – используется при тиражировании от 25 до 250 экземпляров. Принцип её основан на изготовлении печатной формы, пропитанной большим количеством специальной типографской краски. В процессе печати краска постепенно растворяется спиртом и переносится на копии. Метод иногда называют спиртовой печатью. На мелованную бумагу печатной формы переносится зеркальное изображение документа со специальной копировальной бумаги. С одной такой формы можно получить 100–200 оттисков. Печать выполняется на гектографе путём контактного переноса тонкого слоя краски на увлажнённую спиртом бумагу. К достоинствам относится низкая стоимость оборудования и расходных материалов, возможность многоцветной печати. К недостаткам можно отнести низкое качество и недолговечность копий. Офсетная печать (ротапринтная) применяется для больших тиражей печатной продукции. Отметим, что для типографий малым считается тираж в 5–10 тыс. экземпляров. Этот способ требует значительных затрат: длительной подготовки к печати, большой её себестоимости, специально обученных работников. Работа с офсетными машинами вредна для здоровья, так как приходится работать с химически вредными препаратами. Офсетная печать использует принцип несовместимости масла и воды. Печать осуществляется с плоской формы, обработанной так, чтобы участки изображения удерживали масляную краску и отталкивали воду. Остальная поверхность формы должна удерживать воду и отталкивать краситель. Печатная форма изготавливается на металлической (фольгированной) или гидрофильной бумажной пластине путём печатания на ней с помощью пишущей машинки или принтера, подключенного к компьютеру, а также электрографическим или термографическим способами копирования. При этом обязательно используется жировой краситель. Затем на пластину накатывается краска, налипающая на жирные места. Контактным способом через офсетный барабан она переносится на бумагу. К её достоинствам относят: высокое качество печати, тиражирование 400–1500 копий с бумажной и пять тысяч с металлической формы, возможности повторного использования формы из фольги (до 5–7 раз) и многоцветной печати, редактирования формы специальной офсетной резинкой или обезжиривающим средством и др. Среди недостатков выделяются сложность изготовления печатной формы, высокая стоимость оборудования. Трафаретная печать (ротаторная) использует в качестве печатной формы трафарет, изготавливаемый на листке восковой, желатиновой бумаги или плёнке путём пробивания в них микроотверстий на специальных пишущих машинках или методом электроннографического копирования. В процессе печати на ротаторах краска продавливается через отверстия в трафарете. Достоинства метода в хорошем качестве оттисков, тиражировании 400–1500 экземпляров с одной формы, простоте изготовления трафарета. Недостаток – в невозможности редактирования трафарета (печатной формы) и необходимости создания нескольких трафаретов для многоцветной печати. 86 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Ныне эффективным и перспективным видом оперативной полиграфии считается электроннотрафаретная печать (ризография), в которой используются аппараты трафаретной печати – ризографы (дубликаторы). 3. Копировально-множительная техника По принципу действия КМТ делят на: светокопировальные, электрографические, термографические; использующие методы трафаретной и офсетной печати с мокрым, полусухим и сухим способами формирования изображения копий. Репрографическая техника относится к неполиграфическим средствам копирования и размножения документов (дубликаторов). Первые автоматические дубликаторы появились в 1947 году. Современные дубликаторы обладают высокой производительностью (скорость печати до 150 копий в минуту), экономичностью и надёжностью. Тиражи окупаются уже при 30–50 экземплярах, а ресурс непрерывной работы цифрового дубликатора без ремонта составляет миллионы копий. Подобные аппараты позволяют осуществлять маштабирование формата копии по отношению к её оригиналу, одноцветную и многоцветную печать (в несколько проходов), редактировать различные области оригинала, подключаться к компьютеру и др. Принципиальным отличием репрографических устройств от полиграфического оборудования является “факсимильность” изображения материала, короткий технологический цикл по схеме “оригинал-копия”, малогабаритность и высокая производительность. Рентабельность репрографии может составлять 1–2 экз. Они успешно использовалась в различных организациях, так как не требуют громоздких, дорогостоящих полиграфических машин, фотонаборного оборудования и соблюдения специальных санитарных норм. В качестве современных устройств репрографии используются копиры. Копиры делятся на устройства с подвижным и неподвижным стеклом экспонирования. Подвижные стёкла уменьшают габариты аппаратов, используются в небольших настольных и дешёвых копирах. В них осветительная лампа неподвижна, что позволяет делать оптическую систему простой и дешёвой. Подобные устройства не удобны при копировании больших документов, а также переплетённых книг. Приходится перегибать последние (переламывать), что способствует нарушению целостности страниц в книжном блоке, а иногда приводит к разрыву страниц во время перемещения стекла. Некоторые копиры позволяют увеличивать и уменьшать размера копии. Изменение размера копии может быть фиксированным, например, из формата А4 в формат А5 или масштабируемым в процентном отношении к оригиналу. Последний способ чаще всего используется при копировании фрагмента (участка) текста статьи, страницы книги, рисунка. Стандартные копиры имеют: лоток автоподачи бумаги (обычно 50 листов); подборщик копий для раскладывания размноженных документов по экземплярам в про87 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» цессе копирования (если используется автоподатчик, в который можно укладывать стопку листов оригинала). В них предусмотрена возможность смены цвета копируемого документа, что позволяет, меняя тонеры с порошка, печатать копию в несколько проходов разным цветом. При работе с копиром необходимо учитывать рекомендуемое качество используемой бумаги и тонера. Использование слишком тонкой бумаги приводит к замятию её в аппарате, а оставшиеся при этом куски бумаги или пыль с “рыхлой” бумаги способствуют ускоренному износу светочувствительного слоя барабана и других его механизмов. Ризограф изобретен в 1980 году в Японии и называется так потому, что его произвела фирма Riso. Эти устройства по количеству производимых копий (от 20 до 5000 и более экземпляров) и качеству изготовления занимают место между ксерографией (малотиражными копирами) и офсетной печатью (крупнотиражными типографскими аппаратами). При этом скорость тиражирования (печати) на них достигает 130 копий в минуту. Для работы с ними не требуется проходить специальное обучение – достаточно изучения инструкции. Ризографы экологически чистые устройства, так как используемые в них красители изготавливаются на основе натуральных продуктов и не наносят вред человеку и окружающей среде. В России первые подобные аппараты появились в 1992 году. В них совмещается традиционную трафаретную печать с современными цифровыми методами изготовления и обработки электронных документов. Процесс работы аппарата заключается в подготовке в течение 15–20 сек. рабочей матрицы и печати с неё высококачественных оттисков. Подготовка матрицы заключается в считывании оригинала документа встроенным сканером, кодировании и создании файла. Файл с подготовленной к копированию информацией автоматически управляет термоголовкой. Она создаёт рабочую матрицу из специальной мастер-плёнки, прожигая в ней микроотверстия. Рабочая матрица автоматически перемещается на поверхность красящего цилиндра, внутри которого расположена туба со специальным красителем. Краситель пропитывает внутренний слой плёнки. Таким образом, рабочая матрица используется как трафарет для тиражирования документов. В процессе печати краситель под действием центробежной силы выдавливается из красящего цилиндра и переносится на лист обычной писчей бумаги. Эти процедуры выполняются автоматически, в том числе: сматывание с рулона отрезка мастер-плёнки нужного размера, отрезание его, снятие с красящего барабана отработанной матрицы и удаление её в приёмник отработанных матриц. Мастер-плёнка – полимерная влагонепроницаемая плёнка, а краситель – водномасляная эмульсия, обладающая высокой текучестью и быстрой впитываемостью. Кроме того, используются пастообразные краски. Ризографы бывают роликовые (протяжные) и планшетные. Роликовые работают только с отдельными листами, протягивая их мимо фотодиодов сканера. Планшетные 88 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» копируют как листовые, так и сброшюрованные материалы, но некоторые из них без автоматической подачи оригинала. С помощью ризографов тиражируют бланки, формуляры, бюллетени, учебнометодические материалы, буклеты, рекламные брошюры и др. Качество печати достигает 400 точек на дюйм (16 точек на мм), а ресурс устройства составляет до 8 млн. копий. В ризографе можно использовать до 14 цветов красителей и копировать многоцветные материалы с точностью совмещения не хуже 0,5 мм; организовать соединение с компьютером и печатать на бумаге различных плотности (от 46 до 210 г/м2), типа и качества, кроме мелованной и глянцевой. Подключённый к компьютеру ризограф используется для оперативного создания, редактирования и размножения любых полиграфических изданий. При больших тиражах ризограф обеспечивает низкую себестоимость копирования. Стоимость изготовления 500 оттисков на ризографе в 6–8 раз дешевле, чем на копире. При бóльших тиражах выигрыш ещё значительнее. Его выгодно использовать при тиражировании более 50 экземпляров. Ризограф не требует специально подготовленных помещений и персонала. Он готов к работе сразу же после подключения к электросети. 4. Оргтехника Средства оргтехники, применяемые на конкретном рабочем месте, называют “малой оргтехникой”. Кроме так называемой “офисной мелочи” (карандаши, ручки, ластики, дыроколы, стиплеры, клей, скрепки и т.д.), применяемой каждым сотрудником в повседневной работе, к ним относят: персональные компьютеры, сканеры, принтеры, копировальную технику индивидуального использования, телефон, телефакс, устройства записи и перезаписи компакт-дисков, цифровые фото и видеокамеры, мультимедиа-оборудование и др. Рациональным считается сочетание малопроизводительной оргтехники на рабочих местах работников и пользователей с высокопроизводительными системами коллективного пользования. В состав средств оргтехники коллективного пользования могут входить: сетевые принтеры, ксероксы, телефаксы, шредеры, компьютеры, сканеры, компьютерные проекторы, демонстрационные экраны и другие устройства. Классификацию средств оргтехники лучше осуществлять по функциональному признаку, связывающему технологические процедуры обработки информации с характеристиками и возможностями средств оргтехники. К средствам составления и изготовления документов относят: ручные пишущие средства (карандаши, ручки); пишущие машины; аудио (диктофонную), аудиовидео записывающую и проигрывающую технику; компьютеры и внешние устройства к ним (принтеры, плоттеры и графопостроители для печати чертежей и карт, сканеры). 89 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» При выполнении процессов составления и изготовления текстовых документов чаще всего используются компьютеры и внешние периферийные устройства к ним. Созданные с их помощью документы имеют эстетически более приемлемый вид благодаря наличию различных шрифтов и цветового оформления, легко трансформируются, редактируются, переносятся на другие носители и т.п. Некоторые виды сканеров позволяют одновременно со сканированием данных, осуществлять их вывод на печатающее устройство, т.е. работать в режиме копира. Средства обработки документов Средства обработки документов состоят из: фальцевальных, биговальных и бумагорезательных машин (фольдеры); листоподборочных и сортировальных машин и устройств; переплётного (скрепляющего и склеивающего) оборудования: стиплеры, нитки с иголками, клей, другие крепежные механизмы и материалы, а также сшиватели, брошюраторы и др.; конвертовскрывающих и резательных машин; машин для нанесения защитных покрытий на документы (ламинаторы и лакокрасочные станки); адресовальных, штемпелевальных и франкировальных машин; устройств уничтожения документов (шредеры) и др. Оформление документов, придание им удобной, единообразной формы, удобство хранения, использования и т.п. после их копирования, размножение и в других ситуациях базируются на применении средств и методов оформления и переплёта и т.п. Для этого используют: адресовальные и маркировальные машины, фальцевальные, листоподборочные и сортировальные устройства, резальное, брошюровальное и переплётное оборудование, ламинаторы и другие устройства. Фальцевальные устройства выполняют различные виды фальцовки (сгибания) бумаги по заданному формату и аккуратно складывают её. Листоукладочные машины – аппараты вибрационного типа, предназначенные для выравнивания пачки бумаги. С этой целью обычно используют “джоггеры” – устройства, сталкивания (выравнивания) пачки бумаги и снятия с неё статического электричества. Рекомендуется их применять перед печатью, фальцовкой и брошюровкой. Листоподборочные машины (коллаторы) автоматически подбирают (сортируют) отпечатанные листы в блоки, например, для изготовления брошюр, книг и т.п. Брошюровальные устройства предназначены для автоматической фальцовки и скрепления брошюр. Относятся к оборудованию, используемому для сшивания и (или) переплёта документов и называются брошюровщиками или брошюраторами. Обычно с этой целью используются аппараты с пластиковыми, металлическими пружинами и термопереплётные аппараты. 90 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Оборудование с пластиковыми пружинами для переплёта документов позволяет придать сшиваемым документам аккуратный и достаточно эстетичный вид. Оборудование с металлическими пружинами работает аналогично, но материал для пружин используется иной, что отражается в особенностях скрепления данным способом. Оборудование для термопереплёта позволяет изготавливать книги и брошюры практически типографского качества. Компактные термопереплётные машины (англ. “биндеры”) делают надёжный переплёт с помощью специальных обложек с нанесённым на их корешок термо-клеем. К качеству бумаги предъявляются минимальные требования. Максимальная толщина проклеиваемой стопы 70 мм (более 500 листов), а продолжительность процесса составляет 30–40 секунд. При работе на машинах этого типа получается очень прочное и долговечное соединение – застывший клей эластичен и книга не рассыпается при многократном или неаккуратном её использовании. При выборе переплетных устройств следует обратить внимание на такие параметры, как производительность и возможность работы с разными форматами. Если объёмы документов превышают 200 листов, то лучше иметь аппарат, обладающий функцией регулировки глубины перфорации. Обычно для небольших объёмов и партий используют сшиватели. Сшиватель документов (“степлер”) применяется для соединения листовых документов в делопроизводстве, скрепления их в пачки при помощи металлических скобок (иногда бесскобочным способом, посредством деформации бумаги при сильном сжатии её ребристыми пластинами). При сшивании скобка под нажимом толкателя (ножа) отделяется от пакета скобок, заправленных в магазин сшивателя, и прокалывает блок бумажных листов. После этого концы скобок попадают в фигурные выемки металлические пластины-основания и загибаются. В сшивателях толкатель может приводиться в движение вручную, или электроприводом. Сшиватели различных моделей позволяют скреплять при помощи скобок от 3–5 до 100 и более листов. К сшивателям относят и проволокошвейные машины, скрепляющие скобками блоки бумаги толщиной до 45 мм (несколько сотен листов). Скобки формируются в машине из стальной проволоки диаметром 0,4–0,8 мм. Обычно эти машины применяются на полиграфических предприятиях. Оборудование для резки бумаги Бумагорезательные аппараты (резаки) используют на любом этапе работы, например, резки рулонной или иной бумаги. С их помощью режут отпечатанные листы перед брошюровкой или тираж, если на каждом листе располагаются по нескольку копий. Наиболее часто резаки применяют для чистовой подрезки готового тиража. По способу воздействия на нож резаки делятся на: механические (ручные) и электрические. В свою очередь, ручные резаки бывают сабельного и гильотинного типов. Ламинаторы осуществляют закатку документов в прозрачную (глянцевую или матовую) плёнку, придающую и надолго сохраняющую привлекательный внешний вид, 91 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» надёжно защищающую их от загрязнения и механических повреждений. Существуют аппараты горячего и холодного ламинирования. Адресовальные машины используют для впечатывания в документы локальных фрагментов текста (адресов клиентов, извещений и др.). Маркировальные машины (франкировальные машины) впечатывают в конверты почтовые штампы вместо вклеивания на них марок. Штамп может содержать наименование организации, её адрес, телефоны, дату почтового отправления и сумму оплаты, краткое рекламное объявление. Штемпелевальные устройства (нумераторы) применяют для печати на документах коротких цифровых сообщений (номеров, индексов, дат). Устройства уничтожения документов (шрейдеры) осуществляют разрезание, как правило, листов бумаги на мелкие части до микроизмельчения. Они представляют контейнер для уничтожаемых документов и отходов, снабжённый автоматическим приводом. При этом используется продольная, перекрёстная резка, измельчение документов в бумажную пыль или крошку. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Следует понимать, что для копирования и тиражирования документов используются технологии и средства оргтехники и полиграфии. Полиграфическое оборудование условно делят на профессиональное типографское и оперативное. Оперативная полиграфия является направлением современного полиграфического производства. Она представляет упрощённые и ускоренные методы, технологию и технические средства издания малотиражной документации при удовлетворительном качестве полиграфического исполнения. Наиболее распространённым способом копирования является электрографическое копирование (электрофотографическое, ксерографическое копирование). Устройства, применяющие этот способ копирования, называют “копиры”, а используемая ими технология называется сухая электрография, ксерография. Копиры делятся на устройства с подвижным и неподвижным стеклом экспонирования. В полиграфии (в т.ч. оперативной) используют оборудование и методы, позволяющие получать высокое качество печати и значительные тиражи выпускаемых документов за счёт применения специальных печатных форм – трафаретов. Наибольшее применение получили методы гектографической офсетной и трафаретной печати. Самым эффективным и перспективным видом оперативной полиграфии является электроннотрафаретная печать (ризография) с использованием аппаратов трафаретной печати – ризографов (дубликаторов). Ризограф занимает нишу между ксерографией и офсетной печатью и обеспечивает тиражирование продукции объёмом от 20 до 5000 и более экземпляров. Ризографы бывают роликовые (протяжные) и планшетные. 92 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Оргтехника включает оперативную полиграфию (копиры), программнотехнические средства организации управления и обработки документов, в том числе компьютеры и средства связи, канцелярские принадлежности, мебель и др. Средства оргтехники коллективного пользования включают: сетевые принтеры, ксероксы, телефаксы, шредеры, компьютеры, сканеры и другие устройства. К средствам составления и изготовления документов относят: ручные пишущие средства (карандаши, ручки); пишущие машины; аудио (диктофонную), аудиовидео записывающую и воспроизводящую технику; компьютеры и внешние устройства к ним (например, печатающие: матричные, струйные, лазерные принтеры, плоттеры и графопостроители для печати чертежей и карт). Средства обработки документов состоят из: сгибающих, листоподборочных, сортировальных и бумагорезательных устройств; скрепляющего и склеивающего оборудования (стиплеры, крепежные механизмы и материалы); устройств нанесения защитных покрытий на документы (ламинаторы); маркировочных машин; устройств уничтожения документов (шредеры) и др. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Определите сходство и различия между оргтехникой и полиграфическим оборудованием. 2. Дайте классификацию входящих в оргтехнику средств составления и изготовления документов. 3. Охарактеризуйте методы репрографии и оперативной полиграфии. 4. Назовите устройства электрографического копирования, их назначение и принцип работы. 5. Перечислите виды и принципы печати с помощью трафаретов. 6. Назовите универсальные технические средства оперативной полиграфии (ризографы и т.п.). 7. Как используются компьютеры с полиграфическим оборудованием для тиражирования информации. 8. Перечислите средства обработки документов. 9. Какие технические средства используются для фальцовки и скрепления листов? 10. Какие устройства применяют для уничтожения документов и как они работают? 93 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 8 Программно-технические средства информационные технологии Основные понятия: Hardware, Software и Brainware; Программа и системное программное обеспечение; Операционная система, утилиты и драйверы; Инструментальное и прикладное программное обеспечение; Интегрированные пакеты или пакеты прикладных программ; Классификация компьютерных технических средств информационных технологий; Архитектура компьютера; Системы SOHO и СМБ. Компоненты программно-аппаратных компьютерных средств Обычно для обозначения основных компонент программно-аппаратных компьютерных средств используют следующие термины: Software – совокупность программ, используемых в компьютере или программные средства, представляющие заранее заданные, чётко определённые последовательности арифметических, логических и других операций. Hardware – технические устройства компьютера (“железо”) или аппаратные средства, созданные, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Brainware – знания и умения, необходимые пользователям для грамотной работы на компьютере (компьютерная культура и грамотность). Работой компьютеров, любых вычислительных устройств управляют различного рода программы. Без программ любая ЭВМ не больше, чем груда железа. Компьютерная программа (англ. “Program”) обычно представляет собой последовательность операций, выполняемых вычислительной машиной для реализации какой-нибудь задачи. Например, это может быть программа редактирования текста или рисования. Программа - это упорядоченная последовательность команд, предназначенная для решения разных задач с помощью компьютерной техники и технологии; точная и подробная последовательность инструкций на понятном компьютеру языке с указанием правил обработки информации. 94 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 2. Программное обеспечение информационных технологий Совокупность программ, используемых при работе на компьютере, составляет его программное обеспечение. Программное обеспечение (ПО) – это программные средства информационных технологий. Они подразумевают создание, использование компьютерных программ различного назначения и позволяют техническим средствам выполнять операции с машиночитаемой информацией. Компьютерные программы, также как и любая другая машиночитаемая информация, хранятся в файлах. Пишутся (составляются, создаются) программы программистами на специальных машинных алгоритмических языках высокого уровня (Бейсик, Фортран, Паскаль, Си и др.). Хорошая программа содержит: чётко определённые и отлаженные функции, удобные средства взаимодействия с пользователем (интерфейс), инструкцию по эксплуатации, лицензию и гарантию, упаковку. Программы для пользователей могут быть платными, условно-бесплатными, бесплатными и др. Существуют классификации программного обеспечения по назначению, функциям, решаемым задачам и другим параметрам. По назначению и выполняемым функциям можно выделить три основных вида ПО, используемого в информационных технологиях: Рис. 8.1. Структура ПО по назначению и функциональному признаку. Общесистемное ПО – это совокупность программ общего пользования, служащих для управления ресурсами компьютера (центральным процессором, памятью, вводом-выводом), обеспечивающих работу компьютера и компьютерных сетей. Оно предназначено для управления работой компьютеров, выполнения отдельных сервисных функций и программирования. Общесистемное ПО включает: базовое, языки программирования и сервисное. Базовое ПО включает: операционные системы, операционные оболочки и сетевые операционные системы. Операционная система (ОС) – это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных. 95 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ОС запускает компьютер, отслеживает работу локальных и сетевых компьютеров, планирует решение с их помощью задач, следит за их выполнением, управляет вводом-выводом данных и др. Основная причина необходимости ОС состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления его ресурсами – это операции очень низкого уровня. Действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций. Например, для выполнения процедуры копирования файла необходимо выполнить тысячи операций по запуску команд дисководов, проверке их выполнения, поиску и обработке информации в таблицах размещения файлов на дисках и т. д. Операционная система скрывает от пользователя эти подробности и выполняет эти процедуры. Выделяют однопрограммные, многопрограммные (многозадачные), одно и многопользовательские, сетевые и несетевые ОС. Сетевые ОС – это комплекс программ, обеспечивающих обработку, передачу, хранение данных в сети; доступ ко всем её ресурсам, распределяющих и перераспределяющих различные ресурсы сети. Операционная оболочка – это программная надстройка к ОС; специальная программа, предназначенная для облегчения работы и общения пользователей с ОС (Norton Commander, FAR, Windows Commander, Проводник и др.). Они преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс типа “меню”. Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги. Языки программирования – это специальные команды, операторы и другие средства, используемые для составления и отладки программ. Они включают собственно языки и правила программирования, трансляторы, компиляторы, редакторы связей, отладчики и др. Отладка программы (англ. “debugging”) – это процесс обнаружения и устранения ошибок в компьютерной программе; этап компьютерного решения задачи, при котором происходит устранение явных ошибок в программе. Она осуществляется по результатам, полученным в процессе тестирования компьютерной программы, и производится с использованием специальных программных средств – отладчиков. Отладчик (англ. “debugger”) – это программа, позволяющая исследовать внутреннее поведение разрабатываемой программы. Обеспечивает пошаговое исполнение программы с остановкой после каждой оператора, просмотр текущего значения переменной, нахождение значения любого выражения и др. Трансляторы – это программы, обеспечивающие перевод с языка программирования на машинный язык компьютеров. 96 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Сервисное общесистемное ПО для ОС включает драйверы и программыутилиты. Драйверы – это специальные файлы ОС, расширяющие её возможности и включаемые в её состав для организации настройки ОС на использование различных устройств ввода-вывода, установки региональных параметров (языков, форматов времени, даты и чисел) и т.д. С помощью драйверов можно подключать к компьютеру новые внешние устройства или нестандартно использовать имеющиеся устройства. Программы-утилиты – это полезные программы, дополняющие и расширяющие возможности ОС. Некоторые из них могут существовать отдельно от ОС. К этому классу программ можно отнести архиваторы, программы резервного копирования и др. Кроме того, сервисное общесистемное ПО включает тестовые и диагностические программы, программы антивирусной защиты и обслуживания сети. Тестовые и диагностические программы предназначены для проверки работоспособности отдельных узлов компьютеров, работы программ и устранения выявленных в процессе тестирования неисправностей. Антивирусные программы используют для диагностики, выявления и устранения вирусных программ, нарушающих нормальную работу вычислительной системы. Инструментальное программное обеспечение или инструментальные программные средства (ИПО) – это программы-полуфабрикаты или конструкторы, используемые в ходе разработки, корректировки или развития других программ. Они позволяют создавать различные прикладные пользовательские программы. К ИПО относят: СУБД, редакторы, отладчики, вспомогательные системные программы, графические пакеты, конструкторы обучающих, игровых, тестирующих и других программ. По назначению они близки к системам программирования. Прикладное программное обеспечение (ППО) или прикладные программные средства используются при решении конкретных задач. Эти программы помогают пользователям выполнять необходимые им работы на компьютерах. Порой такие программы называют приложениями. ППО носит проблемно-ориентированный характер. В нём обычно выделяют две составляющие: пользовательское и проблемное прикладное программное обеспечение. К пользовательскому ППО относят: текстовые, табличные и графические редакторы и другие подобные программы, например, учебные и досуговые. Набор нескольких пользовательских программ, функционально дополняющих друг друга и поддерживающих единую информационную технологию называют пакетом прикладных программ, интегрированным пакетом программ или интегрированным программным обеспечением. Пакеты программ выполняют функции, для которых ранее создавались специализированные программы. В качестве примера приведём ППП 97 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Microsoft Office, в состав которого входят: текстовый и табличный процессор, СУБД Access, Power Point и другие программы. Проблемное ПО – это специализированное ППО, например, бухгалтерские программы, программы в области страхования и др. Кроме перечисленных, отметим следующие прикладные программы: учебные, обучающие и тренажёры, мультимедийные, развлекательные, в т.ч. компьютерные игры, справочные (энциклопедии, словари и справочники) и др. Любые компьютерные программы работают на каких-либо технических средствах информационных технологий. 3. Технические средства информационных технологий Практически любые компьютерные технические средства (ТС) по назначению можно разделить на универсальные – для использования в различных областях применения и специальные, созданные для эксплуатации в специфических условиях или сферах деятельности, например, в сложных климатических условиях. В большинстве случаев используются универсальные ТС, применение которых снижает финансовые затраты на снабжение расходными материалами и ремонт, позволяет применить типовые решения, облегчает их освоение, эксплуатацию и др. Универсальные ТС в значительной степени одинаковы для применения в разных сферах и областях, что позволяет их систематизировать. Однако предложить единую для всех систему классификации пока не удаётся, из-за значительного отличия этих средств друг от друга по параметрам, областям применения, разнообразию фирм изготовителей, появлению новых ТС, включающих средства, отличающиеся по принципу действия и другим параметрам. Поэтому рассмотрим условное деление компьютерных ТС. Компьютер - это программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами. По назначению универсальные компьютеры обычно относят к категории “SOHO” (Small Office Home Office), т.е. предназначенных для использования в небольших офисах или как домашние персональные компьютеры, а также предназначенным для использования в среднем и малом бизнесе (СМБ). Персональные компьютеры (ПК) – это информационно-вычислительные устройства, ресурсы которых, как правило, направлены на обеспечение деятельности одного работника (пользователя). Это самый многочисленный класс средств вычислительной техники. Наиболее известны компьютеры типа IBM PC и Macintosh фирмы Apple. 98 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Компьютеры, выпускаемые другими фирмами и отвечающие всем основным требованиям и параметрам, предъявляемым основной фирме-изготовителю (например, IBM), называют совместимыми. Вместе они составляют клон (например, клон IBMсовместимых компьютеров). Таких фирм в мире насчитывается несколько сотен. Кроме того, компьютеры, выпускаемые ведущими фирмами-производителями, называют “brand-name”. Хорошие компьютеры фирм, мало известных на рынке компьютеров, называют “no-name”, а компьютеры национальной марки – “local-name”. В России такие ПК обычно называют “russian-name” или “local rassian-name”. Кроме того, существуют корпоративные компьютеры, супер-, квантовые, нанокомпьютеры и др. Корпоративные компьютеры (иногда называемые мини-ЭВМ или main frame) – это вычислительные системы (ВС), обеспечивающие совместную деятельность многих работников в рамках одной организации, одного проекта, одной сферы информационной деятельности при использовании одних и тех же информационно-вычислительных ресурсов. Это многопользовательские ВС, имеющие центральный блок с большой вычислительной мощностью и значительными информационными ресурсами. К нему подсоединяется большое число рабочих компьютеров с минимальной оснащенностью (видеотерминал, клавиатура, устройство позиционирования типа “мышь” и, возможно, устройство печати). В качестве таких рабочих мест корпоративного компьютера обычно используют ПК. Суперкомпьютеры – это ВС с предельными характеристиками вычислительной мощности и информационных ресурсов, например, с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп – миллион операций с плавающей точкой в секунду). Основная их технология – это реализация принципа параллельной или конвейерной обработки данных, т.е. одновременного выполнения нескольких действий. К ним относят и высокопроизводительные мини ЭВМ, объединяемые общей шиной с общей памятью. Представляет многопроцессорный и (или) многомашинный комплекс, работающий на общую память и общее поле внешних устройств. Архитектура основана на идеях параллелизма и конвейеризации вычислений. В квантовом компьютере основной “строительной” единицей является кубит (англ. аббревиатура “qubit” означает “Quantum Bit”) и используются элементарные логические операции (дизъюнкция, конъюнкция и квантовое отрицание), с помощью которых организуется логика их работы. С точки зрения габаритных размеров, расположения и формы системного блока ПК делятся на горизонтальные настольные (плоские “Desktop”, особо плоские “Slim”) и вертикальные в виде башни (англ. “tower” – башня): настольные “MiniTower” – малоразмерная конструкция, “MidiTower” и “MidllTower” – среднеразмерная конструкция и напольная полноразмерная конструкция – “BigTower”, а также переносные. 99 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В некоторых конструкциях ПК в одном корпусе располагают монитор и системный блок, образующие единую конструкцию – моноблок (Apple, переносные ПК). Переносные компьютеры включают ноутбуки (Laptop – “наколенник”, Notebook – “блокнот”, планшетный, Lifebook), карманные ПК (КПК), электронные справочники, переводчики и другие компактные системы. Персональный компьютер – это универсальное техническое устройство, конфигурацию (состав) которого можно изменять по мере необходимости. При этом существует понятие базовой (стандартной) конфигурации, которое не статично и отражает уровень развития в данной предметной области. Практически все компьютеры имеют однотипную структуру (архитектуру) и состоят из устройств (блоков, плат, модулей, карт), являющихся важными и необходимыми или полезными (без которых компьютер может работать). Архитектура компьютера определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера. В современной стандартной конфигурации ПК содержит: системный блок, дисплей (монитор), клавиатуру и манипулятор “мышь”. Порой сюда же включают и печатающее устройство (принтер). ПК состоит из внутренних и внешних устройств. К внутренним устройствам относят процессоры и внутреннюю память (ПЗУ, ОЗУ и Кэш). ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) – это специальная основная внутренняя память (англ. “main memory”), позволяющая быстро записывать в неё и считывать из неё необходимую информацию. Она представляет массив кристаллических ячеек. ОЗУ непосредственно связанно с процессором, предназначено для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Кэш-память (англ. “Cache Memory”) – это сверхоперативная (сверхбыстрая) память, которая располагается как буфер между процессором и ОЗУ, а также в накопителях на жёстких магнитных дисках и др. Она способствует повышению производительности работы компьютера и служит для уменьшения количества тактов ожидания процессора при обращении к более медленной памяти. ПЗУ (постоянное запоминающее устройство или, по-английски, “Read-OnlyMemory”, “ROM”), предназначено для хранения не требующих изменения данных: системных программ; программ, управляющих работой процессора, дисплея, клавиатуры, принтера, внешних устройств компьютера, запуска и остановки компьютера; служебных программ диагностики, контроля и др. Это энергонезависимое устройство, изготовленное в виде микросхемы. 100 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Внешние устройства условно делятся на собственно внешние и периферийные устройства. Некоторые специалисты считают, что внешние устройства, расположенные внутри системного блока или непосредственно рядом с ним надо называть просто внешними устройствами ПК. Те же из них, которые удалены от системного блока на полтора и более метров относятся к внешним периферийным устройствам. Некоторые внешние устройства имеют три варианта подключения к ПК: 1) внутри системного блока на материнской плате – встроенные или интегрированные; 2) внутри системного блока, вставляемые в дочерние разъёмы материнской платы (в слоты) – внутренние; 3) вне системного блока, подключаемые к одному из его портов ПК – внешние. Кроме того, внешние устройство по типу выполняемых функций делятся на устройства: ввода, вывода, хранения данных и манипуляторы. К устройствам ввода информации относят клавиатуру, дигитайзер (графический планшет), сканер и др. В состав устройств вывода информации входят мониторы (дисплеи) и принтеры (в т.ч. плоттеры). Манипуляторы называют порой местоуказателями за то, что они являются координатными устройствами. Наибольшее распространение из них получили манипуляторы “мышь”, “трекболл” и “джойстик”. Внешние устройства хранения составляют внешней памятью. К ней относят: диски, дискеты и другие (например, твёрдотельные) запоминающие устройства прямого доступа на магнитных, оптических, магнитооптических и иных носителях информации. Информация, на внешних носителях энергонезависима, т.е. не зависит от того, включен или выключен компьютер. Внешние устройства к системному блоку ПК подключаются с помощью специальных портов – точек подключения внешних устройств к компьютеру. Порты – это электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора. Последовательный порт (COM) обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами — побитно. Параллельный порт (LPT) получает и посылает данные побайтно. Современным быстродействующим портом является USB. Он обеспечивает высокую скорость ввода-вывода и питание некоторых, последовательно подключаемых к нему, устройств. К внешним устройствам относят также и устройства мультимедиа, многие из которых ныне входят в состав стандартной конфигурации ПК: аудио- и видеоадаптеры 101 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» (Sound Blaster, Video Blaster), микрофоны, наушники, звуковые колонки, веб-камеры и другие. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Следует усвоить, что в компьютерах используется различное программное обеспечение – программы, представляющие на понятном компьютеру языке последовательность инструкций, в которых указаны правила обработки данных. ПО делится на необходимое для: управления ПК, служебного использования, программирования, выполнения различных видов работ, обучения, отдыха и т.д. Программы, как и любые иные компьютерные данные, хранятся в файлах. По назначению и выполняемым функциям выделяют три крупных класса ПО: системное, инструментальное и прикладное ПО. Каждый из них включает ряд подклассов. Системное ПО – это операционные системы (в т.ч. драйверы и утилиты), операционные оболочки и сетевые операционные системы, тестовые и диагностические программы, языки программирования, антивирусные программы и др. Инструментальное ПО или инструментальные программные средства – это программы-полуфабрикаты или конструкторы (СУБД, конструкторы обучающие, игровые, тестирующие и другие программы). Прикладное ПО, кроме отдельных программ включает прикладные программы, объединённые в пакет и образующие ППП или интегрированное прикладное ПО. Следует запомнить, что наиболее часто применяются универсальные технические средства (в том числе компьютеры), аналогичные для разных предметных областей, что позволяет их классифицировать. Обычно выделяют: персональные (настольные и переносные), SOHO и СМБ, корпоративные, квантовые и суперкомпьютеры. ПК делятся на горизонтальные (“Desktop”) и вертикальные (“Tower”) настольные, напольные (“BigTower”) и переносные (Notebook, планшетные, Lifebook, карманные ПК, электронные справочники, переводчики и другие компактные системы). ПК стандартной конфигурации состоит из: системного блока, дисплея (монитора), клавиатуры, манипулятора “мышь”. Порой в этот состав включают и печатающее устройство (принтер). Архитектуру ПК составляют внутренние и внешние устройства. К внутренним устройствам относят процессоры и внутреннюю память (ПЗУ, ОЗУ и Кэш). Внешние устройства по типу выполняемых функций делят на устройства ввода, вывода, хранения информации и манипуляторы. Они включают клавиатуру, дисплей, мышь, сканеры, принтеры, накопители данных и др. Внешние устройства условно делятся на собственно внешние и периферийные устройства. Внешние устройства, удалённые от системного блока на определённое расстояние называют периферийными устройствами. 102 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Некоторые внешние устройства имеют три варианта подключения к ПК: внутри системного блока на материнской плате (интегрированное или встроенное), вставляемые в дочерние разъёмы материнской платы (в слоты – внутреннее), а также вне системного блока, подключаемые к одному из его портов (внешнее). Внешние устройства хранения – машиночитаемые носители электронных данных – называют внешней памятью. К ней относят: диски, дискеты и другие (например, твёрдотельные) запоминающие устройства прямого доступа на магнитных, оптических, магнитооптических и иных носителях информации. К внешним устройствам относят также и устройства мультимедиа, многие из которых ныне входят в состав стандартной конфигурации ПК: аудио- и видеоадаптеры (Sound Blaster, Video Blaster), микрофоны, наушники, звуковые колонки, веб-камеры и другие. Контрольные вопросы 1. Охарактеризуйте какие программные средства используются для решения информационных задач. 2. Изобразите на схеме классификацию программных средств решения информационных задач. 3. Какие программы входят в состав системного программного обеспечения информационных технологий? 4. Дайте характеристику компьютерным операционным системам. 5. Назовите, какие программы входят в состав инструментального программного обеспечения. 6. Охарактеризуйте виды прикладного программного обеспечения. 7. Дайте классификацию технических средств информатизации. 8. Назовите основные типы компьютеров, их назначение и возможности использования. 9. Охарактеризуйте супер- и квантовые компьютеры. 10. Перечислите внутренние устройства ПК и дайте им характеристику. 11. Назовите внешние устройства ПК и дайте им характеристику. 12. Назовите варианты подключения к ПК внешних устройств. 103 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 9 Технологии открытых систем. Объектно-ориентированные информационные технологии. Распределенные системы обработки данных. Функциональнораспределенные информационные технологии Основные понятия: Открытая система, Масштабируемость, интероперабильность и мобильность (переноси- мость), Объектно-ориентированное программирование, Распределенная среда обработки данных или среда распределенных вычислений, распределенные системы обработки данных. 1. Открытые системы Вычислительная техника развивалась стремительно. В результате было создано множество устройств и программ к ним. Такое обилие различных программноаппаратных средств и систем привело к несовместимости многих из них. Решать проблему в данной области, как практически и в любых других предметных областях, можно путём выработки единых правил, которые затем приобретают статус отраслевых, национальных и международных стандартов. Для решения данной проблемы на международном уровне было предложено использовать принцип открытых систем. Открытая система (англ. "Open system") - это вычислительная среда, состоящая из аппаратных и программных продуктов и технологий, разработанных в соответствии с общедоступными и общепринятыми (международными) стандартами. Основным назначением открытых систем для пользователей аппаратных и программных компьютерных продуктов и технологий является независимость от поставщика, ориентированного на производство подобных продуктов и использование этой технологии. Суть идеи заключается в том, что потребители могут приобретать любой продукт такого поставщика (фирмы, компании), наращивая мощность своей системы. Это касается как аппаратных, так и программных средств. Обязательными свойствами открытых систем являются: 1) 2) 3) 4) переносимость; интероперабильность; масштабируемость; доступность программного и аппаратного обеспечения для развития и модернизации. 104 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Переносимость (portability) - это способность программного и аппаратного обеспечения работать на различных аппаратных платформах или под управлением различных операционных систем. Интероперабильность (Interoperability) - это способность к взаимодействию различных аппаратных и программных платформ. Масштабируемость (Scalability) - это способность программных и технических средств корректно работать с различными системами. В открытых системах, например, используется стандартизованная операционная система UNIX. Технологии и стандарты открытых систем обеспечивают реальную возможность производства системных и прикладных программных средств с названными свойствами, в том числе с мобильностью. Мобильность (portability) означает возможность использования программы в различных программно-аппаратных средствах, соответствующих данному стандарту; способность программного обеспечения работать на различных аппаратных платформах или под управлением различных операционных систем. Преимуществом для пользователей является то, что они могут постепенно заменять элементы системы на более совершенные, не утрачивая её работоспособности. Термин “открытые системы” понимается как возможность любых двух систем взаимодействовать между собой с помощью соответствующих рекомендаций. Взаимодействие открытых систем (Open Systems Interconnection, OSI) – это правила сопряжения систем с открытой архитектурой, создаваемых различными производителями. Модель взаимодействия открытых систем объединяет рекомендации по сетевому взаимодействию неоднородных систем (компьютеров, терминалов, процессов, средств связи и т. д.). Так, например, стандартом для компьютерных сетей является общеизвестное семейство сетевых протоколов TCP/IP. Открытая архитектура (Open architecture) – это архитектура компьютера или периферийного устройства, содержащая опубликованные спецификации. Такая архитектура позволяет другим производителям разрабатывать дополнительные устройства к системам в ней. Актуальность решения задач оптимального синтеза информационного и программного обеспечения открытых систем объясняется повышением требований к эффективности, качеству и надёжности систем, увеличением числа и объема информационных массивов, сложности и стоимости разработки и отладки используемых в таких 105 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» системах программ, переходов от разработки простых и слабо связанных программ к программным комплексам. Принципы открытой архитектуры: 1. Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определённая совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмамиизготовителями. 2. Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд (слотов), в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями. Технология открытых систем заключается в использовании стандартных интерфейсов между разнородными аппаратными и программными компонентами систем. Она является базой для создания инфраструктур всех уровней: от предприятия и отрасли до национальной информационной инфраструктуры. Кроме того, такая информационная технология обеспечивает интеграцию с мировым информационным пространством и, тем самым, с мировой экономикой. В открытых системах широко используются объектно-ориентированные и функционально-распределённые информационные технологии. 2. Объектно-ориентированные информационные технологии Использование объектно-ориентированного подхода позволяет свести проектирование открытой системы к оптимальному синтезу функционально независимых компонент (объектов), совместно выполняющих заданные функции системы с требуемой эффективностью, и позволяющих адаптировать систему к вновь появляющимся задачам за счёт набора специфических свойств (наследование и проч.). Таким образом, значительно снижаются затраты на разработку, внедрение и модификацию систем. Объектно-ориентированное программирование - это технология программирования, при которой программа рассматривается как набор дискретных объектов, содержащих, в свою очередь, наборы структур данных и процедур, взаимодействующих с другими объектами. На различных этапах анализа и синтеза систем возникают проблемы разбиения (декомпозиции) системы на подсистемы, задачи на подзадачи, программного обеспечения на отдельные программы и подпрограммы. При этом объекты каждого последующего уровня разбиения представляют собой абстрактные компоненты (объекты) системы предыдущего уровня, реализация которого зависит от конкретной рассматриваемой проблемы. 106 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В объектно-ориентированных открытых системах декомпозиция системы на объекты осуществляется с учётом удобства последующего детального анализа, разработки и внедрения системы. Одним из наиболее важных критериев выделения компонентов открытой системы является минимизация числа аппаратно-зависимых её компонент. Это позволяет снизить затраты на адаптацию системы при переносе на другую аппаратную платформу, а также уменьшить количество неиспользуемых компонент при работе на конкретной платформе. Решение этой проблемы осуществляется путём исследования существующих платформ, оценки направлений их развития, анализа возможностей использования принятых и (или) предложения новых стандартов взаимодействия системы с аппаратной платформой. На основе декомпозиции системы: выделяются задачи, подлежащие автоматизации; определяется необходимое множество процедур реализации заданного множества функциональных задач и необходимой для этого информации; осуществляется предварительная оценка уровня стандартизации используемых алгоритмов и интерфейсов. Объектно-ориентированный подход породил создание распределённой среды обработки данных, включающей системы обработки данных, информации и знаний. Распределенная среда обработки данных или среда распределенных вычислений (Distributed Computing Environment, DCE) - это технология распределённой обработки данных, представляющая стандартный набор сетевых служб для выполнения прикладных процессов, рассредоточенных среди группы абонентских систем (по гетерогенной сети). 3. Распределённые системы обработки данных В современных сетевых информационных технологиях всё чаще используют распределённую обработку данных. Она позволяет повысить эффективность удовлетворения информационных потребностей пользователей, обеспечить гибкость и оперативность принимаемых им решений и др. Под распределённой обработкой данных понимают обработку приложений несколькими территориально разделёнными ЭВМ. При этом в приложениях, связанных с обработкой базы данных, собственно управление базой данных может выполняться централизованно. Распределенная обработка данных (Distributed Data Processing, DDP) это методика выполнения прикладных программ группой систем. При этом пользователь получает возможность работать с сетевыми службами и прикладными процессами, расположенными в нескольких взаимосвязанных абонентских системах. 107 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Распределённая обработка данных позволяет повысить эффективность удовлетворения информационных потребностей пользователей, обеспечивает гибкость и оперативность принимаемых ими решений. Функции распределённой среды включают службы: каталогов, позволяющую клиентам находить серверы; удаленного вызова процедур; обслуживания файлов; безопасности данных; времени, синхронизирующей часы в абонентских системах. Наиболее часто данные размещаются в БД. Ими обычно управляют локальные СУБД, то есть размещённые на том же компьютере. Когда несколько таких БД удалены друг от друга на большие расстояния, то возникает необходимость решения задач управления ими, то есть распределёнными БД. Для решения таких задач между ЭВМ с локальными СУБД и БД организуют сеть передачи данных по каналам связи, а в ней обеспечивают техническую и программную поддержку обмена данными. То есть в этом случае используют ПО, управляющее распределёнными базами данных, которые могут образовывать банки данных. 3.1. Распределенные базы данных Распределённые базы данных (англ. "Distributed DataBase", DDB) представляют определённым образом связанные между собой БД, рассредоточенные на какой-либо территории (локально или регионально), обеспечивающие свободный обмен информацией и поиск данных в них. Распределённая база данных предполагает хранение и выполнение функций управления данными в нескольких узлах и передачу данных между этими узлами в процессе выполнения запросов. Разбиение данных в распределённой базе данных может достигаться путём хранения различных таблиц на разных компьютерах или даже хранения разных частей и фрагментов одной таблицы на разных компьютерах. Для пользователя или прикладной программы не имеет значения, каким образом распределены данные между компьютерами. Работа с распределённой базой данных осуществляется так же, как и с централизованной, т. е. размещение БД должно быть прозрачно. При распределённой обработке работа с базой (представление данных, их обработка и др.) ведётся на компьютере клиента, а поддержание базы в актуальном состоянии – на сервере. При этом такие БД обычно располагаться на нескольких серверах – различных узлах компьютерной сети, а некоторые данные могут дублироваться. Размещение частей общей БД бывает избыточным или безызбыточным. При избыточном размещении определяют степень дублирования частей (фрагментов) единой БД. Чтобы поддерживать целостность БД необходимо постоянно корректировать все её копии. Преимущества дублирования уменьшаются, когда увеличивается стоимость 108 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» хранения её частей, что связано с необходимостью обеспечивать устойчивость системы. Создание распределённых баз данных (РБД) вызвано попыткой одновременного решения двух задач: интеграции и децентрализации. Интеграция подразумевает централизованное управление и ведение баз данных. Децентрализация обеспечивает хранение данных там, где они появились и обрабатываются. При этом снижается стоимость системы и увеличивается степень её надёжности, а также повышается скорость обработки данных. Выделяют однородные и неоднородные РБД. В неоднородных РБД используются различные СУБД. Основная проблема при этом заключается в сложности их интеграции. 3.2. Система управления распределёнными базами данных Доступ пользователей к РБД и администрирование ею осуществляются с помощью системы управления распределённой базой данных (СУРБД). Система управления распределёнными базами данных (Distributed dataBase management system, DDBMS) - это система управления базами данных, расположенными в нескольких узлах информационной сети. В СУРБД используется комбинация централизованного и локального способов хранения данных. Для решения задач с распределёнными БД, во-первых, необходимо организовать между этими ЭВМ сеть передачи данных, то есть соединить их каналами связи. Затем обеспечивают техническую и программную поддержку обмена данными между ними, образуя тем самым сеть ЭВМ. СУРБД создаются таким образом, чтобы максимально обеспечить соблюдение принципа независимости прикладных программ от локализации данных в сети. При этом логическое представление распределённой БД и манипулирование данными для прикладной программы ничем не отличаются от работы пользователя с локальной базой. Такие СУРБД оснащены каталогами, в которых хранятся структура сети, информация о локальных СУРБД и базах данных, а также программным обеспечением, которое на основе этой информации управляет взаимодействием прикладной программы и конкретной локальной базой данных сети. Сложность управления распределёнными базами данных во многом зависит от того, поддерживаются ли они однотипными локальными СУРБД, взаимодействие между которыми осуществляется просто. В противном случае в такую сеть включают различные программные и технические устройства, обеспечивающие единый интерфейс, 109 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» согласование и возможность выполнения информационных процессов, например, использовать промежуточную интерфейсную СУРБД и др. 3.3. Распределенные банки данных (РБнД). Если накапливаемая в сетях машиночитаемая (электронная) информация не размещается на одной ЭВМ, то доступ к подобным базам и банкам данных осуществляется с помощью сетевых СУБД. Они дают возможность безадресно обращаться к любым данным (аналогично обычным БД, расположенным на одной ЭВМ) и порой предоставляют пользователям новые, ранее неизвестные, возможности работы с информацией. При этом возникают новые проблемы, решение которых осуществляется путём использования новых технологий. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ В процессе развития вычислительной техники и информационных технологий постоянно создаётся множество устройств и программ к ним. Обилие различных программно-аппаратных средств и систем привело к несовместимости многих из них. Следует запомнить, что решение этой проблемы стало возможным после того, когда было предложено использовать принцип открытых систем. Основным назначением таких систем для пользователей аппаратных и программных компьютерных продуктов и технологий является независимость от поставщика, ориентированного на производство подобных продуктов и использование этой технологии. То есть потребители могут приобретать любой продукт такого поставщика (фирмы, компании), наращивая мощность своей системы. Это касается как аппаратных, так и программных средств. Обязательными свойствами открытых систем являются: 1) переносимость; 2) интероперабильность; 3) масштабируемость; 4) доступность программного и аппаратного обеспечения для развития и модернизации. В открытых системах широко используются объектно-ориентированные и функционально-распределённые информационные технологии. На различных этапах анализа и синтеза систем возникают проблемы разбиения (декомпозиции) их на подсистемы, задач на подзадачи, а программного обеспечения – на отдельные программы и подпрограммы. В объектно-ориентированных открытых системах декомпозиция системы на объекты осуществляется с учётом удобства последующего детального анализа, разработки и внедрения системы. Одним из наиболее важных критериев выделения компонентов открытой системы является минимизация числа аппаратно-зависимых её компонент. Объектно-ориентированный подход позволяет свести проектирование открытой системы к оптимальному синтезу функционально независимых компонент (объектов), сов110 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» местно выполняющих заданные функции системы с требуемой эффективностью, и позволяет адаптировать систему к вновь появляющимся задачам за счёт набора специфических свойств (наследование и проч.). Таким образом, значительно снижаются затраты на разработку, внедрение и модификацию систем. Объектно-ориентированный подход породил создание распределённой среды обработки данных, включающей системы обработки данных, информации и знаний. Технология распределённой обработки данных представляет стандартный набор сетевых служб для выполнения прикладных процессов, рассредоточенных по группе абонентских систем (по гетерогенной сети). При этом создаются распределённые базы и банки данных. Обработка информации в базе ведётся на компьютере клиента, а поддержание базы в актуальном состоянии – на сервере. Доступ пользователей к БД и администрирование ею осуществляются с помощью системы управления распределённой базой данных (СУРБД). Подобные системы дают возможность пользователям безадресно обращаться к любым хранящимся в них данным и порой предоставляют новые, ранее неизвестные, возможности работы с информацией. При этом возникают новые проблемы, решаемые путём использования новых технологий. Контрольные вопросы 1. Что представляет собой технология открытых систем? 2. Почему появилась потребность создания открытых систем? 3. Назовите обязательные свойства открытых систем. 4. Что означает термин “Масштабируемость”? 5. Как реализуется принципы интероперабильности и мобильности в открытых системах? 6. Назначение объектно-ориентированных и функционально-распределённых информационных технологий. 7. Дайте определение распределённой среде обработки данных. 8. Охарактеризуйте суть распределённых баз данных и СУРБД. 111 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 10 Информационные технологии конечного пользователя. Стандарты пользовательского интерфейса. Критерии оценки информационных технологий Основные понятия: Пользователь, потребитель информации; Конечный пользователь; Интерфейс. 1. Информационные технологии конечного пользователя Для рассмотрения данной темы, прежде всего, выясним кто такой “пользователь” информации. Пользователи или потребители информации - это животный и растительный мир, люди и технические устройства. Если мы говорим о людях, то пользователь информационной системы (англ. “Information system user”) – это лицо, группа лиц или организация, прибегающие к услугам информационной системы для получения необходимой им информации или ДЛЯ решения других задач. Для получения нужной информации пользователи осуществляют её поиск собственными силами или с помощью посредников. В качестве посредников обычно выступают информационные специалисты: работники библиотек (библиографы) и информационных служб. В этом случае такие пользователи называются “конечными”. Конечный пользователь (англ. "End user") - это пользователь, не работающий непосредственно с системой, но применяющий результат её функционирования. 2. Пользовательский интерфейс Взаимодействуя с устройствами вычислительной техники, пользователи как бы разговаривают с ними (ведут диалог). Реакция ЭВМ на запросы и команды пользователей носит формальный характер. Поэтому программисты, создавая механизм взаимодействия пользователей с программой, формируют наборы различных окон, форм, меню, активных кнопок, пиктограмм, справочных систем и т.п. В совокупности данные инструменты образуют интерфейс программы – внешний вид отдельных её элементов и видов на экране компьютера. Поскольку в различных программах используется много однотипных ситуаций и вариантов взаимодействия пользователей с программами, возникает потребность стандартизировать их интерфейсы. 112 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Интерфейс (Interface) в широком смысле - это определённая стандартами граница между взаимодействующими независимыми объектами. Интерфейс задаёт параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов. Интерфейс определяет: 1) язык пользователя; 2) язык сообщений компьютера, организующий диалог на экране дисплея; 3) знания пользователя. Язык пользователя – это те действия, которые пользователь производит при работе с системой путём использования возможностей клавиатуры, пишущих на экране электронных карандашей, джойстика, мыши, подаваемых голосом команд и т.п. Наиболее простой формой языка пользователя является создание форм входных и выходных документов. Получив входную форму (документ), пользователь заполняет его необходимыми данными и вводит в компьютер. Система поддержки принятия решений производит необходимый анализ и выдает результаты в виде выходного документа установленной формы. Язык сообщений – это то, что пользователь видит на экране дисплея (символы, графика, цвет); это данные, полученные на принтере; звуковые выходные сигналы и т.п. Важным измерителем эффективности используемого интерфейса является выбранная форма диалога между пользователем и системой. Наиболее распространены следующие формы диалога: запросно-ответный режим, командный режим, режим меню, режим заполнения пропусков в выражениях, предлагаемых компьютером. Каждая форма в зависимости от типа задачи, особенностей пользователя и принимаемого решения имеет достоинства и недостатки. Долгое время единственной реализацией языка сообщений был отпечатанный или выведенный на экран дисплея отчёт или сообщение. Теперь представление выходных данных осуществляется с помощью машинной графики. Она позволяет создавать на экране и бумаге цветные графические изображения в двумерном и трёхмерном виде. Использование машинной графики, значительно повышает наглядность и интерпретацию выходных данных, всё чаще используется в информационных технологиях поддержки принятия решений. Знания пользователя – это то, что пользователь должен знать, работая с компьютерной системой. К ним относят не только план действий, находящийся в голове пользователя, но учебники, инструкции и справочные данные, выдаваемые компьютером. Совершенствование пользовательского интерфейса определяется успехами в развитии каждой из трёх названных составляющих. Интерфейс должен обладать возможностью: 113 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» манипулировать различными формами диалога, изменяя их в процессе принятия решения по выбору пользователя; передавать данные системе различными способами; получать данные от различных устройств системы в различном формате; гибко поддерживать (оказывать помощь по запросу, подсказывать) знания пользователя. На теоретическом уровне интерфейс имеет три основных составляющие: 1. Способ общения машины с человеком-оператором. 2. Способ общения человека-оператора с машиной. 3. Способ пользовательского представления интерфейса. Важнейшая задача интерфейса – формирование у пользователя одинаковой реакции на одинаковые действия приложений, их согласованность. Интерфейс пользователя предназначен для просмотра на экране монитора предлагаемых ему данных, ввода информации и команд в систему и проведения различных манипуляций с ней. Главная задача проектирования интерфейса пользователя заключается в том, чтобы разработать систему взаимодействия равноправных партнеров: человека-оператора и программно-технического комплекса. Пользовательский интерфейс или интерфейс пользователя (англ. "User interface") в информационных технологиях - это элементы и компоненты программы, которые оказывают влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением. Пользовательский интерфейс означает среду и метод общения человека с компьютером (совокупность приёмов взаимодействия с компьютером). Интерфейс часто отождествляется с диалогом, который подобен диалогу или взаимодействию между двумя людьми. Он включает правила представления информации на экране и правила интерактивной технологии, например, правила реагирования человека-оператора на то, что представлено на экране. Диалог (человеко-машинный диалог) представляет последовательность запросов пользователя, ответов на них компьютера и наоборот (запрос пользователя, ответ и запрос компьютера, окончательное действие компьютера и др.). Он осуществляется путём взаимодействия пользователя с компьютером в процессе выполнения каких-либо действий. Пользователь использует конкретные действия (команды, процедуры), которые являются частью диалога. Эти диалоговые действия не всегда требуют от компьютера обработки информации. Они могут быть необходимы для организации перехода от одной панели к другой или от одного приложения к другому, если работает более чем одно приложение. 114 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Пользовательский интерфейс реализуется операционной системой и иным программным обеспечением. Операционные системы осуществляют как командный, так и иные виды интерфейса. Командный интерфейс предполагает выдачу на экран приглашения для ввода команды. Диалоговые действия контролируют, что происходит с информацией, которую пользователи распечатывают на конкретном устройстве; следует ли её сохранить или запомнить, при переходе пользователя к другой панели приложения или другим процедурам. Когда пользователи возвращаются к диалогу, приложение аннулирует или сохраняет любые изменения информации на панели. Если действия пользователя могут привести к потере определённой информации, программа рекомендует пользователю подтвердить, что: а) информацию не нужно сохранять; б) необходимо сохранение информации, или следует аннулировать последний запрос и вернуться назад. При работе с компьютером у пользователя формируется система ожидания одинаковых реакций на одинаковые действия, что постоянно подкрепляет пользовательскую модель интерфейса. Диалог в большей степени осуществляется с помощью форм меню. Одним из важных элементов взаимодействия пользователей с компьютером являются “окна”. Любое окно делится на три части. Первая располагается вверху и содержит несколько строк (заголовка, меню, панель инструментов). С её помощью производится доступ к другим объектам и выполняются основные команды. Вторая часть самая большая. Её называют рабочей поверхностью или областью. В ней отображаются объекты, которые вызываются из меню или строки состояния, а также основная часть вызванной пользователем программы. Третья часть обычно располагается внизу и может даже отсутствовать. Она называется строкой состояния. Пользовательский интерфейс включает также программы обучения, справочный материал, возможность подстройки внешнего вида программ и содержания меню под надобности пользователей (индивидуальные настройки) и другие сервисы. Сюда же входят дизайн, пошаговые подсказки и визуальные реплики (использование “Помощника”). Однажды грамотно разработанный интерфейс пользователя позволяет экономить время пользователей и разработчиков. Для пользователя уменьшается время изучения и использования системы, сокращается число ошибок, появляется чувство комфортности и уверенности. Разработчик может выделять общие блоки интерфейса, стандартизировать отдельные элементы и правила взаимодействия с ними, сокращать время проектирования системы. Эти блоки позволяют программистам создавать и изменять приложения более просто и быстро. Например, из-за того, что одна и также панель может быть использована во многих системах, разработчики приложений могут использовать одни и те же панели в различных проектах. 115 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Главная задача проектирования интерфейса пользователя заключается не в том, чтобы рационально “вписать” человека в контур управления, а в том, чтобы, исходя из задач управления объектом, разработать систему взаимодействия двух равноправных партнеров: человека и аппаратно-программного комплекса, рационально управляющих объектом управления. Современный интерфейс пользователя – графический интерфейс. Устройства графического ввода/вывода выполняют функции обеспечения интерфейсного диалога компьютера с человеком при вводе команд и запросов в систему, а также функции обеспечения выполнения информационных процессов. Пользователю достаточно помнить минимальное количество информации командного, процессуального характера, чтобы иметь возможность оперативно принимать соответствующие решения. Для этого ему необходимо владеть алгоритмами функционирования подсистемы “человектехническое средство” и профессиональными навыками взаимодействия с ЭВМ. 3. Стандарты пользовательского интерфейса Поскольку разработчики при создании программных продуктов могут создавать различные интерфейсы, то общепринято использовать существующие рекомендации и стандарты. Стандарт в информатике определяют как общепринятые требования, предъявляемые к техническому, программному, информационному и иному обеспечению, которые обеспечивают возможность стыковки и совместной работы систем. Различают: стандарты де-юре (объявленные и принятые официально); стандарты де-факто (не оформленные в виде документа, но применяемые на практике). В области традиционного “материального” производства давно сложилась система поддержки и согласования стандартов, а в области информационных технологий многое ещё предстоит сделать. Популярное программное обеспечение не знает границ территорий и достаточно быстро распространяется по всему миру. Поэтому на национальном, межкорпоративном и международном уровнях всё чаще требуется использование общих (унифицированных) международных стандартов. Важно отметить активное использование Интернета при разработке стандартов, в которой принимают участие многие организации и специалисты их различных стран. Это телеконференции с дискуссиями по наиболее важным вопросам; электронное голосование по утверждению проектов стандартов на разных стадиях разработки вплоть до статуса международного стандарта; организация очных семинаров и конференций; организация полного электронного архива, доступного по сети. Развитие информационных технологий связано с национальными и международными стандартами. Международные стандарты создаются на основе шести принципов, определенных Всемирной торговой организацией (ВТО): открытость, прозрачность, 116 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» непредвзятость и соблюдение консенсуса, эффективность и целесообразность, согласованность и нацеленность на развитие. В России создаётся отечественная нормативная база в области информационных технологий. Для стандартизации информационных технологий, информационнотелекоммуникационных систем и проектирования информационных систем в стране создаются национальные стандарты и другие нормативные документы. Они определяют фундаментальные общие процедуры, положения и требования, которые могут быть использованы в различных предметных областях деятельности. Существуют специализированные организации: ВНИИстандарт, Гостехкомиссии России и др. На международном уровне существует кооперация организаций, разрабатывающих стандарты в области информационных технологий. Этими проблемами занимается Международная организация по стандартам (International Standard Organization, ISO). Ею разрабатываются общие для всех стандарты, которые носят рекомендательный характер. Кроме того, подобные вопросы рассматриваются такими организациями, как: МЭК (Международная электротехническая комиссия) и МСЭ (Международный союз электросвязи). В 1987 г. ISO и МЭК объединили свою деятельность по стандартизации в области информационных технологий и создали объёдинение ИСО/МЭК/СТК 1 “Информационные технологии”. Основная его задача – разработка базовых стандартов информационных технологий вне зависимости от их конкретных применений. Информационные технологии ориентированы главным образом на использование различных информационных систем. Большинство информационных систем всех классов и назначений строятся на основе технологии открытых систем. Внедрение принципов открытых систем в информационные системы базируется на стандартизации информационных технологий, являющейся интеграционным механизмом и мощным средством управления процессами развития информатизации. Разработкой стандартов в области открытых систем занимаются международные, национальные и специализированные организации, например, такие как Общество Интернет (Internet Society), СЕН (Европейский комитет по стандартизации), IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике), ЕКМА (Европейская ассоциация производителей компьютеров), ЕВОС (Европейские рабочие группы по открытым системам), ЕТСИ (Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций), NMF (Форум управления сетями) и др. Проблемы унификации стандартов существенно возрастают в областях с более сложными объектами, чем иерархические документы. Началом современного этапа стандартизации описания продукции и технологии можно считать появление в середине 1980-х годов проекта STEP (STandard for the Exchange of Product model data) – семейство стандартов для обеспечения универсального механизма обмена данными о продукции и технологии как между различными организациями, так и между разными этапами жизненного цикла продукции. 117 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Наиболее близко к новому уровню широкого использования различных данных в информационных сетях подошёл стандарт XML. Принятая в нём объектноориентированная модель DOM (Document Object Model) позволяет легко преобразовывать XML документы для хранения в объектно-реляционных и реляционных СУБД, равно как и наоборот. 4. Оценка информационных технологий Основным критерием оценки информационных технологий является их эффективность, особенно экономическая эффективность. Традиционный расчёт прибыли производится с учётом исчисляемых расходов и доходов. Зачастую степень эффективности определяют исходя из того, насколько выгодны решения, принимаемые с точки зрения функционирования систем и устройств, государства, права и бизнеса, образования, культуры и т.д. При этом не самым главным критерием является расчёт финансовых вложений. Так, например, если информационные службы высокоэффективны, то не только бизнес, но культура и образование выигрывают от их деятельности. В этом случае весьма затруднительно обосновать необходимые капиталовложения в информационные технологии. Здесь не работают расчёты, сделанные только с учётом экономической эффективности, а обычно учитывается каких результатов можно достигнуть при создании новой системы или модернизации существующей. Успех применения информационной технологии может определяться эффективностью решения основных задач. Некоторые специалисты считают, что обоснование полезности – это искусство маркетинга. Для этого предлагается использовать разработанный Робертом Бенсоном метод “информационной экономики”. Такой метод рассматривается как надёжный способ анализа экономической эффективности, позволяющий учитывать качественные выгоды, величина которых определяется методом финансового прогноза с учётом возможных рисков. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Важно усвоить, что пользователями или потребителями информации являются представители животного и растительного мира, люди и технические устройства. Люди, как пользователи информации, – это отдельные лица, группы лиц или организации, прибегающие к услугам информационной системы для получения необходимой им информации. Те из них, кто непосредственно не работает с системой, но применяет результаты её функционирования, называются конечными пользователями. Взаимодействуя с компьютерными программами, пользователи как бы разговаривают с ними (ведут диалог). Он реализуется с помощью набора окон, форм, меню, активных кнопок, пиктограмм, справочных систем и т.п. В совокупности они образуют интерфейс программы – внешний вид отдельных её элементов и видов на экране компьютера. 118 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Важнейшая задача интерфейса – формирование у пользователя одинаковой реакции на одинаковые действия приложений, их согласованность. Такой интерфейс называют пользовательским. В информационных технологиях пользовательский интерфейс или интерфейс пользователя – это элементы и компоненты программы, которые оказывают влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением. Интерфейс пользователя обычно отождествляют с диалогом между двумя людьми. Диалог (человеко-машинный диалог) представляет последовательность запросов пользователя, ответов на них компьютера и наоборот. Пользовательский интерфейс реализуется операционной системой и другим программным обеспечением. Пользовательский интерфейса включает также программы обучения, справочный материал, возможность подстройки внешнего вида программ и содержания меню под надобности пользователей (индивидуальные настройки) и другие сервисы. Сюда же входят дизайн, пошаговые подсказки и визуальные реплики (использование “Помощника”). Однажды грамотно разработанный интерфейс пользователя позволяет экономить время пользователей и разработчиков. Поскольку разработчики при создании программных продуктов могут создавать различные интерфейсы, то общепринято использовать существующие рекомендации и стандарты. На международном уровне разработкой стандартов в области информационных технологий занимается Международная организация по стандартам (International Standard Organization, ISO) и другие организации (МСЭ, МЭК и др.). Обычно разработанные ими стандарты носят рекомендательный характер. Важно понимать, что основным критерием оценки информационных технологий является их эффективность, особенно экономическая эффективность. Однако степень эффективности определяют исходя из выгодности принятия решения с точки зрения функционирования систем и устройств, государства, права и бизнеса, образования, культуры и т.д. В этом случае трудно обосновать необходимые капиталовложения в информационные технологии. Здесь обычно следует учитывать каких результатов можно достигнуть при создании новой системы или модернизации существующей. Для этого предлагается осуществлять анализ экономической эффективности с учётом качественных выгод, определяемых методом финансового прогноза. Контрольные вопросы 1. Какие три составляющие определяют интерфейс? 2. Что вы вкладываете в понятия “пользователь информации”, “потребитель информации” и “конечный пользователь”? 3. Что такое пользовательский интерфейс? 4. Что входит в состав интерфейса пользователя? 5. Какие свойства грамотно разработанного интерфейса вы знаете? 6. Кем и как осуществляется стандартизация информационных технологий? 7. Как оценить эффективность информационных технологий? 119 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 11 Графическое изображение технологического процесса. Обработка графической информации. Применение информационных технологий на рабочем месте пользователя Основные понятия: Графический пользовательский интерфейс; Машинная графика; Обработка графической информации; Растровая, векторная и фрактальная графика; Автоматизированное рабочее место пользователя. 1. Графическое изображение технологического процесса Графическая информация на экране монитора компьютера образуется из точек (пикселей). Суммарное количество точек на экране называют разрешающей способностью монитора. Единицей измерения в этом случае является количество точек на дюйм (dpi). Разрешающая способность современных дисплеев обычно равна 1024 точкам по горизонтали и 768 точкам по вертикали, т.е. 786432 точек. Количество отражаемых цветов зависит от возможностей видеоадаптера и дисплея. Оно может меняться программно. Каждый цвет представляет одно из состояний точки на экране. Цветные изображения имеют режимы: 16, 256, 65536 (high color) и 16 777 216 цветов (true color). Любое компьютерное изображение состоит из набора графических примитивов, которые отражают некоторый графический элемент. Примитивами могут также быть алфавитно-цифровые и любые другие символы. Совокупность графических примитивов, которой можно манипулировать, называют сегментом отображаемой информации. Наряду с сегментом часто используется понятие графический объект. Графический объект - это множество примитивов, обладающих одинаковыми визуальными свойствами и статусом, идентифицированных одним именем. Графические изображения технологических процессов на экране компьютера образуют графические интерфейсы WIMPD (Windows, Menu, Pointing Device) – окна, меню, указывающее устройство. В ОС фирмы Microsoft Windows, используемой для IBM-совместимых компьютеров, впервые был применён графический интерфейс пользователей. Его появление и широкое распространение было вызвано тем, что пользователям хотелось иметь ин120 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» струмент (интерфейс), позволяющий легко освоить основные процедуры и комфортно работать на компьютере. Так появился графический интерфейс пользователя. Основное преимущество его использования в операционной системе заключается в том, что он позволяет создавать одинаковые графические изображения для всех устройств, поддерживаемых ОС, реализуя принцип WYSIWYG (What You See Is What You Get – что видим, то и получаем). Графический пользовательский интерфейс (Graphical user interface, GUI) или графический интерфейс пользователя - это графическая среда организации взаимодействия пользователя с вычислительной системой, предполагающая стандартное использование основных элементов диалога пользователя с ЭВМ. Графический интерфейс позволяет управлять поведением вычислительной системы через визуальные элементы управления: окна, списки, кнопки, гиперссылки и полосы прокрутки. Он включает такие понятия, как: рабочий стол, окна, пиктограммы, элементы графического интерфейса, манипуляция указывающим устройством (мышь). Эти визуальные элементы создаются, отображаются и обрабатываются с помощью графических приложений. Графические приложения – приложения, в которых используются такие графические элементы, как: псевдокнопки, графический указатель, кнопка и линейка прокрутки. С помощью графического интерфейса пользователь “общается” с компьютером. Такой метод общения или режим называют диалоговым. Диалоговый режим – способ взаимодействия пользователя с ЭВМ, при котором происходит непосредственный и двухсторонний обмен информацией, командами или инструкциями между человеком и ЭВМ. Различают активные и пассивные диалоговые режимы. Пользователь, работает с рабочим столом, окнами и объектами в них. При этом операционная система выполняет все его команды. В процессе работы она позволяет пользователю создавать другие окна и ярлыки, использовать возможности оперирования с окнами и их содержимым и др. Например, пользователь может отображать окно во весь экран, уменьшить его до нужного размера и даже до пиктограммы. При этом все действия пользователь выполняет с помощью координатного манипулятора мышь, который стал основным инструментом управления компьютером. Так, например, кнопки предназначены для выполнения присвоенных им действий. Управление их действием осуществляется путём нажатия на них мышью. 2. Обработка графической информации 121 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Под графической информацией понимают рисунок, чертёж, фотографию, картинку в книге (иллюстрацию) или большую картину, изображение на экране телевизора и т.д. Одним из направлений использования компьютеров является компьютерная графика. Компьютерная графическая форма представления информации характеризуется тем, что в ней изображения объектов конструируются из точек. При записи изображения в память компьютера кроме цвета отдельных точек необходимо фиксировать много дополнительной информации: размеры рисунка, яркость точек и т.д. Любой зрительный образ в символьной форме может быть представлен и в графической форме. Такая графическая форма представления данных более информативна, т.е. обладает большей информационной ёмкостью. Если принять за единицу информационной ёмкости изображения (разрешающей способности) одну клетку, то она будет определяться количеством возможных изображений в этой клетке. Разрешающая способность изображений измеряется в пикселях и равна произведению точек изображения по горизонтали и вертикали. Как упоминалось выше, в компьютерных программах используется графический интерфейс, предназначенный для отображения различных управляемых элементов на экране компьютера. Эти элементы, а также любые иные электронные (машинные) графические изображения создаются и обрабатываются в специальных компьютерных графических программах, предназначенных для создания машинной графики. Машинная графика - это совокупность программных средств, предназначенных для выдачи на дисплей или принтер графических изображений в виде промежуточных и окончательных результатов решения задач, а также для работы с графическими изображениями. При организации переработки информации в системах отображения возможно использование статической и динамической графической информации. Статическая информация – это относительно стабильная по содержанию информация, используемая в качестве фона. Например, координатная сетка, план, изображение местности и т.д. Динамическая информация – это информация, изменяемая в течение определённого времени по содержанию или положению на экране. Она может являться функцией случайных параметров. Для работы с изображениями, представленными в компьютерах в электронной форме, используются графические редакторы и процессоры. Графическая машиночитаемая форма представления информации эффективна и экономна. Её применяют при необходимости оперативно, лаконично и наглядно довести до пользователей статические, динамические, плоские и объёмные изображения. 122 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Для этого используют графики, диаграммы, фотографии, рисунки, слайды, анимации и другие неподвижные и подвижные графические объекты и т.п. Современные графические редакторы предназначены для подготовки и редактирования графических изображений (графиков, эскизов, чертежей, рисунков и др.) и предоставления их пользователям. Широко применяются графические редакторы: Paint, Adobe Paintbrush, Adobe Photoshop, Corel DRAW и Page Maker. Последние два относятся также к издательским программам. Различают растровую, векторную и фрактальную компьютерную графику. Эти виды отличаются принципами формирования изображения. Для каждого из них используется свой способ кодирования. В графическом режиме экран монитора представляет совокупность светящихся точек (пикселей; “pixel”, от англ. “picture element”), определяющих разрешающую способность монитора, которая зависит также от его типа и режима работы. Упрощённо изображение кодируется двоичными значениями (битами), представляющими ряды пикселей в изображении. При этом в зависимости от того, является пиксель чёрным или белым получаем значения битов, равные нулю или единице. Использование цветных изображений связано с тем, что каждый пиксель должен представлять комбинацию битов, определяющую его цвет. При растровом методе такую комбинацию битов часто называют битовой картой (bit map). Она представляет карту или схему исходного изображения. Чаще всего цвет каждого пикселя раскладывают на три составляющие (красную, зелёную и синюю). Для передачи интенсивности каждого цвета обычно используется ещё один байт. Поэтому для представления каждого пикселя исходного изображения требуются три байта. Файлы растровой (или битовой) графики содержат в определённой последовательности совокупность отдельных точек растровых изображений (“bitmap images”). В качестве графических редакторов, работающих с растровой графикой, используют Paint, Adobe Photoshop и др. Форматы файлов растровой графики (BMP, PCX, GIF, TIFF и JPEG) предусматривают собственные способы кодирования информации о пикселях и другой присущей компьютерным изображениям информации. Кроме того, графические редакторы предлагают собственные форматы графических данных (например, EPS, PSD, PDD, CDR, CMX и др.), которые могут преобразовываться в другие графические форматы с помощью специальных конверторов. Растровую графику применяют при разработке электронных и полиграфических изданий. Иллюстрации, подготовленные художниками на традиционных носителях, сканируют или фотографируют. Для ввода растровых изображений в компьютер используют сканеры, цифровые фото- и видеокамеры. В Интернете также используются растровые изображения. 123 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» К недостаткам растровых изображений относят большой их объём и невозможность сильного увеличения рисунка, так как видны составляющие его точки. Этот эффект называют пикселезацией. Распространённый редактор растровой графики – Paint – входит в состав ОС Windows и вызывается из подменю “Стандартные”, находящемся в меню “Программы”. Paint представляет средство для рисования, создания простых и даже сложных точечных чёрно-белых или цветных рисунков. Созданные в нём рисунки, по умолчанию, сохраняются в формате графических данных “BMP”. В этой же программе их можно сохранить в форматах: JPG, GIF, TIFF или PNG, вывести на печать, использовать в качестве фона рабочего стола и вставлять в другие документы. Paint можно использовать для просмотра и правки фотографий, полученных с помощью сканера. Векторное изображение представляет графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек и длиной радиуса. При этом основным элементом векторного изображения является не точка, а линия. Следовательно, линия – элементарный объект векторного изображения. Для каждой линии указывается её характер (сплошная, пунктирная, штрихпунктирная), толщина и цвет. К другим свойствам линии относят её форму. Замкнутые линии можно заполнить каким-нибудь цветом, текстурой или картой. Любая простая линия имеет две вершины, называемые узлами. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенноцифровая и обрабатывается специальными программами. При каждом отображении векторное изображение перерисовывается компьютером, что несколько замедляет работу, но позволяет получать изображения с высоким разрешением. В векторной графике объём памяти, занимаемый линией, не зависит от её размеров, так как линия представляется формулой или её параметрами. Сложные объекты (ломаные линии, различные геометрические фигуры) представляются в виде совокупности элементарных графических объектов. Любой объект состоит из совокупности связанных линий. Это обстоятельство определило ещё одно название данного явления – объектно-ориентированная графика. На экран компьютера изображение выводится в виде точек. При этом программа перед выводом изображения производит вычисление координат экранных точек отображаемого объекта. Аналогичные вычисления производятся и при выводе объектов на печать. Это обстоятельство вызвало появление ещё одного названия данного метода – вычисляемая графика. Векторная графика предназначена для создания иллюстраций и широко используется в рекламном деле, дизайне, редакционном и издательском деле. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простых геометрических элементов, 124 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» проще выполняются с помощью векторной графики. При этом размер символов может изменяться в широких пределах. Такие шрифты называют масштабируемыми. Например, технология True Type, разработанная компаниями Microsoft и Apple Computer, описывает способ отображения символов в тексте. Векторные методы также широко применяются в автоматизированных системах проектирования (computer-aided design, CAD), используемых для работы со сложными трёхмерными объектами. Однако векторная технология не позволяет достичь фотографического качества изображений объектов, как при использовании растровых методов. Работать с векторными рисунками можно с помощью редактора Corel DRAW и др. Наиболее популярны векторные форматы: WMF, CDR, DXF. Фрактальные графические изображения создаются автоматически с помощью специальных математических вычислений, то есть путём программирования, а не рисования. Фрактальная графика обычно используется в оформительских работах и развлекательных программах. Для просмотра, масштабирования и конвертирования графических файлов используются различные программы. Наиболее популярной из них считается ACD See фирмы ACD System. Для создания презентаций широко используется программа PowerPoint. Она входит в состав разработанного фирмой Microsoft пакета MS Office и является полнографическим пакетом, который служит для создания на компьютере презентаций, рекламных роликов и аналогичных материалов, например, слайд-фильмов. 3. Применение информационных технологий на рабочем месте пользователя Применение информационных технологий для различных категорий пользователей подразумевает формирование компьютерных программно-технических устройств и комплексов на рабочем месте пользователя в организации, учебном заведении, на дому и в других местах. Для этого создаются специализированные рабочие места пользователей, которые называют “автоматизированными рабочими местами” (АРМ). Как правило, в таких АРМ используют средства организационной и компьютерной техники, а также телекоммуникации. Автоматизированное рабочее место - это комплекс средств, различных устройств и мебели, предназначенных для решения разных информационных задач, в т.ч. поиска информации, а также выполнения специалистами производственных заданий в соответствующей предметной области. В первой половине 1970-х годов за рубежом появился термин “work station”, смысл которого во многом совпадает с понятием АРМ. Под термином “АРМ” обычно понимают комплекс программно-технических компьютерных средств и оргтехники, предназначенный для решения типовых задач управления, хранения, генерации, сбора 125 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» и обработки информации практически в любой сфере деятельности на конкретном рабочем месте. На рис. 11.1 представлена структурно-функциональная схема, на которой изображены основные компьютерные средства, входящие в состав АРМ. Рис. 11.1. Основные компьютерные средства, входящие в состав АРМ. Общими требованиями, предъявляемыми к АРМ, являются: удобство и простота общения с ними, в том числе настройка АРМ под конкретного пользователя и эргономичность конструкции; оперативность ввода, обработки, размножения и поиска документов; возможность оперативного обмена информацией между персоналом организации, с различными лицами и организациями за её пределами; безопасность для здоровья пользователя. Широкое применение находят АРМ для: подготовки текстовых и графических документов; обработки данных, в том числе в табличной форме; создания и использования баз данных, проектирования и программирования. Выделяют АРМ руководителя, секретаря, специалиста, технического и вспомогательного персонала и другие. При этом в АРМ используются различные операционные системы и прикладные программные средства, зависящие, главным образом, от функциональных задач и видов работ (административно-организационных, управленческих и технологических, персонально-творческих и технических). Основные требования к аппаратным и программным средствам, используемым в АРМ, заключаются в обеспечении: технологичности выполняемых процедур, “дружественного” интерфейса и эргономичности (удобное расположение технических средств и мебели, высокое качество визуальной информации, простота осуществления диалога с подсказками при неправильных действиях пользователя, наличие средств печати и тиражирования документов, возможность ведения архива и др.). ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 126 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Запомните – графическая информация на экране монитора компьютера образуется из точек (пикселей). Суммарное количество пикселей компьютерного изображения, хранящегося в файле (в т.ч. полученного в результате сканирования), распечатанного с помощью принтер или отображаемого на экране монитора называют разрешающей способностью. В графическом режиме экран монитора представляет совокупность светящихся точек (пикселей), определяющих разрешающую способность монитора, которая зависит также от его типа и режима работы. Единицей измерения в этом случае является количество точек на дюйм (dpi). Пользователи современных дисплеев обычно используют разрешающую способность, равную 1024 точкам по горизонтали и 768 точкам по вертикали, суммарное значение которых соответствует 786432 точкам. В современных компьютерах широко используется графический интерфейс пользователя. Графический пользовательский интерфейс или графический интерфейс пользователя – это графическая среда организации взаимодействия пользователя с вычислительной системой, предполагающая стандартное использование основных элементов диалога пользователя с ЭВМ. Он позволяет создавать одинаковые графические изображения для всех устройств, поддерживаемых ОС, инструментальным и пользовательским программным обеспечением. Одним из направлений использования компьютеров является компьютерная графика. Графические элементы, любые электронные (машинные) графические изображения создаются и обрабатываются в специальных компьютерных графических программах, предназначенных для создания машинной графики. Программные средства машинной графики предназначены для выдачи на дисплей или принтер графических изображений в виде промежуточных и окончательных результатов решения задач, а также для работы с графическими изображениями. Различают растровую, векторную и фрактальную компьютерную графику. Эти виды отличаются принципами формирования изображения. Для каждого из них используется свой способ кодирования. Файлы растровой (битовой) графики содержат совокупность отдельных точек растровых изображений (“bitmap images”). Векторное изображение представляет графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек и длиной радиуса. При этом основным элементом векторного изображения является не точка, а линия. 127 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Фрактальные графические изображения создаются автоматически с помощью специальных математических вычислений, то есть путём программирования, а не рисования. Современные графические редакторы предназначены для подготовки и редактирования графических изображений (графиков, эскизов, чертежей, рисунков и др.) и предоставления их пользователям. Широко применяются графические редакторы: Paint, Adobe Paintbrush, Adobe Photoshop, Corel DRAW и Page Maker. Последние два относятся также к издательским программам. Применение информационных технологий для различных категорий пользователей подразумевает формирование компьютерных программно-технических устройств и комплексов на рабочем месте пользователя в организации, учебном заведении, на дому и в других местах. Для этого создаются специализированные рабочие места пользователей, которые называют “автоматизированными рабочими местами” (АРМ). Как правило, в таких АРМ используют средства организационной и компьютерной техники, а также телекоммуникации. Общими требованиями, предъявляемыми к АРМ, являются: удобство и простота общения с ними, настройка под конкретного пользователя и эргономичность конструкции; оперативность ввода, обработки, размножения и поиска документов; возможность оперативного обмена информацией между персоналом организации, с различными лицами и организациями за её пределами; безопасность для здоровья пользователя. Выделяют АРМ руководителя, секретаря, специалиста, технического и вспомогательного персонала и другие. Контрольные вопросы 1. Что представляет собой графический пользовательский интерфейс? 2. Дайте определение термину “Машинная графика”. 3. Как осуществляется обработка графической информации? 4. В чём особенности растровой, векторной и фрактальной графики? 5. Какие графические программы (редакторы и процессоры) вы знаете? Дайте им краткую характеристику. 6. С какой целью создают автоматизированные рабочие места пользователей. 7. Назовите основные средства (устройства), входящие в состав АРМ. 8. Перечислите основные требования к аппаратным и программным средствам АРМ. 9. Перечислите сферы применения АРМ. 128 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 12 Гипертекстовые способы хранения и представления информации. Информационные ресурсы Интернета Основные понятия: Гипертекст, Гиперссылка, Гиперсвязь и Гипертекстовый документ; WWW и HTTP; HTML, XML. 1. Гипертекстовые информационные технологии Гипертекст (нелинейный текст) – это организация текстовой информации, при которой текст представляет множество фрагментов с явно указанными связями между этими фрагментами. Термин “гипертекст” ввёл Т. Нельсон, определивший его как: соединение текста на естественном языке с создаваемой компьютером возможностью интерактивного формирования внутри него новых ветвей; динамичную организацию нелинейного текста, который уже не может быть напечатан обычным образом на обычной странице. Гипертекст можно рассматривать как своеобразную базу данных, организуемую в виде открытой, свободно наращиваемой и изменяемой сети, узлы которой (линейные тексты) соединяются пользователем. От обычной базы данных гипертекст отличается, прежде всего, тем, что в нём отсутствуют заранее заданные ограничения на характер связей и структуру. В 1987 году фирма Apple выпустила первую для ПК гипертекстовую систему – пакет HyperCard для Macintosh. Эффективно применять гипертекстовые технологии стало возможным с 1992 года, когда появился WWW и возникли веб-технологии. WWW (сокращение от англ. “World Wide Web” – “мировая паутина”, “всемирная паутина” или “всемирная сеть”) – это глобальный механизм обмена информацией; информационная система и популярная служба Интернета. Это самое распространённое приложение Интернета. Основой WWW являются протокол передачи гипертекстовых данных (HTTP) и язык гипертекста (HTML), т.е. гипертекстовые технологии. HTTP – это гипертекстовый транспортный протокол для связи веб-серверов и веб-клиентов. Он предназначен для построения распределённых информационных се129 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» тей коллективного пользования, поддерживающих различные типы данных (текст, изображение, аудио- и видеоинформация) и загрузки веб-страниц (файлов). Элементы гипертекста (текстовые фрагменты) называются узлами. Узлы, между которыми возможен переход, называют смежным, а возможность перехода – “связью”. Совокупность смежных узлов образует “окрестность” данного узла. В общем случае в качестве узла могут выступать: слово; словосочетание; предложение; абзац; параграф; документ; собрание документов, относящихся к одной теме; отдельные сообщения и т.п. Создание гипертекста, прежде всего, состоит в формировании системы переходов от узла к узлу (системы ссылок). Движение в гипертекстовой сети, совершаемое в процессе чтения гипертекста, называется “навигацией”. Гипертекстовая технология реализуется в конкретной гипертекстовой системе, состоящей из гипертекста (базы данных) и гипертекстовой оболочки. Гипертекст содержит не только информацию, но также аппарат её эффективного поиска и просмотра. Путешествие по WWW (всемирной паутине) начинается с ввода электронного адреса в строку местоположения (Locator) и нажатия затем кнопки “Enter”. Просмотр (браузинг) – это операция, характерная только для гипертекста. Он означает поиск информации посредством просмотра гипертекстовой сети, при этом возможно запоминание пути следования для того, чтобы при последующем аналогичном запросе поиск проходил по зафиксированному пути следования. Ныне чаще всего используются следующие программы-браузеры: Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera и др. Гипертекстовые технологии широко используются в: настольных издательских системах для создания документов большого объёма со свойствами гипертекста (т. е. с системой ссылок); системах управления документами (СУД), например, для сведения в один итоговый документ информации, содержащейся в разнородных документах; системах подготовки электронных документов, позволяющих составлять гипертекстовые документы с возможностью осуществления навигации и др. Одним из перспективных направлений развития гипертекстовых систем является технология гипермедиа – соединение технологий гипертекста и мультимедиа (интеграция текста, графики, звука, видео). Использование гипертекста позволяет создать информационную инфраструктуру распределённой организации и упростить диалоговый интерфейс пользователя, что важно при разработке информационных приложений. Гипертекстовые технологии способствовали созданию в информационных сетях информационных хранилищ, которым могут получать доступ самые различные категории пользователей. В результате в Интернете сформированы огромные и свободно доступные широким массам пользователей (открытые) самые разнообразные информационные ресурсы. 130 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Основная идея гипертекстовых технологий состоит в том, что поиск документальной информации происходит с учётом множества взаимосвязей, имеющихся между документами, а значит, более эффективно, чем при традиционных методах поиска. При этом доступ к информации осуществляется не последовательным просмотром текста, как в обычных информационно-поисковых системах, а путём движения от одного фрагмента к другому. В общем случае взаимодействие пользователя с гипертекстовой системой заключается в том, что он видит на экране компьютера некоторый текст и (или) графический объект и, в зависимости от возникающих у него ассоциаций, может выполнять ряд действий (главным образом переходов к другим, предлагаемым на данной странице, объектам). 2. Языки гипертекстовой разметки документов Гипертекстовая технология изначально использовала специальный язык, получивший название HTML (Hyper Text Markup Language). Благодаря ему, можно не только формировать гипертекстовые документы, но осуществлять связь текста и изображения с документами, расположенными на другом веб-сервере и др. Гиперссылка или Гиперсвязь (Hyperlink) – фрагмент HTML-документа, указывающий на другой файл, который может быть расположен в Интернете или содержать полный путь к этому файлу. Гиперссылка для пользователя – это графическое изображение, текст на сайте или в письме электронной почты, устанавливающие связь и позволяющие переходить к другим объектам Интернета. Гипертекстовый документ - это файл, содержащий различные виды информации и имеющий в своей структуре ссылки (гиперссылки) на другие файлы или сам являющийся документом, на который есть ссылка в другом файле, расположенном на некотором сервере в любой точке планеты. Гипертекстовый документ, размещённый на сервере с использованием WWW, называют Web-страницей (веб-страницей). Это минимальный фрагмент гипертекста, который можно за один раз загрузить и прочитать. Используя предлагаемые связи можно читать материал в любом порядке. Таким образом, текст становится “открытым”. В него можно вставлять любые объекты, указывая для них связи с имеющимися объектами. При этом структура текста не разрушается. Поэтому гипертекст стал новой информационной технологией представления неструктурированного легко наращиваемого знания. Структура гипертекстовых документов формируется с помощью последовательности тегов – элементов языка HTML, включающих тексты в формате ASCII. Они позволяют управлять шрифтом, цветом фона и текста, определять ссылки, вставлять объекты (графику, звук и видео). При этом сами тэги на странице в режиме её просмотра через браузер не видны. 131 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Тег или тэг (англ. “Tag” – метка) является признаком объекта, который управляет соответствующим кодом. Любая страница начинается с тега <HTML> и заканчивается тегом </HTML>. Легко заметить, что теги представляют собой некоторые операторы (команды, дескрипторы), заключенные в скобки типа “< >”, причём ими начинается и заканчивается целая страница или некоторый фрагмент. В конце команды ставится слеж “/” с именем, используемым в её начале. Таким образом, любая команда включает некоторое действие, а аналогичная команда со знаком “/” – выключает его. Это правило касается парных команд (дескрипторов). Существуют операторы, не требующие их выключения (закрытия). В качестве примера приведём запись следующих заголовков “Министерство образования и науки Российской Федерации” и “Московская финнансово-промышленная академия”, последовательно размещённых на одной странице. Запись в файле может выглядеть следующим образом: <HTML> <HEAD> <TITLE> Министерство образования и науки Российской Федерации </TITLE> </HEAD> <BODY> Московская финнансово-промышленная академия </BODY> </HTML> При этом оператор <TITLE> используется как заголовок страницы. Он не виден в программе просмотра гипертекстовых страниц, но отображается в верхней строке браузера. Обычно эта команда используется как идентификатор страницы и служит поисковым образом документа. Оператор <HEAD> ограничивает область заголовка, включающую другие операторы, отражающие название программы, в которой создавалась страница, код страницы, ключевые слова (мета тэги) и др. Оператор <BODY> включает область, где размещаются все основные команды, входящие в состав данной страницы. Все эти операторы парные и они обязательно включают команды их закрытия. 132 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Ссылка обозначается парными тегами <a> и </a>. Некоторые теги могут быть разовыми, например, для обозначения перехода на другую строку в одном абзаце используется непарный тег <br>. Точно также внутри таблицы, образуемой парными тегами <Table> и </Table>, могут присутствовать непарные теги <tr> и <td>, отражающие строку и ячейку в строке. Для указания признака объекта и (или) его состояния к тегам добавляются атрибуты. Так, для ссылок в качестве атрибута используется адрес фрагмента текста в документе или собственно документа. Таким образом, команда на переход к другому ресурсу будет выглядеть следующим образом: <a href=”адрес”>имя ссылки</a>. Чтобы при установке мыши на пиктограмме появлялся поясняющий текст, следует в тэг (<a href=...) включить параметр (alt="текст пояснения"), например, <a href="help-1.htm" alt=“Помощь и полезные советы”>. В таком тексте не должно быть кавычек, символов “<” (меньше), “>” (больше), "/" и т.п. Их заменяют записями типа &quot; &lt; &gt;. Кроме того, используется CGI (Common Gateway Interface – общий шлюзовой интерфейс) – программа для связи HTML-браузеров с другими прикладными программами и (или) текстами, находящимися на стороне сервера. Для создания гипертекстовых документов и веб-страниц применяют как обычное ПО, так и специальные программы. В простейшем случае для создания гипертекстовых документов можно использовать любые текстовые редакторы (Блокнот, Notepad, WordPad и др.), а также текстовые процессоры типа Word. Так, в MS Word97 легко и просто получить компактный гипертекстовый документ в формате “html”, выбрав для сохранения текстового документа именно этот тип формата. При этом не требуется знание HTML. В других последующих версиях того же MS Word также можно создавать подобные файлы, но при этом файл “обрастает” большим количеством порой совершенно ненужных тегов. В результате подобный файл, конечно же, можно использовать как веб-страницу и размещать на сайтах или порталах. Однако его размер становится в несколько раз больше оптимального. А это не очень хорошо, так как, вопервых, в несколько раз увеличится объём хранимых на сервере страниц сайта или портала. Во-вторых, что более важно, значительно возрастёт время загрузки таких станиц на компьютеры пользователей. Последнее обстоятельство вызывает у пользователей нежелание обращаться к таким сайтам и порталам. Заметим, что увеличение времени загрузки страниц на компьютеры пользователей зависит и от других причин. Например, важно не перегружать страницы, особенно графическими и мультимедийными данными. Кроме того, замедление загрузки файлов возникают и по техническим причинам, включающим низкое быстродействие компьютера и модема пользователя, а также самой сети, подключение к которой предоставляет 133 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» интернет-провайдер. Данного недостатка порой можно избежать путём выбора более надёжного провайдера, предоставляющего более быстрый канал связи. Обычно же для создания гипертекстовых документов целесообразно использовать специальные программы, в которые по мере необходимости загружать материалы для веб-страниц, сделанные в других программах, например, текст из Word, табличные данные из Excel, а графические объекты из Photoshop и PowerPoint. Такие программы позволяют ускорить создание страниц за счёт автоматизации ряда простых рутинных процедур, например, создания шаблона страницы и таблиц, изменения стилей и размеров шрифтов, цвета, включения наиболее часто используемых тегов и т.д., а также возможности не переходя в другую программу периодически просматривать полученные результаты. В качестве специальных программ можно использовать, например, FrontPage, Publisher, Hot Dog, HomeSite, Reamweaver, Noteped, SiteCreate и др. На смену HTML пришёл новый язык разметки документов – XML (eXtensible Markup Language). Прогнозируется, что использование этого языка позволит значительно упростить процессы взаимодействия между информационными системами, обеспечить эффективное управление предприятиями, использовать системы электронной коммерции и др. В отличие от HTML, он ориентирован не на форматирование, а на данные. XML позволяет создавать оригинальные теги, поддерживать произвольную структуру данных и обеспечивать проверку корректности документа. XML не связан с типом хранимых данных. Независимость от СУБД организуется путём представления запросов к ним на языке XML Query. 3. Информационные ресурсы Интернета Под ресурсами Интернета (англ. “Internet Resources”) понимается совокупность информационных запасов всей совокупности сетей, предоставляемых пользователю Интернета. Отметим, что к концу 2004 года в России насчитывалось около 15 млн., а в Москве – около двух млн. пользователей Интернета. Цель размещения информационных ресурсов Интернета заключаться в качественном и оперативном предоставлении их пользователям, создании им возможности работы с разнообразной информацией, размещённой в различных регионах планеты. Для достижения этой цели, кроме создания эффективно действующих правовых механизмов, необходимо решить следующие задачи: классификации и систематизации обширной информации по отраслям знаний; определения способа нахождения необходимого пользователю ресурса. К сожалению, полной классификационной картины информационных ресурсов Интернета пока не существует, но исследования в этом направлении ведутся. Предлагаются различные их деления. В Интернете множество видов информационных ресурсов, отличающихся: тематикой (по археологии, музыке и т. п.), направлен134 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ностью, содержанием, доступностью или охватом предлагаемой пользователям информации (например, ресурсы правительства). Тематические информационные ресурсы обычно отражают коллекции художественных произведений, стихов, фантастики, фотографий и др. Они могут включать много или несколько различных тем, а также быть посвящёнными одной проблеме и при этом затрагивать различные типы, виды, содержание и др. Кроме общепринятых, к ним следует отнести БД рефератов, курсовых и дипломных работ. По виду информационные ресурсы Интернета можно разделить на: документы, аналогичные традиционным (документы, периодические издания, книги, брошюры и т.п.); графические изображения (картины, фотографии, диаграммы и т.п.); интерактивные (банеры и т.п.) и мультимедийные ресурсы (звук, видео, анимация). По принадлежности и содержанию можно выделить: государственные (Правительства РФ и Субъектов Федерации), территориальные (региональные), политические, военные, общественные, научные, научно-технические, правовые, коммерческие, образовательные, художественные, СМИ (новости, ТВ), развлекательные, рекламные и иные информационные ресурсы. Существуют информационные ресурсы, представляющие организации, учреждения, фирмы, в том числе библиотеки и информационные службы. По назначению информационные ресурсы можно разделить на: возрастные, гетерогенные, национальные, религиозные, территориальные, коммерческие, производственные, технологические, учебные, туристические и спортивные, развлекательные, справочные и др. Ряд информационных ресурсов трудно отнести к какому-либо виду, например, появившийся в 1994 году частный сайт “Библиотека Мошкова” (http://lib.ru), представляет значительные собрания условно систематизированных электронных документов, в большинстве художественного характера. Информационные ресурсы в Интернете размещаются на серверах и представляют сайты, порталы (государственные, политические, общественные, коммерческие, религиозные, учебные, частные и иные) и БД. Для поиска в Интернете широко используют поисковые системы (поисковые машины). Это специальный веб-сайт, на котором пользователь по заданному запросу может получить соответствующие ссылки на сайты и документы. Поисковая система состоит из: 1) поискового робота; 2) индекса системы; 3) программы, которая: обрабатывает запрос пользователя, находит в индексе документы, отвечающие критериям запроса, и выводит список найденных документов в порядке убывания релевантности. 135 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В мире насчитывается 45 тыс. поисковых машин для открытого (“поверхностного”) Интернета. Среди множества поисковых отечественных и зарубежных машин, предоставляющих информационные ресурсы в Интернете, отметим: AltaVista, Google и Рамблер, Яндекс и другие. В общем случае информация, представленная на сайтах и порталах в Интернете – потребительские информационные ресурсы. По мнению специалистов в сети на порядок больше документов, которые скрыты от широкого круга пользователей, что на 99% видимое содержание (контент) сайтов не представляет никакой ценности. Однако цели и назначение предлагаемых информационных ресурсов, а также интересы пользователей многогранны и разделяются по различным критериям. Среди информационных ресурсов, ориентированных на большую аудиторию пользователей, совершенно очевидно выделяются средства массовой информации (СМИ). СМИ достаточно быстро осознав преимущества и достоинства Интернета, активно ведут в нём различные виды деятельности. Важным аспектом представления пользователям публикаций являются создаваемые в Интернете электронные газеты и журналы. Они могут отражать материалы существующих печатных оригинальных изданий или быть полностью электронными, т.е. не имеющими печатных аналогов. В середине 1995 года около 300 коммерческих газет работали или планировали работу с электронными видами услуг (из них 199 находились в США и 55 в Европе). Это электронные доски объявлений, электронные информационные службы (в том числе новостей), электронные газеты и сайты. Например, сайт Global Network Navogator (http://www.gnn.com) является одной из первых публикаций в WWW и содержит множество интересных соединений, путеводителей, тематических статей. New York Times (http://nytimesfax.com) – сетевой вариант газеты “New York Times”, а GAZETA.RU (http://www.gazeta.ru) – электронная газета Российских политических новостей и т.д. Одним из представителей электронных изданий, не имеющих печатных аналогов, является научный электронный журнал “Электронные библиотеки” (www.iis.ru/el-lib/). Также многообразна развлекательная информация в Интернете. Кроме текстовых и графических данных, в Интернете можно слушать музыку, смотреть фильмы и мультфильмы, играть в игры и др. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Следует знать, что гипертекстовые технологии используются в информационных сетях, базирующихся на веб-технологиях. WWW (World Wide Web) – это глобальный механизм обмена информацией и популярная служба Интернета. Её основой являются HTTP и HTML, т.е. гипертекстовые технологии. HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) –транспортный протокол передачи гипертекстовых данных для связи веб-серверов и веб-клиентов, а HTML (Hyper Text Markup 136 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Language) – язык гипертекстовой разметки. Благодаря ему, можно не только формировать гипертекстовые документы, но осуществлять связь текста и изображения с документами, расположенными на другом веб-сервере и др. HTML использует механизм гиперссылок. Гиперссылка или гиперсвязь (Hyperlink) – это фрагмент HTML-документа, указывающий на другой файл, который может быть расположен в Интернете или содержать полный путь к этому файлу. В качестве фрагментов или объектов могут быть представлены графические статические и динамические изображения, звук и др. Гиперссылка для пользователя – это графическое изображение, текст на сайте или в письме электронной почты, устанавливающие связь и позволяющие переходить к другим объектам Интернета. При этом гипертекстовый документ – это файл, содержащий различные виды информации и имеющий в своей структуре гиперссылки на другие файлы или сам являющийся документом, на который есть ссылка в другом файле, расположенном на некотором сервере в любой точке планеты. Гипертекстовый документ, размещённый на сервере с использованием WWW, называют Web-страницей (веб-страницей). Структура таких документов формируется с помощью последовательности тегов – элементов языка HTML, включающих тексты в формате ASCII. Тег или тэг (англ. “Tag” – метка) является признаком объекта, который управляет соответствующим кодом. Обычно тэги бывают парными, т.е. открывающими и закрывающими команду (дескриптор). Однако существуют операторы, не требующие их выключения (закрытия). Для указания признака объекта и (или) его состояния к тегам добавляются атрибуты и т.д. На смену HTML пришёл новый язык разметки документов – XML (eXtensible Markup Language). Его использование позволит значительно упростить процессы взаимодействия между информационными системами, обеспечить эффективное управление предприятиями, использовать системы электронной коммерции и др. Для создания гипертекстовых документов и веб-страниц применяют как обычное ПО, так и специальные программы. Важно при этом добиваться оптимальных (а лучше минимальных) размеров гипертекстовых файлов, чтобы сократить время на их загрузки на компьютер пользователя. Для решения этой же задачи, следует не перегружать страницы, особенно графическими и мультимедийными данными. Кроме того, замедление загрузки файлов возникают и по техническим причинам, включающим низкое быстродействие компьютера и модема пользователя, а также самой сети, подключение к которой предоставляет интернет-провайдер. Для поиска в Интернете и просмотра найденных данных используют специальные программы-браузеры: Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera и др. Гипертекстовые технологии широко используются в настольных издательских системах, в системах управления документами (СУД), в системах подготовки электронных документов и др. Одним из перспективных направлений развития гипертек137 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» стовых систем является технология гипермедиа – соединение технологий гипертекста и мультимедиа (интеграция текста, графики, звука, видео). Гипертекстовые технологии способствовали созданию в информационных сетях информационных хранилищ, доступ к которым получают самые различные категории пользователей. В результате в Интернете сформированы огромные и свободно доступные широким массам пользователей (открытые) самые разнообразные информационные ресурсы. В Интернете присутствует множество информационных ресурсов, отличающихся: тематикой (по археологии, музыке и т. п.), направленностью, содержанием, доступностью или охватом предлагаемой пользователям информации (например, ресурсы правительства). Они размещаются на серверах и представляют сайты, порталы (государственные, политические, общественные, коммерческие, религиозные, учебные, частные и иные) и БД. Для поиска в Интернете широко используют специальные поисковые системы (поисковые машины): AltaVista, Google и Рамблер, Яндекс и другие. Контрольные вопросы 1. Что такое гипертекст? 2. Из чего состоит гипертекст? 3. Для чего нужен HTTP? 4. Свойства и назначение HTML. 5. Достоинства и отличия HTML и XTM. 6. Какие программы используются для создания гипертекстовых документов и для просмотра веб-страниц? 7. Что включают в себя веб-технологии? 8. Как оптимизировать загрузку веб-страниц на компьютеры пользователей? 9. Где используются гипертекстовые технологии? 10. Дайте классификации информационных ресурсов в Интернете. 11. Какие поисковые механизмы используются в Интернете? 138 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 13 Мультимедийные технологии обработки и представления информации Основные понятия: Мультимедиа и медиатека; Мультимедийные технологии; Аудиовизуальные технические средства. 1. Технологии мультимедиа Мультимедиа (англ. "multimedia" от лат. "multum" - много и "media", "medium" - средоточие; средства) - это электронный носитель, среда распространения или программно-технический комплекс (устройство), включающие несколько видов информации. Мультимедиа – это совокупность компьютерных технологий, одновременно использующих несколько информационных сред: графику, текст, видео, фотографию, анимацию, звуковые эффекты, высококачественное звуковое сопровождение. Технологию мультимедиа составляют специальные аппаратные и программные средства. В современных информационных технологиях информацию, включающую текст, изображение, звук как отдельно, так и в совокупности, базирующуюся на НИТ, называют “мультимедиа”. Мультимедийные технологии - это совокупность современных средств аудио- теле-, визуальных и виртуальных коммуникаций, используемых в процессе организации, планирования и управления различных видов деятельности. Средства мультимедиа позволяют создавать базы, банки данных и знаний в сфере культуры, науки и производства. Такие продукты всё более завоёвывают рынок пользователей. Мультимедиа технологии широко используются в рекламной деятельности, при организации управления маркетингом средств и методов продвижения товаров и услуг, в обучении и досуговой деятельности. К компьютерным средствам мультимедиа относят: специальное ПО, а также: CD и DVD драйверы и компакт-диски к ним; аудиокарты, аудио колонки, наушники и микрофоны; видеокарты; аудио- и видео периферийные устройства (цифровые кинокамеры и фотоаппараты и др.). Технология мультимедиа позволяет вводить, сохранять, перерабатывать и воспроизводить текстовую, аудиовизуальную, графическую, трёхмерную и иную инфор139 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» мацию. Свойство интегрировать эти виды данных, компактно и длительно хранить их на электронных носителях, не разрушающихся со временем и не ухудшающих свои характеристики при копировании, позволяет утверждать, что они могут отражать богатейшие национальные богатства России в мультимедийных БД, которые вместе с системами гипертекста, гипермедиа и WWW обеспечат пользователям почти моментальный доступ к любому их фрагменту. Организации и подразделения, обладающие информационными ресурсами и средствами мультимедиа, использующими мультимедийные технологии порой называют медиатеками. В России медиатеки находят широкое распространение в библиотеках и учебных заведениях. В этом случае считается, что медиатека – хранилище информационных медиаресурсов. Технические средства мультимедиа, как и любые компьютерные информационные системы, позволяют выполнять все виды информационных процессов. 1.1. Аудиовидеотехнические средства Аудиовизуальные технические средства представляют устройства записи, воспроизведения, проецирования, отображения и полноценного использования зрительных, звуковых и зрительно-звуковых материалов. Современные аудиовизуальные средства ориентируются на использование компьютерных технологий. Аудиовидеотехнические материалы – это документы, содержащие текстовую, звуковую, изобразительную или изобразительно-звуковую информацию, хранящуюся на видео- и магнитных лентах и дисках, оптических и магнитооптических дисках, плёнках, кинолентах и других носителях, воспроизводимую с помощью технических средств. К техническим средствам аудиовизуальной информации могут быть отнесены: магнитофоны, диктофоны, проигрыватели, плееры, мультимедийные компьютеры, видеомагнитофоны, видеокамеры, телевизоры, проекционное и др. вспомогательное оборудование, информационные табло и т.д. Попытки систематизировать аудиовидеотехнические средства предпринимались и ранее, однако, предложить единую классификацию затруднительно из-за значительного отличия этих средств друг от друга по параметрам, областям применения, разнообразию фирм изготовителей, появлению всё более новых технических средств, включающих в себя несколько видов, отличающихся по принципу действия и т.п. Поэтому для изучения данной проблемы предлагается некоторое условное их деление. По видовому признаку рассматривают аудиовизуальные технические средства, как: визуальные (показывающие изображения); аудио (звуковые); аудиовизуальные (зрительно-слуховые). При этом под визуальной информацией понимаются данные, отображаемые на информационных досках и табло, экранах дисплеев, телевизионных приёмников и т.п. 140 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» По функциональному использованию мультимедийные программно-технические средства можно разделить на: 1. Устройства оперативной внутренней связи – местная телефонная или иная, например, диспетчерская связь и радиотрансляция, системы оповещения. Они используется для эффективного управления, выполнения работниками различных заданий руководства, а также запросов пользователей. В организациях всё чаще используют такие виды связи, как электронная почта, видеоконференции, интернет-телефония, мобильная связь и др. 2. Оборудование для индивидуального использования и проведения культурно-массовых мероприятий – аудио, CD и DVD плееры, электрофоны (проигрыватели), магнитофоны, диктофоны, музыкальные центры и т.п., видеомагнитофоны и видеоплейеры, телевизоры, видео и кинокамеры, фотоаппараты, специально оборудованные компьютеры, проекторы, устройства для работы с микроформами; 3. Средства информирования (различные информационные доски и табло, сенсорные экраны, видео и звуковые автоответчики, видеокубы, видеостены и т.п.); 4. Системы охранной и пожарной сигнализации (видеокамеры и телевизоры слежения, звуковая сигнализация и др. датчики). По используемому оборудованию аудиовидеотехнические средства можно классифицировать как устройства: 1) радиофикации и связи, звукоусиления, звукозаписи и звуковоспроизведения; 2) видеовоспроизведения и записи; 3) информирования. Данные деления достаточно условны, однако, они дают представление о многообразии и сложности существующих аудиовидеотехнических средств. Оборудование радиофикации и связи, звукоусиления, звукозаписи и воспроизведения необходимо для оперативного оповещения работников организации и её посетителей о различных (штатных и нештатных) событиях, например, о проводимых выставках или культурно-массовых мероприятиях, чрезвычайных ситуациях и др. Устройства радиофикации представляют региональную радиотрансляционную сеть и местное оборудование усиления звука, используемые для оповещения о различных мероприятиях, а также нештатных ситуациях (оповещение в чрезвычайных ситуациях). Средства местной телефонной и диспетчерской связи образуются на основе применения учрежденческих (офисных) АТС и коммутаторов оперативной (диспетчерской) связи, громкоговорящих переговорных устройств производственной связи. Громкоговорящая связь на предприятии оказывается порой единственным и незаменимым 141 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» средством взаимодействия его работников и относится к поисково-вызывным системам (ПВС). Другими устройствами ПВС являются средства персонального телефонного, радиотелефонного и радиовызова, а также световой, зрительной и зрительносветовой сигнализации. Аудиовизуальное оборудование записи и воспроизведения данных делится на устройства аудио, видео или комбинированно (аудиовидео) воспроизводящие и (или) записывающие машиночитаемую информацию. К устройствам воспроизведения относятся громкоговорители, усилители звука, электрофоны, аудио, CD и DVD-плееры, телевизоры, видеоплейеры, проекторы, голограммы, читальные аппараты для микроформ. В качестве устройств записи используются фотоаппараты, видео и кинокамеры, аудио и видеомагнитофоны, аппараты изготовления микроформ, устройства записи на CD-ROM и DVD. К устройствам воспроизведения и записи принадлежат магнитофоны, диктофоны, музыкальные центры, видеомагнитофоны, цифровые фотоаппараты и видеокамеры, специально оборудованные компьютеры и драйверы компакт-дисков. К аппаратуре звукоусиления относят усилительные устройства, громкоговорители, звуковые колонки и микрофоны для передачи речи и музыки. Оборудование видеовоспроизведения и записи – телевизоры, видеомагнитофоны и видеоплееры, фотоаппараты и видеокамеры, проекторы, голограммы, системы охранной и пожарной сигнализации, различные визуальные и аудиовизуальные информационные системы, читальные аппараты для микроформ, устройства записи и воспроизведения машиночитаемых данных. Для общения в Интернете (в том числе проведения видеоконференций) используют упрощённые, подключаемые к ПК, видеокамеры, называемые Web-камеры. В крупных городах последнее время наметилась тенденция организации кабельного телевидения. Скорость передачи данных в них составляет 2–30 Мбит/с. К системам кабельного телевидения (СКТВ) относятся устройства, обеспечивающие приём и одностороннюю передачу сигналов телевидения и радиовещания по радиочастотному кабелю с использованием прямого и обратного каналов для внутрисистемных сигналов. Системы охранной и пожарной сигнализации представляют звуковые и (или) световые устройства, извещающие о различных нарушениях охранной или пожарной безопасности в организации. 2. Проекционное оборудование. Мультимедиапроекторы В общем случае средства проекции используются для наглядного отоб142 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ражения статических и динамических изображений на поверхностях, позволяющих применять информационные технологии для массового обслуживания. Первый проекционный аппарат (фонарь) был создан в середине XVII века. В 1659 году его научное описание дал голландский физик Хр. Гюйгенс. Средства проекции характеризуются рядом параметров, важнейшим из которых является яркость воспринимаемого объекта – мера интенсивности светового потока, измеряемая в канделах на метр квадратный (кд/м2). Чем выше световой поток, тем большие размеры экрана может обеспечить проектор, тем меньше требования к затемнению помещения. Средства проекции делятся на статические и динамические. Статическая проекция неподвижных цветных и чёрно-белых изображений (диапозитивов, диафильмов, страниц, книг и др.) в увеличенном виде осуществляется методами диапроекции и эпипроекции. С её помощью на экране получается прямое сфокусированное и увеличенное изображение. Устройства динамической проекции (кино- или видеопроекции) предназначены для демонстрации на экране увеличенного изображения последовательно сменяющихся кадров с частотой, создающей впечатление движения объектов. Диапроекция заключается в проецировании в проходящем свете (на просвет) на экран изображений, выполненных на прозрачных носителях различного формата (плёнка, диафильмы, диапозитивы, слайды и микрокопии). В качестве оборудования статической проекции используют диаскопы, фильмоскопы, кодоскопы, диапроекторы, кадропроекторы, оверхед-проекторы и эпидиаскопы, читальные аппараты, а также комбинированные приборы – эпидиапроекторы (позволяют демонстрировать на экране как прозрачные, так и непрозрачные объекты). Некоторые просветные проекторы, устанавливаемые на обычном столе, устроены так, что обеспечению проекции изображений на экран не мешают головы зрителей (не заслоняют его). Их называют “оверхедами” (overhead). Эпипроекция представляет проекцию на экран непрозрачных объектов в отражённом свете. Такими объектами могут быть: тексты, рисунки, графики, схемы, чертежи, фотографии и малогабаритные (преимущественно плоские) предметы. Принцип работы этих устройств заключается в том, что световой поток, отражённый от объекта проекции (обычно расположенного горизонтально на специальном столе), с помощью объектива и зеркала направляется на экран. Для предотвращения попадания света из аппарата в помещение, устройство размещается в кожухе. Такие проекторы более оперативны в работе, чем диапроекторы, но имеют худшие показатели качества и яркости изображения на экране. 143 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Чем выше обеспечиваемое проектором разрешение, тем более детализированные изображения он может отображать. Однако, для демонстрации видеофильмов достаточно использовать разрешение SVGA, так как видеостандарты обеспечивают отображение не более 600 видимых строк (488 в формате NTSC и 576 строк в форматах PAL и SECAM). Величина светового потока является важнейшим параметром проекторов. От неё зависят размеры экранов с требуемой яркостью, которую может обеспечить проектор. Единица светового потока – люмен (лм). Его усредненная величина, определяемая по методике ANSI (American National Standards Institute – Американский институт национальных стандартов) и обозначается ANSI-лм. Выпускаются проекторы, у которых свет проходит через панель (просветные) или отражается от неё (отражательные). Просветные LCD (Liquid Cristal Display) проекторы используют LCD-панель. Панель представляет матрицу из жидких кристаллов, на которой формируется цветное изображение аналогично ЖК-экранам. Их достоинство – простота и дешевизна. Проекторы с LCD не обладают вредными для зрения излучениями, не раздражают нестабильность или мельканием строк и кадров. К недостаткам такой технологии относятся ограниченные контрастность и яркость. Панель можно установить на оверхед-проектор. Его свет, пройдя через панель, будет проецироваться на экран. Для эффективного проведения видеоконференций используют и интерактивный экран с сенсорными датчиками или цифровую доску, позволяющие выступающему, видя слайды презентаций, рисовать поверх них, делать с помощью светового пера или цветных маркеров различные пометки и рисунки, распечатывать их на принтере и вводить в память компьютера. Динамическая проекция даёт прямое сфокусированное, увеличенное и движущееся изображение. Она является разновидностью диапроекции. В качестве динамических средств проекции применяют различные киноустановки (кинопроекция), видеотехнику и видеопроекционные устройства (мультимедиапроекторы). Кроме того, для этих целей могут использоваться видео или документ-камеры. Видеопроекторы отображают на большом экране видеосигналы, формируемые различными источниками (видеомагнитофонами, проигрывателями видеодисков, аналоговыми видеокамерами, цифровыми фото- и видеокамерами, телевизионными приёмниками, персональными компьютерами). Устройства, позволяющие проецировать на экран статические и динамические сигналы от различных аудиовидеоисточников как отдельно, так в их совокупности и даже одновременно с нескольких источников, получили название мультимедиапроекторы. 144 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Проецируемое мультимедиапроекторами видеоизображение на большой экран более яркое, чем у оверхед-проекторов на ЖК-панели, что позволяет применять их в больших аудиториях и получать хорошую проекцию даже в освещённых помещениях. Мощность создаваемого ими светового потока обычно так велика, что нет необходимости затемнять помещения. Во время работы проектор легко переключать с одного устройства на другое, что даёт возможность использовать одновременно видео и даже два компьютера. Для формирования изображений в них, в основном, используются две технологии: 1. жидкокристаллическая с тремя ЖК-панелями или LCD (Liquid Crystal Display), 2. цифровой обработки света или DLP (Digital Light Processing). Первая упрощённо заключается в использовании светового потока, разделяемого сначала на три составляющие, направляемые на ЖК-панели. Цветовые составляющие светового потока поступают на специальную призму, с помощью которой собираются и направляются в объектив проектора. В проекторах c DLP технологией световой поток через конденсорную систему с тепловым ИК-фильтром, зеркалами и призмой поступает на цветоделительную призму. В ней выделяются составляющие первичных цветов и направляются на микрозеркальные чипы DMD (Digital Micromirror Device). Затем, отражённые чипами составляющие цветов объединяются призмой в общий световой поток, поступающий в объектив проектора. Чип DMD является световым модулятором, состоящим из матрицы поворотных алюминиевых зеркал размером примерно в 16х16 мкм, количество которых зависит от разрешающей способности проектора (как правило, используется три зеркала). Эти проекторы по сравнению с LCD-проекторами обладают лучшей контрастностью, отсутствием других недостатков. Существуют проекторы, оснащённые слотом (разъёмом) для карты памяти. На неё можно предварительно записать с компьютера презентацию. Встроенная в проектор функция мультиэкрана позволяет просмотреть на экране все изображения, записанные на карту памяти и, при необходимости, изменить порядок показа слайдов или удалить ненужные изображения. Другими новшествами проекторов являются: функции автоматической настройки, позволяющие компенсировать трапецеидальные искажения на экране; сменные объективы; возможность фиксировать и сохранить в памяти проецируемое изображение презентации с подключённого компьютера или видеомагнитофона, а затем записать его на карту памяти и (или) отобразить на левой стороне экрана некоторое изображение для сравнения его с параллельно демонстрируемыми изображениями в правой части экрана. Проекторы оснащают беспроводными сетевыми адаптерами, позволяющими обмениваться сигналами с компьютерами и другими электронными устройствами. 145 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Для крепления мультимедиа проекторов используются различные устройства: стационарные, переносные, стойки-этажерки на колёсиках, подвесные подставки и др. Документ-камера представляет сочетание специальной видеокамеры и световой системы, созданные для отображения на экране книг и других печатных и рукописных документов, трёхмерных объектов, слайдов и плёнок для оверхед-проекторов, других объектов размером от 32х24 мм и ниже до 360х270 мм, находящихся в помещении, где осуществляется их демонстрация. Она может работать как обычная видеокамера, если объект больше указанных размеров или его надо показать не помещая на рабочую поверхность устройства. Для этого существует возможность направить свет и головку камеры на соответствующий объект. ри этом можно демонстрировать объекты в интерактивном режиме. Эти устройства можно использовать в системах видеоконференций. Аналогичное устройство, получило название визуалайзер – портативная настольная высокочувствительная видеокамера, предназначенная для оперативной демонстрации на большом экране через проектор документов, иллюстраций трёхмерных объектов. Оно заменяет графопроектор, слайд- и эпипроектор. Выбор необходимого проекционного оборудования – непростая задача. Кроме учёта соотношение цены и качества, следует учитывать назначение и возможности использование такого оборудования, постоянное обновление выпускаемых моделей и другие параметры. 3. Средства информирования Основными средствами информирования являются различные автоответчики, стенды и табло. Простейшие автоответчики представляют аудиовоспроизводящие устройства (магнитофоны-приставки), подключённые к телефонному аппарату. Они автоматически включаются при наборе номера данного аппарата любым внешним абонентом и воспроизводят заранее записанный текст. К этим устройствам можно отнести и оборудование автоматического определения номера (АОН) вызывающего абонента. Современные факсимильные и некоторые телефонные аппараты комплектуются оперативной памятью, в которую можно записать (наговорить) небольшой текст, в нём можно предложить позвонившему абоненту наговорить своё сообщение на магнитную ленту встроенного в аппарат магнитофона. Подобные устройства могут использоваться для информирования удалённых пользователей о предоставляемых им услугах, проводимых мероприятиях и режиме работы организации, а также для сбора заявок и предложений, поступающих от заказчиков. Аналогичные устройства используют программно-технические компьютерные средства. Внутри организаций для решения этих проблем применяют информационные стенды, видео и (или) звуковые автоответчики, компьютерные информационные системы с обычным или сенсорным монитором или настенным экраном. Разновидностью офисных досок или стендов является программно-технический комплекс активный экран или интерактивная доска. Экран используется в системе 146 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» обучения (особенно – дистанционного), при проведении различных совещаний и конференций. Он, заменяя обычный экран, позволяет управлять компьютером и выводить на него информацию через мультимедиа проектор. Сенсорная система экрана представляет белую фломастерную доску в копировальный электронный блок, с помощью которого изображения с экрана переносятся в компьютер и, при необходимости, в проектор. Это электронная интерактивная доска, на поверхности которой можно пальцем, указкой или специальным маркером рисовать графики и диаграммы, писать от руки, вызывать изображение клавиатуры и печатать тексты, выходить в Интернет, проводить конференцию и др. Всё выведенное на экран можно стереть или сохранить в ПК и т.п. Для проецирования видеоизображений обычно используют стационарные и переносные или мобильные (в том числе убираемые в переносной чемодан для транспортировки и хранения), с электроприводом, на колёсиках или рельсах, легкие мобильные, сборно-разборные, на штативе, разнообразных размеров и материалов, отражающие и просветные, удобные в переноске и в то же время устойчивые и надёжные экраны. Применяются также: подпружиненные экраны без электропривода, в которых экран опускается и поднимается с помощью съёмной угловой рукоятки; автоматические проекционные экраны с электроприводом, обеспечивающие постоянное натяжение; с возможностью изменения угла наклона экрана и др. Находят применение видеокубы и специальные полиэкранные системы. Современным типом просветных экранов являются голографические экраны. Их поверхность состоит из нескольких тысяч голографических оптических элементов. Экраны выпускаются с возможностью осуществления проекции сзади, под углом, сверху или снизу. Их стеклянная поверхность устойчива к внешним воздействиям (царапинам и влажности). Экраны могут устанавливаться на стойках или подвешиваться на тросах. При отсутствии проекции экран прозрачен. На его поверхности может отражаться изображение, находящееся за экраном, например, он может служить окном. Голографические экраны можно использовать в условиях высокой освещённости. Современной альтернативой монитору и проекционному экрану одновременно является плазменная панель (Plasma Display Panel, PDP). Первая плазменная панель появилась в 1964 году в США, а цветная панель размером 21” была выпущена в 1993 году. Источниками излучения в ней являются красный, синий и зелёный люминофоры, свечение которых вызывает ультрафиолетовое излучение, разряд в газе (гелий или ксенон). В панели отсутствуют эффект мерцания изображения и вредные излучения. Изображение при этом выглядит насыщенным естественными цветами. Ячейки PDP дают равномерное излучение во всех направлениях, что позволяет увеличить угол обзора по сравнению с проекционными телевизорами. К плазменной панели можно подключить видео, DVD, проекционное и компьютерное оборудование. Их можно использовать для отображения телевизионных сигналов и в составе домашнего кинотеатра. На экран с помощью пульта дистанционного управления одновременно может быть выведено любое количество картинок, а также осуществлено масштабирование изображения в форматах 4:3 или 16:9. 147 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Для удобства демонстрации на экранах различных данных используют лазерные указки с постоянным светящимся или мигающим лучом. Дальность их действия достигает 100 м при свете и 500 м в темноте, вес вместе с батарейками составляет от 30 до 110 г. Существуют миниатюрные карманные указки весом в 11 г. В качестве информационной аудиовидео системы можно использовать “домашний кинотеатр”: мультимедиа проектор, компьютер с CD и DVD устройствами, обычный экран или плазменная панель, пульт дистанционного управления, акустические системы объёмного звучания (до 6 каналов) и др. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Информацию, включающую текст, изображение, звук как отдельно, так и в совокупности, базирующуюся на новых информационных технологиях, называют “мультимедиа”. Важно усвоить, что мультимедийные технологии являются составляющей информационных технологий, поэтому они также позволяет вводить, сохранять, перерабатывать и воспроизводить, но не только текстовую, а и аудиовизуальную, графическую, трёхмерную и иную информацию. Мультимедийные технологии – это совокупность современных средств аудиотеле-, визуальных и виртуальных коммуникаций, используемых в процессе организации, планирования и управления различных видов деятельности. Средства мультимедиа позволяют создавать базы, банки данных и знаний в сфере культуры, науки и производства. Такие продукты всё более завоёвывают рынок пользователей. Мультимедиа технологии широко используются в рекламной деятельности, при организации управления маркетингом средств и методов продвижения товаров и услуг, в обучении и досуговой деятельности. Организации и подразделения, обладающие информационными ресурсами и средствами мультимедиа, использующими мультимедийные технологии порой называют медиатеками. В России медиатеки находят широкое распространение в библиотеках и учебных заведениях. В этом случае считается, что медиатека – хранилище информационных медиаресурсов. Технические средства мультимедиа, как и любые компьютерные информационные системы, позволяют выполнять все виды информационных процессов. По видовому признаку рассматривают аудиовизуальные технические средства, как: визуальные (показывающие изображения); аудио (звуковые); аудиовизуальные (зрительнослуховые). При этом под визуальной информацией понимаются данные, отображаемые на информационных досках и табло, экранах дисплеев, телевизионных приёмников и т.п. По функциональному использованию мультимедийные программно-технические средства можно разделить на: 148 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 1. Устройства оперативной внутренней связи – местная телефонная и иная, например, диспетчерская связь, радиотрансляция, системы оповещения. 2. Оборудование для индивидуального использования и проведения культурно-массовых мероприятий. 3. Средства информирования (различные информационные доски и табло, сенсорные экраны, видео и звуковые автоответчики, видеокубы, видеостены и т.п.); 4. Системы охранной и пожарной сигнализации (видеокамеры и телевизоры слежения, звуковая сигнализация и др. датчики). По используемому оборудованию аудиовидеотехнические средства можно классифицировать как устройства: 1) радиофикации и связи, звукоусиления, звукозаписи и звуковоспроизведения; 2) видеовоспроизведения и записи; 3) информирования. Хотя деления условны, они дают представление о многообразии и сложности существующих аудиовидеотехнических средств. Контрольные вопросы 1. Мультимедиа и медиатека (определение). 2. Аудиовидеотехнические средства и материалы (определение). 3. Классификация аудиовидеотехнических средств. 4. Средства информирования (определение). 5. Оборудование радиофикации и связи, звукоусиления, звукозаписи и воспроизведения. 6. Аудиовизуальное оборудование записи и воспроизведения. 7. Средства проекции (основные определения). 8. Статическая проекция изображений. Диапроекция (основные определения). 9. Эпипроекция (основные определения). 10. Динамическая проекция изображений. Видео- и мультимедиа проекторы (основные определения). 149 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 14 Автоматизированные информационные системы. Экспертные системы Основные понятия: Автоматизированная система; Автоматизированная система управления; Автоматизированная информационная система; Автоматизированная информационно-поисковая система; Экспертная система. 1. Автоматизированные системы Потребность постоянно повышать производительность и эффективность труда работников, выпускать больше качественной продукции и т.п. послужили основанием к созданию автоматизированных систем. Автоматизация прочно входит в повседневную жизнь людей. Первоначально с этой целью создавались различные автоматические устройства, способные избавлять человека от выполнения различных рутинных и опасных видов работ, например, роботы-автоматы и др. Обычно под “автоматической” понимают любую саморегулирующуюся систему. Принцип её работы заключается в сравнении некоторых выходных характеристик с установленным эталоном. Отклонение выходного значения от эталона вызывает включение элементов обратной связи для корректировки полученного значения. Созданные таким образом устройства позволили облегчить, ускорить, а порой и удешевить выполнение определенных видов работ. Для комплексного решения данной проблемы стали создаваться автоматизированные системы. При этом специалисты отмечают, что автоматизация может быть вызвана двумя обстоятельствами: наличием реальной необходимости и возможностью практической реализации. Автоматизированная система - это система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая автоматизированную технологию выполнения установленных функций. Такая система представляет комплекс технических, программных, других средств и персонала, предназначенный для автоматизации различных процессов. В первую очередь подобные системы создавались в промышленности и были ориентированны на совершенствование методов управления производственными процессами. Это были автоматизированные системы управления (АСУ) и автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). Автоматизированная система управления (АСУ) - это совокупность экономических и математических методов, технических средств организаци150 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» онных комплексов, обеспечивающих рациональное управление сложным объектом (процессом) в соответствии с заданной целью. Основное назначение АСУ – получение высокой эффективности разработки, внедрения и эксплуатации различных по назначению производственных систем. Понятие “Автоматизированная система управления” в России стало использоваться в 50-е годы ХХ века. Интенсивное применение таких систем начинается в 1970– 1980-е годы. Оно было направлено в основном на облегчение рутинных операций. Появление АСУ обусловлено необходимостью совершенствования организационной структуры управления предприятием, организацией, учреждением и т.п. Ныне это необходимый элемент многих отраслей знаний и хозяйства страны. АСУ представляет собой совокупность коллектива людей и комплекса программно-технических средств, т.е. является человеко-машинной системой, базирующейся на экономикоматематических методах управления, использовании средств ЭВМ. Автоматизация базируется на широком использовании средств вычислительной техники (СВТ) и необходимого для них ПО. В качестве технических средств АСУ получили использование многомашинные, многопроцессорные комплексы, образующие с помощью ЭВМ и информационных сетей распределенные системы обработки информации. При реализации АСУ обычно применяются автоматизированные рабочие места и участки. Решаемые в АСУ задачи делят на задачи, требующие немедленного ответа и допускающие определённую его задержку по времени выполнения. В основном выделяют следующие режимы работы АСУ: параллельной обработки, квантования временем для пакетной обработки, оперативной обработки, реального времени и телеобработки информации и данных. В режиме квантования временем каждой прикладной программе выделяется квант времени, по окончании которого управление передаётся следующей программе. Увеличение скорости ответа системы пользователю достигается путём оперативной (онлайновой, непосредственной) обработки данных. При сочетании многопрограммного режима работы ЭВМ с квантованием времени и режимом непосредственного доступа образуется режим разделения времени. Режим реального времени предназначен для задач, требующих немедленного ответа. Он характеризуется дистанционной обработкой информации (телеобработкой). Режим телеобработки может использоваться и в других случаях, например, для пакетного режима обработки данных. Автоматизация позволяет существенно сократить время создания новых образцов техники, продуктов и т.д., а также обслуживания пользователей, значительно повысить уровень их обслуживания, преобразует и видоизменяет отдельные технологические процессы, а порой – все основные традиционно используемые технологии. Хотя изначально автоматизированные системы предназначались для автоматизации сложных производственных технологических процессов, всё же их недаром назвали АСУ. 151 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Управление любыми процессами связано с выполнением собственно функций управления, т.е. взаимодействия людей в процессе выполнения каких-либо работ. В этом случае активизируется деятельность административно-управленческого аппарата и совершенствуется документооборот. Важное место в подобных процессах всегда отводилось циркулирующей в организации информации. АСУ – гибкие интегрированные системы с элементами искусственного интеллекта. Они ориентированы на реализацию безбумажного, безлюдного управления объектом с подстройкой к изменяющимся внешним условиям и ресурсам. Реализация подобных задач строится на применении ЭВМ, объединённых информационной сетью или сетями с другими ЭВМ. Для функциональных задач, имеющих достаточно формализованные алгоритмы решения (финансово-бухгалтерский учёт, материально-техническое снабжение, кадры и др.), внедрение АСУ позволило значительно улучшить отчётность, контроль прохождения документации, своевременность принятия решений, и во многих случаях это дало значительный экономический эффект. Следовательно, для успешного функционирования АСУ возникает потребность автоматизации информационных процессов, а значит и создания автоматизированных информационных систем (АИС). Так и было вначале. В результате появились информационные системы, позволяющие в автоматизированном режиме выполнять процессы, связанные с управлением производством и различными видами деятельности, а также с делопроизводством. В России эти процессы начинаются со второй половины XX века. Затем стало очевидным, что АИС могут использоваться не только для совершенствования управления производственными процессами, но и с целью улучшения качества создаваемой информационной продукции и услуг, повышения качества и оперативности обслуживания пользователей и т.п. Информационные АСУ обладают возможностью представления информации в виде, удобном для последующего использования, обработки в ЭВМ, а также передачи её по каналам связи. 2. Автоматизированные информационные системы Автоматизация информационных процессов, способствуя ликвидации многих рутинных операций, повышая комфортность и одновременно эффективность работы, предоставляя пользователям новые, ранее неведомые, возможности работы с информацией, создаёт и новые проблемы, решение которых может быть осуществлено лишь на базе использования общенаучных методов и новых информационных технологий. На каждой ступени развития общества они отражают присущий ему уровень высоких технологий. Автоматизированная информационная система (Automated information system, AIS) - это совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для хранения и (или) управления данными и ин152 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» формацией, а также для производства вычислений. Основная цель АИС – хранение, обеспечение эффективного поиска и передачи информации по соответствующим запросам для наиболее полного удовлетворения информационных запросов большого числа пользователей. К основным принципам автоматизации информационных процессов относят: окупаемость, надежность, гибкость, безопасность, дружественность, соответствие стандартам. Окупаемость означает затрату меньших средств, на получение эффективной, надёжной, производительной системы, возможностью быстрого решения поставленных задач. При этом считается, что срок окупаемости системы должен составлять не более 2–5 лет. Надежность достигается использованием надёжных программных и технических средств, использования современных технологий. Приобретаемые средства должны иметь сертификаты и (или) лицензии. Гибкость означает легкую адаптацию системы к изменению требований к ней, к вводимым новым функциям. Это обычно достигается созданием модульной системы. Безопасность означает обеспечение сохранности информации, регламентация работы с системой, использование специального оборудования и шифров. Дружественность заключается в том, что система должна быть простой, удобной для освоения и использования (меню, подсказки, система исправления ошибок и др.). Выделяются четыре типа АИС: 1. Охватывающий один процесс (операцию) в одной организации. 2. Объединяющий несколько процессов в одной организации. 3. Обеспечивающий функционирование одного процесса в масштабе нескольких взаимодействующих организаций. 4. Реализующий работу нескольких процессов или систем в масштабе нескольких организаций. При создании АИС целесообразно максимально унифицировать организуемые системы (подсистемы) для удобства их распространения, модификации, эксплуатации, а также обучения персонала работе с соответствующим ПО. Разработка АИС предполагает выделение процессов, подлежащих автоматизации, изучение их, выявление закономерностей и особенностей (анализ), что способствует определению целей и задач создаваемой системы. Затем осуществляется внедрение необходимых информационных технологий (синтез). Для успешного проведения проектно-организационных работ рекомендуется выявить несколько прототипов проектируемого объекта и устанавливае153 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» мых на нём программно-технических средств. На их основе разработать несколько вариантов. Затем из них выбирают альтернативные, из которых наконец – наилучшее решение. АИС можно представить как комплекс автоматизированных информационных технологий, составляющих информационную систему, предназначенную для информационного обслуживания потребителей. В АИС обычно применяются автоматизированные рабочие места (АРМ) на базе персональных ЭВМ, распределённые базы данных, программные средства, ориентированные на конечного пользователя. Основное назначение автоматизированных информационных систем не просто собрать и сохранить электронные информационные ресурсы, но и обеспечить к ним доступ пользователей. Одной из важнейших особенностей АИС является организация поиска данных в их информационных массивах (базах данных). Поэтому АИС практически являются автоматизированными информационно-поисковыми системами (АИПС), Автоматизированная информационно-поисковая система - программный продукт, предназначенный для реализации процессов ввода, обработки, хранения, поиска, представления данных т.п. АИПС бывают фактографическими и документальными. Фактографические АИПС обычно используют табличные реляционные БД с фиксированной структурой данных (записей). Документальные АИПС отличаются неопределённостью или переменной структурой данных (документов). Для их разработки обычно применяются оболочки АИС. 3. Автоматизация информационных процессов Целью автоматизации информационных процессов является повышение производительности и эффективности труда работников, улучшение качества информационной продукции и услуг, повышение сервиса и оперативности обслуживания пользователей. С её помощью ликвидируются рутинные процедуры, сокращается время выполнения заданий, преобразуются, а порой и полностью изменяются технологические процессы, предоставляются пользователям новые виды информационных услуг и продуктов. Автоматизация позволяет преобразовать и видоизменить отдельные технологические процессы, а порой – все основные традиционно используемые технологии. Она предоставляет пользователям новые, ранее неведомые, возможности работы с информацией и одновременно создаёт новые проблемы, решить которые можно лишь используя общенаучные методы и более новые НИТ. Способами обеспечения автоматизированных информационных систем и их технологий являются программное, техническое, лингвистическое, организационное и правовое обеспечение, используемые или создаваемые при проектировании информационных систем и обеспечивающие их эксплуатацию. 154 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Программное обеспечение представляет инструментальную среду программистов, прикладные программы для соответствующих ЭВМ и установленные на них операционные системы. Это языки программирования, операционные системы, сетевое программное обеспечение, редакторы (текстовые, связей, табличные и др.), библиотеки программ, трансляторы, утилиты и др. Главными среди них являются программные комплексы АИС – системы управления базами данных (СУБД). Их оболочки – это автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС) широкого применения. Техническое обеспечение АИС включает средства ввода, обработки, хранения, поиска и передачи/приёма информации. Ввод, обработка и хранение данных – стандартные составляющие ЭВМ. Поиск информации осуществляется на основе использования специального ПО. Средства передачи информации представляют собой сетевое и телекоммуникационное оборудование ЭВМ, системы и средства связи. К лингвистическому обеспечению обычно относят: типы, форматы, структура информации (данных, записей, докумен- тов); языковые средства описания (ЯОД, словари данных) и манипулирования данными (ЯМД); классификаторы, кодификаторы, словари, тезаурусы и т.п. В состав организационного обеспечения АИС входят структурные подразделения организации, её использующей, осуществляющие управление технологическими процессами и поддержку работоспособности системы, а также документация для обеспечения эксплуатации и развития системы. Правовое обеспечение АИС – это совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при создании и функционировании АИС. На этапе разработки АИС оно включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика системы, с регулированием отклонений процесса разработки системы, с обеспечением процесса разработки различными ресурсами. На этапе эксплуатации системы – определяет её статус в процессе управления, правовые положения компетенции отдельных структур АИС и организации их деятельности, порядок создания и использования информации в АИС, правовое обеспечение безопасности функционирования АИС. Правовое обеспечение включает нормативные документы, регламентирующие деятельность АИС. Вариант схемы автоматизированной информационной системы представлен на рис. 14.1. 155 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Рис. 14.1. Вариант схемы автоматизированной информационной системы. Универсальные оболочки не позволяют пользователям собственными силами развивать систему. Специальные программы класса СУБД (ORACLE, MS SQL, ADABAS, Informix и др.) разрабатываются таким образом, чтобы предоставлять пользователям широкие возможности их развития. Для обеспечения широких масс пользователей к открытым электронным информационным массивам осуществляется кооперация и интеграция этих ресурсов. Автоматизированные интегрированные информационные системы обеспечивают доступ к удалённым информационным и техническим ресурсам, а также возможность работы различных категорий пользователей с разнородной по формам представления информацией. К ним относят локальные, корпоративные и глобальные сети. АИПС, с точки зрения выполняемых задач и представляемых пользователям возможностей, могут быть как достаточно простыми (элементарные справочные), так и весьма сложными системами (экспертные и др., предоставляющие прогностические решения). 4. Экспертные системы Базы данных (а точнее базы знаний), созданные специалистами в какой-либо конкретной области, включают навыки и опыт экспертов, занятых практической деятельностью в этой области (например, в медицине или в математике). Создание подобных БД повлекло за собой появление методов искусственного интеллекта для решения задач творческого характера с использованием ЭВМ. Такие системы назвали экспертными. 156 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Экспертная система - это набор программ или программное обеспечение, которое выполняет функции эксперта при решении какой-либо задачи в области его компетенции. С 1970-х годов экспертные системы становятся ведущим направлением в области искусственного интеллекта. В них используют информацию, полученную заранее от экспертов – людей, которые в какой-либо области являются лучшими специалистами. Экспертные системы (ЭС) являются консультантами в принятии решений, т.к. содержат факты, знания и правила, которые взаимодействуют в проблемной области. Основное отличие ЭС от других программных продуктов заключается в использовании не только данных, но знаний и механизмов вывода решений и новых знаний. Хотя любая экспертная система основана на знаниях, но последняя не всегда является экспертной системой. Экспертные системы редко применяют в больших предметных областях. Их обычно используют в тех предметных областях, где специалист может принимать решение за время от нескольких минут до нескольких часов. Например, предлагается использовать их для решения когнитивных задач. Технологию построения экспертных систем называют инженерией знаний. Она заключается в преобразовании знаний эксперта и описание применяемых им способов поиска решений в форму, позволяющую представить их в базе знаний системы, а затем эффективно использовать для решения задач в конкретной предметной области. Рис. 14.2. Структура информации в экспертной системе классификации. Большинство экспертных систем не всегда пригодно для применения конечным пользователем. Если пользователь не имеет опыта работы с такими системами, у него могут возникнуть серьезные трудности. Многие системы оказываются доступными только тем экспертам, которые создавали их базы знаний. База знаний (knowledge base) - это совокупность знаний, относящихся к некоторой предметной области и формально представленных таким образом, чтобы на их основе можно было осуществлять рассуждения. 157 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Базы знаний можно разделить на базы общего (знания о чем-то “вообще”) и конкретного назначения. База знаний – это база данных, отображающая предметную область. Она включает в себя большую сумму знаний относительно проблем, “запомненных в системе”. Оперирование реальным знанием и способности экспертных систем и баз знаний ведут к созданию и использованию систем с искусственным интеллектом. Центральным моментом искусственного интеллекта является использование более эвристики (или правил перебора), чем алгоритмов обработки информации. Эвристика включает инструкции, правдоподобные аргументы или правила перебора для принятия решений и таким образом отражает человеческое поведение точнее, чем алгоритмы. Разработка систем интеллектуальной поддержки (основанных на знаниях) является составной частью исследований по искусственному интеллекту. Она нацелена на создание компьютерных методов решения проблем, обычно требующих привлечения специалистов. Системы интеллектуального проектирования и совершенствования управления предназначены для использования так называемых CASE-технологий (Computer Aid System Engineering), ориентированных на автоматизированную разработку проектных решений по созданию и совершенствованию систем организационного управления. Экспертные системы с искусственным интеллектом находят применение в планировании, управлении производством, обслуживании оборудования, т. е. в областях, где решения в области управления не могут полностью основываться на алгоритмах. Экспертные системы и системы основанные на знаниях успешно используются для поддержки принятия решений в различных предметных областях. Экспертные системы и системы поддержки принятия решений (СППР) используются в учебных и научных целях, для информационного обеспечения процессов принятия управленческих решений. Они создаются на основе использования методов экономико-математического моделирования и принципов искусственного интеллекта. Системы поддержки принятия решений существуют давно: это различные советы и коллегии, совещания, заседания, аналитические центры и т. д. Как бы они ни назывались, они полностью или частично выполняли и выполняют именно эту задачу. Для решения этой задачи с помощью информационных технологий, базирующихся на применении компьютерных и телекоммуникационных программно-технических средств, создан новый класс вычислительных систем и технологий – системы поддержки принятия решений. Системы поддержки принятия решений являются человеко-машинными объектами, позволяющими лицам, принимающим решения (ЛПР), использовать данные, знания, объективные и субъективные модели для анализа и решения слабоструктурированных и неструктурированных проблем. Это компьютерные системы, позволяющие 158 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ЛПР сочетать собственные субъективные предпочтения и знания с компьютерным анализом ситуации при выработке рекомендаций в процессе принятия решения. Человеко-машинная процедура принятия решений с помощью СППР представляет циклический процесс взаимодействия человека и компьютера. Её цикл состоит из фазы анализа и постановки задачи для компьютера, выполняемой лицом, принимающим решение, и фазы оптимизации (поиска решения и выполнения его характеристик), реализуемой компьютером. Опыт разработки и внедрения различных классов автоматизированных систем показал высокую экономическую эффективность их применения, особенно на крупных предприятиях. Она отражается в хорошей организации труда и производства, повышении точности планирования и реализации поставленных задач, в обеспечении ритмичности работы предприятия, уменьшении доли ручного труда и т.д. Средний срок окупаемости таких систем составлял в среднем два года. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Следует запомнить – потребность постоянно повышать производительность и эффективность труда работников, выпускать больше качественной продукции и т.п. послужили основанием сначала к созданию автоматизированных систем управления производственными технологическими процессами (АСУ ТП), затем автоматизированных систем управления предприятиями (АСУП) и автоматизированных информационно-поисковых систем (АИПС). Практически любая автоматизированная система включает в свой состав АИПС, при этом АИПС могут иметь самостоятельное назначение и использование. Автоматизированная информационно-поисковая система представляет совокупность программных и аппаратных средств, используемых для хранения, поиска и (или) управления данными и информацией, с целью удовлетворения информационных потребностей пользователей. Она также предназначена для реализации процессов ввода, обработки, и представления данных. Выделяются четыре типа АИПС: охватывающий один процесс (операцию) и несколько процессов в одной организации; обеспечивающий функционирование одного процесса в нескольких взаимодействующих организациях; реализующий работу нескольких процессов или систем в масштабе нескольких организаций. К основным принципам автоматизации информационных процессов относят: окупаемость, надёжность, гибкость, безопасность, дружественность, соответствие стандартам. Для обеспечения доступа широких масс пользователей к открытым электронным информационным массивам осуществляется кооперация и интеграция этих ресурсов. Автоматизированные интегрированные информационные системы обеспечивают доступ к удалённым информационным и техническим ресурсам, а также возможность ра159 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» боты различных категорий пользователей с разнородной по формам представления информацией. К ним относят локальные, корпоративные и глобальные сети. Базы данных (а точнее базы знаний), созданные специалистами в какой-либо конкретной области, включают навыки и опыт экспертов, занятых практической деятельностью в этой области (например, в медицине или в математике) и относятся к классу экспертных систем. При этом экспертная система – это комплекс компьютерного программного обеспечения, помогающий человеку принимать обоснованные решения, а база знаний – это совокупность знаний, относящихся к некоторой предметной области и формально представленных таким образом, чтобы на их основе можно было осуществлять рассуждения. Экспертные системы и системы основанные на знаниях успешно используются для поддержки принятия решений в различных предметных областях. Опыт разработки и внедрения различных классов автоматизированных систем показал высокую экономическую эффективность их применения. Она отражается в хорошей организации труда и производства, повышении точности планирования и реализации поставленных задач, в обеспечении ритмичности работы предприятия, уменьшении доли ручного труда и т.д. Средний срок окупаемости таких систем составлял в среднем два года. Контрольные вопросы 1. Дайте определение понятиям “Автоматизированная система” и “Автоматизированной система управления”. 2. Автоматизированные информационные системы (основные определения). 3. Дайте определение понятию “Автоматизированная информационнопоисковая система”. 4. Назовите основные принципы автоматизации информационных процессов. 5. Назовите типы автоматизированных информационно-поисковых систем. 6. Перечислите способы обеспечения автоматизированных информационных систем и их технологий. Дайте им характеристику. 7. Какие системы называют экспертными и базами знаний? 8. Какие системы используются для поддержки принятия решений? 160 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 15 Сетевые информационные технологии. Технологии групповой работы пользователей: доска объявлений, форум, электронная почта, теле- и видеоконференции Основные понятия: Вычислительная, коммуникационная и информации оная сеть; Локальные, региональные (территориальные) и глобальные сети; Интернет технологии. Онлайн и офлайн технологии; Реальные, искусственные и одноранговые сети; Топология и протоколы сетей. Пакет. Трафик; Web-технологии, сервисы Интернета. 1. Сетевые информационные технологии В 1960-е годы появились первые вычислительные сети (ВС) с ЭВМ. С этого времени собственно и появляются сетевые информационные технологии, позволившие объединить технологии сбора, хранения, передачи и обработки информации на ЭВМ с техникой связи. Сеть (Network) – это взаимодействующая совокупность объектов, связанных друг с другом линиями связи. В информационных процессах, системах и технологиях под термином “сеть” понимают как минимум несколько компьютеров и иных вычислительных машин, соединённых между собой с помощью специального оборудования для обеспечения вычислений и обмена различными видами информации. Сложные сети подразумевают большое количество пользователей, разветвлённую структуру, узлы коммутации и коммуникации, соединяющие всех в единую структуру. Основу сетевых технологий составляют вычислительные сети – средства связи (телекоммуникации), с помощью которых распределённые в пространстве компьютеры объединяются в систему. Вычислительная сеть - это компьютерная коммуникационная сеть, предназначенная для проведения измерений, экспериментов, сложных объединённых математических вычислений и т.п. работ, в том числе в автоматических и автоматизированных системах. Вычислительную сеть называют также сетью ЭВМ или компьютерной сетью (Computer network). Она представляет вычислительный комплекс, включающий терри161 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ториально распределённую систему компьютеров и их терминалов, объединенных в единую систему. Почти сразу же с появлением вычислительных сетей, они стали использоваться для обмена различного рода данными (сети передачи данных) и информацией. Развитие компьютерных сетей и сетевых технологий показало возможность с их помощью организовать широкомасштабное информационное обеспечение людей. Это привело к тому, что вычислительные сети, обеспечивающие обмен информационными ресурсами, стали называть “информационными сетями”, представляя разновидность коммуникационных сетей. Коммуникационная сеть - это система объектов, осуществляющих функции создания (генерации), преобразования, хранения и потребления продукта и линий передачи, по которым осуществляется передача этого продукта внутри сети. Информационная сеть - это коммуникационная сеть, в которой информация выступает в качестве продукта создания, переработки, хранения и использования. При этом не предполагается отказаться от проведения сетевых вычислений, более того эта технология постоянно совершенствуется, и ныне объединённые в информационную сеть суперкомпьютеры позволяют проводить сверхбыстрые вычисления, связанные с потребностями любых предметных областей. Отметим, что по области использования (распространения) выделяют локальные, региональные (территориальные) и глобальные сети. Локальные вычислительные сети (ЛВС) или LAN (Local Area Network) обеспечивают взаимодействие небольшого числа однородных компьютеров на небольшой территории. Они имеют по сравнению с WAN менее развитую архитектуру и используют более простые методы управления взаимодействием узлов сети. Небольшие расстояния между узлами сети и простота управления системой связи позволяют обеспечивать высокую скорость передачи данных. В ЛВС расстояние между компьютерами обычно ограничено до 1–2,5 км, скорость передачи информации составляет более одного Мбит/с. Такая сеть состоит из трёх основных компонент: одной или нескольких центральных (главных) машин (серверов), рабочих станций и коммуникаций. 162 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ЛВС легко адаптируются к изменённым условиям эксплуатации и модернизируются. Они обладают гибкой архитектурой, что позволяет легко изменять места дислокации соответствующих РС. Хотя нет чёткой классификации ЛВС, обычно выделяют следующие признаки: назначение, топология, типы используемых ЭВМ, организация управления, передачи информации, методы теледоступа и доступа, физические носители информации и др. Территориальные сети - (Wide Area Network, WAN) сети, охватывающие различные географические пространства. Обычно их делят по территориальному признаку на региональные и глобальные сети. Региональные сети обычно охватывают административную территорию города, области и т.п., а также производственные и иные объединения, расположенные в нескольких районах города, нескольких городах и т.п. Поэтому региональные сети иногда называют сетями MAN (Metropolitan Area Network). К региональным относятся корпоративные сети (сети масштаба предприятия), связывающие между собой ЛВС, охватывающие территорию, как правило, представляющую одно или несколько близко расположенных зданий, входящих в состав этой корпорации (предприятия). Они образуют сложные информационные системы (инфосистемы) с распределённой информационной архитектурой. К корпоративной информационной системе (КИС) относится “Интранет”. Эта технология подразумевает единство для внутреннего пользователя и внешнего потребителя, которым может быть один и тот же человек. Внутренним пользователем он является для своей организации, а внешним потребителем – для сторонней компании. Метод удобен для использования при работе организаций со своими филиалами, а также в различных корпорациях. Глобальная вычислительная сеть (Wide Area Network, WAN) – это множество географически удалённых друг от друга компьютеров (host-узлов), взаимодействующих между собой с помощью коммуникационных каналов передачи данных и специального программного обеспечения – сетевых операционных систем. Хост-компьютеры – мощные многопользовательские вычислительные системы (сервера), а также специализированные компьютеры, выполняющие функции коммуникационных узлов. Пользователи персональных компьютеров становятся абонентами такой сети после подключения своих компьютеров к её основным узлам. Интернет - глобальная информационная сеть, состоящая из большого количества сетей различного назначения, выполняющих разные задачи. Интернет образует интегрированную информационную сеть (интерсеть) - совокупность расположенных в различных странах взаимосвязанных информационных сетей, называемых подсетями. 163 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В зависимости от принятого способа управления сети делятся на: централизованные, децентрализованные и смешанные. Интернет децентрализованная интерсеть. Принцип её построения заключается в организации магистралей (высокоскоростных телефонных, радио, спутниковых и других линий связи) между центральными узловыми станциями. Рост информационных систем, объединяющихся между собой для обмена информацией и решения других задач, инициировал создание международных сетей, а затем и Интернета. Это способствовало появлению интернет технологий. Под технологией Интернет понимается совокупность правил и процедур, в результате выполнения которых происходит получение пользователем информационных ресурсов Интернета. Современные сетевые технологии представляют возможность работать в отложенном (оффлайн) и интерактивном (онлайн) режиме, обеспечивают связь с любыми доступными информационными источниками, позволяют осуществлять профессионально-ориентированное консультирование и обучение и др. Онлайновые технологии (On line) - это средства коммуникации сообщений в сетевом информационном пространстве, обеспечивающие синхронный обмен информацией в реальном времени. Онлайновые технологии включают интерактивные виды услуг в интернете: ISQ, интернет-телефонию и др. Оффлайновые технологии (Off line) - это средства электронной коммуникации сообщений в сетевом информационном пространстве, допускающие существенную асинхронность в обмене данными и сообщениями. Оффлайновые технологии включают: списки рассылки, группы новостей, вебфорумы, электронную почту и т.д. В информационных сетях управляющие системы называются серверами. Под термином “сервер” (англ. “server” – обслуживающий процессор, узел обслуживания) понимают подключенную к сети, достаточно мощную вычислительную машину, обладающую определёнными ресурсами общего пользования, а также, как правило, возможностью объединять некоторое количество компьютеров как в локальной, так и в глобальной информационных сетях. Сетевые узлы с серверами, называют хостами (англ. “host” – хозяин). Обычно они становятся провайдерами Интернета. Серверы обычно выполняют функции административного управления в сети и при этом называются администраторами системы. В их задачи входит проверка работоспособности системы (каналов, компьютеров, программ и т.п.); выявление сбоев, 164 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» несанкционированного доступа и других нарушений в сети; восстановление работоспособности сети; учёт работы сети, подготовка отчётов о её работе и предоставление пользователям информации о ресурсах сети. По назначению серверы делятся на: файловый, коммуникационный, приложений, почтовый и др. Кроме того, в сетях используют: сервер баз данных (“Data Base Server”), принт-сервер, факс-сервер и др. Подключённые в сети к серверам компьютеры называют рабочими станциями (РС) или клиентами. Разница заключается в применяемом программном обеспечении, позволяющем использовать компьютеры в сети только как сервер или как РС. Возможен вариант, когда любой компьютер в сети может быть в одних условиях сервером, а в других – “клиентом”. “Клиентом” обычно считается менее мощный компьютер, ресурсы которого не предоставляются в совместное использование в сети. Сеть, образованная из компьютеров “серверов” и “клиентов” и базирующаяся на ПО, обеспечивающем их работу в таких режимах, называется “клиент-серверной”. С точки зрения организации существует разделение сетей на три вида: реальные, искусственные и одноранговые. К реальным сетям относят такие, в которых компьютеры соединяются между собой по определённой схеме посредством специальных устройств – сетевых адаптеров и требуется присутствие специалистов, осуществляющих контроль и эксплуатацию таких сетей. Они называются “real network или Network With an Attitude” (NWA). Искусственные сети не требуют специального сетевого жёсткого диска. Компьютеры в этих сетях связываются между собой через последовательные или параллельные порты без специальных сетевых адаптеров. Иногда такая связь называется нольмодемной или ноль-слотовой (англ. “zero-slot network”), так как ни в один из слотов компьютера не включен сетевой адаптер. Такие сети работают очень медленно и, как правило, позволяют осуществлять одновременную работу лишь с двумя компьютерами. Одноранговые сети организуются по принципу “равный среди равных” (англ. “peer-to-peer network”) и относятся к промежуточному типу между реальными и искусственными. В такой сети в зависимости от необходимости каждый компьютер может быть сервером или РС. Например, РС с подключённым к ней принтером может использоваться как сетевой сервер печати и т.п. Преимущество таких сетей заключается в предоставлении ими почти таких же возможностей (сервисов), как и в реальных сетях, при том, что их гораздо легче устанавливать и обслуживать. Кроме того, не требуется однозначно выделять серверы, так как любой компьютер может быть сервером и одновременно клиентом. Структура построения сетей (топология), в первую очередь, определяется способом соединения компьютеров между собой. Топология - это описание способа физического соединения серверов и 165 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» рабочих станций в сеть. В общем случае различают “шинное” (параллельное подключение компьютеров к одной линии связи), звездообразное (радиальное, т.е. когда все РС соединяются с сервером), кольцевое и смешанное соединения компьютеров в сеть. К смешанному относят как одновременное использование названных выше способов соединения, так и иерархическое, многосвязное (в этом случае каждый компьютер соединяется со всеми остальными в сети) соединение компьютеров в сеть. С точки зрения количества используемых ЭВМ сети можно разделить на малые (до 10 ПК), средние (до 30 ПК) и большие (более 30 ПК). По типу используемых средств передачи информации сети бывают проводные (кабельные), беспроводные (радио и спутниковые) и комбинированные. Важным аспектом сетевых технологий является выбор метода передачи сообщений в сети. Известны и используются три метода передачи: метод передачи с приоритетным доступом, метод с челночным опросом и метод пакетов-маркеров. Существуют варианты использования смешанных типов передачи данных. Метод передачи с приоритетным доступом. С передающего компьютера поступает запрос на передачу информации. Ему предоставляется канал во временное пользование. Все остальные компьютеры сети ожидают окончания сеанса передачи. Метод с челночным опросом. В сети циркулирует информационный пакет с пустым интервалом и последовательно опрашивает все компьютеры на потребность передачи ими информации. Если такая потребность имеется, движущийся интервал подхватывает возможный для передачи информационный пакет и переносит его адресату. Метод пакетов-маркеров. Этот метод подобен контейнерным перевозкам, когда подготовленное к передаче сообщение “конвертируется” (преобразуется) в пакеты с адресом и ждёт оказии с транспортёром, которым в данном случае является маркированный интервал времени. Этот интервал может использоваться только одним компьютером. По методам передачи данных существуют сети с: 1) передачей данных по выделенным каналам связи; 2) коммутацией каналов; 3) коммутацией сообщений; 4) коммутацией пакетов сообщений. Сетевые протоколы 166 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Для возможности создания и эффективного функционирования любой сети необходимо стандартизировать методы работы в ней. С этой целью разрабатываются и используются сетевые протоколы. Протокол (Protocol) - это стандарт, определяющий поведение функциональных блоков при передаче данных; правило, определяющее взаимодействие, набор процедур обмена информацией между параллельно выполняемыми процессами в реальном масштабе времени. Передача и приём сообщений в любых компьютерных сетях осуществляется с помощью специальных протоколов обмена данными, представляющих набор семантических и синтаксических правил, определяющих поведение функциональных блоков в сети. Протоколом сети называется стандарт на взаимодействие одноименных уровней и процессов взаимодействия между собой; документ, определяющий правила и процедуру совместного взаимодействия систем и ЭВМ. На низком уровне обмен данными между ПК производится методом передачи пакетов сообщений. Протоколы среднего уровня NetBIOS, IPX/SPX, TCP/IP обычно выполняют функции транспортного средства, позволяя компьютерам сети обмениваться данными друг с другом. Протоколы высокого уровня обеспечивают перенаправление файлов и обслуживание файл-серверов методом передачи пакетов сообщений с использованием протоколов среднего уровня. В Интернет данные пересылаются в пакетах с помощью протокола IP. IP-протокол (Internet Protocol) является межсетевым протоколом. Он обеспечивает доставку сетевых пакетов с информацией и межмашинные коммуникации. Протокол управляет адресацией пакетов, направляя их по разным маршрутам между узлами сети, и позволяет объединять различные сети. Пакетом называется фрагмент данных, к которому присоединен заголовок с указанием служебной информации о том, куда, на какой ПК этот пакет данных должен быть передан. Правила работы с пакетами данных называются протоколом TCP. TCP-протокол (Transmission Control Protocol) служит для организации надёжной полнодуплексной связи между конечными пунктами (узлами) обмена информацией в Интернете. Он преобразует сообщения в поток пакетов на передающей стороне и собирает полученные пакеты в сообщения на приёмной стороне. Протокол TCP основан на протоколе IP, поэтому их обычно обозначают вместе – TCP/IP. Эти межсетевые протоколы управляют передачей данных в сети. 167 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Для приёма и отправки сообщений в Интернете используются специальные протоколы POP3 и SMTP. Протокол POP3 (Post Office Protocol, версия 3) позволяет компьютеру пользователя загружать поступающую почту через телефонную сеть, а протокол SMTP (Simple Mail Transport Protocol) используется для отправки почты с компьютера пользователя. Протокол POP3 предусматривает обращение почтового пользователя сети к почтовому серверу с предложением забрать пришедшие письма, сообщает серверу имя ящика и пароля, загружает сообщения клиенту и удаляет их из почтового ящика. С помощью SMTP происходит накопление отправляемых писем и обеспечение их получения адресатом. FTP – протокол файлового обмена. Он используется для пересылки файлов с одного компьютера на другой, например, для получения клиентом файлов с FTP-сервера. Telnet – протокол эмуляции терминала. Он служит для управления в сети (в т.ч. Интернете) одним компьютером с помощью другого. При этом можно не только просматривать файлы другого компьютера, но и использовать его программы (теледоступ). Существуют и другие протоколы. Так, в Интернете используется стандарт OSI (Open Systems Interconnection), обеспечивающий взаимосвязь открытых систем для европейских информационных сетей. 2. Технологии групповой работы пользователей Обеспечение групповой работы пользователей подразумевает организацию их взаимодействия в процессе выполнения каких-либо видов работ, в т.ч. принятия решений. Данный метод сочетает коммуникационную, вычислительную технологию и технологию принятия решений для реализации группой лиц сложных неструктурированных задач. Поэтому системы, обеспечивающие групповую работу пользователей, ориентированы на коллективную обработку документов в процессе осуществления конкретных бизнес-процессов. Кроме того, они используются как справочноинформационные, обучающие, игровые и другие системы. Первой компьютерной технологией групповой работы пользователей можно считать создание локальных вычислительных сетей. Первоначально использовался принцип разделения времени, предоставляемого центральной машиной (ЦМ) терминалам, на небольшие равные промежутки, что создавало иллюзию одновременного использования машины многими пользователями и позволяло подключать к ЦМ некоторое количество компьютеров. При этом в каждый конкретный минимальный временной интервал к ЦМ подключался только один терминал, затем другой и так далее. Таким образом осуществлялся постоянный циклический опрос каждого терминала с целью передачи ему от ЦМ или принятия от него информации. Затем для решения подобных задач стали создаться сети предприятий, корпоративные, региональные (территориальные), национальные и международные, в т.ч. глобальные информационные сети. 168 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Сети масштаба предприятия, а также корпоративные сети иногда называют интранет сетями. В них пользователи получили возможность сочетать преимущества автономной обработки информации на рабочих местах и индивидуального доступа к общим (внутренним и внешним) информационным ресурсам организации. Важными аспектами, связанными с Интранет, являются единый интерфейс и, как правило, “клиент– серверная” технология. При этом клиент обычно пользуется программой–браузером. Удобство использования браузеров базируется на их основном свойстве – возможности работы с различными протоколами, и в первую очередь с TCP/IP. Глобальные сети, глобальные вычислительные сети (ГВС) или глобальные информационные сети (ГИС) связывают организации и пользователей, находящихся в различных странах на любых континентах планеты. К ним относится Интернет. С одной стороны Интернет – огромная (глобальная) международная транспортная информационная магистраль, позволяющая осуществлять обмен разнообразными данным практически из любой точки планеты. С другой стороны, – Интернет представляет огромное хранилище распределённой информации, различных форматов и видов, к которым относятся: Web-страницы, электронные библиотеки, каталоги продуктов и услуг, открытая правительственная информация, научно-исследовательские публикации, документы различных сервисов Интернета: FTP, Usenet и электронной почты, телеконференций и др., коммерческая, правовая, финансовая, образовательная и другая информация. Услуги в Интернете предоставляются различными организациями, называющимися провайдер (англ. “provider” – поставщик). Выделяют интернет-провайдеров, сервис-провайдеров (“service provider” – поставщик услуг), провайдеров приложений и др. Абонент, подключившись к Интернету, становится пользователем непрерывного информационного потока. Время и объём информации, получаемый или передаваемый им, характеризуются термином “трафик”. Пользователям приходится платить за аренду каналов, подключение к провайдеру, трафик, а также другие услуги, оказываемые посредниками. При этом стоимость используемых им услуг Интернета, в том числе трафика, определяет провайдер. Web-технологии “Web” (в дальнейшем – веб) построен на основе применения гипертекста. С его помощью создаются веб-страницы, которые размещаются на веб-сайтах. Таким образом, веб-технологии в значительной мере являются гипертекстовыми технологиями. Для работы в Интернете в среде веб-технологий пользователи используют браузеры. 169 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Веб-страница – это самостоятельная часть веб-сайта; документ, имеющий уникальный адрес (URL). Веб-страница может быть статической или динамической. Они включают тексты, графику, звук, видео или анимацию. Существуют иерархическая, линейная организация страниц и в виде паутины. В иерархической используется несколько уровней страниц. С основной (первой, главной) страницы ссылки идут на промежуточные страницы (второго уровня) и т.д. Линейная организация подразумевает связанные между собой ссылками равноправные страницы одного уровня. На каждой из них могут быть ссылки на любые другие. Паутина – множество страниц, различным образом связанных между собой (переплетённых друг с другом), образующих сложную структуру. В сети Интернет просмотр веб-страниц осуществляется с помощью браузера. Веб-браузер – это программа-клиент. Браузер (англ. "browser") - это программа ускоренного просмотра веб страниц с сайтов и порталов в Интернете. Просмотр (браузинг) – это операция, характерная только для гипертекста, означающая поиск информации посредством просмотра гипертекстовой сети. При этом возможно запоминание пути следования для того, чтобы при последующем аналогичном запросе поиск происходил по зафиксированному пути следования. Наиболее известны “Netscape Navigator” (NN) и “Microsoft Internet Explorer” (IE), хотя появилось множество отечественных и зарубежных вариантов браузеров, например, Opera и др. 3. Сервисы Интернета Сервисом Интернета называют программу, выполняющую определенные функции для обеспечения работы пользователей в Интернете. Существует ряд способов работы с компьютерной сетью: получение информации с электронной доски объявлений; обмен данными по электронной почте; получение списков рассылки; участие в электронных форумах, телеконференциях и т.п.; обмен текстовыми сообщениями в чатах; копирование файлов с помощью FTP; использование интернет-телефонии и др. Эти способы составляют сервисы Интернета, которые предоставляются провайдерами сети. Рассмотрим их подробнее. 170 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Электронная доска объявлений (англ. “Bulletin Board System”, BBS). Обычно так называют небольшие системы с доступом по телефонным каналам связи, предназначенные для местных пользователей. Современные BBS встречаются и используются редко. За рубежом BBS используются, в том числе для распространения информации об организациях, местных событиях, выпускаемой издательствами литературе (книжные обзоры) и др. Электронная почта Обмен электронной корреспонденцией – один из самых простых, но интенсивно используемых сервисов. В электронной почте транспортная служба имеет дело с файлами, обрабатываемыми компьютерами, а не с бумагой, передаваемой с помощью различных физических средств, как это делается в классических почтовых системах. В этой службе можно отправлять файлы как приложения (Attachment) и рассылать почту одновременно по нескольким адресам (циркулярно). С учётом сказанного электронная почта (E-Mail) – служба почтовой связи, в которой доставка сообщений осуществляется электронными методами с помощью компьютеров, подключённых к телекоммуникациям. Списки рассылки Существует форма обмена информацией между пользователями сети Интернета – “списки рассылки” (Mailing list, Listserv), напоминающая электронную конференцию. Это централизованная система, как правило, поддерживается конкретным инициатором. Он осуществляет по электронной почте обычно бесплатную рассылку поступающей в конференцию информации по определенной теме. Для регулярного получения информации на неё надо подписаться – послать на сайт рассылки сообщение, например “Listserv”. Электронные конференциии и форумы Электронная конференция, проводимая в сетях Интернета, подобна автоматически поддерживаемым спискам рассылки электронных писем по определенным тематикам. В рамках темы конференции абонент пишет письмо, отправляет его на определенный адрес, и письмо автоматически рассылается всем, подписавшимся на данную конференцию (её участникам). Основное отличие от списков рассылки заключается в том, что сообщения рассылаются не конкретному пользователю, а хранятся на многих серверах, специально организованных для поддержания соответствующих конференций. Сообщения через некоторое время удаляются. Такие конференции существуют до тех пор, пока есть люди, которые в них пишущит. Форумы образуют в Интернете сообщества людей (группы пользователей глобальной сети) для обмена мнениями, консультирования, получения новостей по интересам. Для участия в них необходимо составить информационное сообщение о своём сайте и отправить его в соответствующую конференцию. Затем следует ответить на все предлагаемые форумом вопросы и “поселиться” в одной или нескольких его конференциях. В Интернете существует сервис, позволяющий организовать “разговор” двух и более пользователей в реальном режиме времени, который называют “Чат” (анл. “Chat” – беседовать, болтать), а сервис – телеконференции в режиме реального времени (IRC – 171 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Internet Relay Chat). Услуга аналогична телеконференциям, но осуществляется в режиме реального времени. Пользователи интерактивно общаются друг с другом с помощью клавиатурного ввода текстов в специальном окне программы. Это своеобразный разговор между людьми в письменной форме по сети Интернет. Его разновидность – ICQ (I Seek You – я ищу тебя) приложение, используемое для интерактивного общения двух пользователей Интернета, автоматически осуществляет вызов и показывает, кто из знакомых находится на связи. Каждый участник имеет собственный идентификационный номер. Разновидностью электронной конференции является телеконференция, т.е. конференция, видимая на расстоянии (видеоконференции) – средство и способ визуального интерактивного общения территориально удалённых людей в компьютерных сетях. Первые видеоконференции в середине 1960-х годов провела компания AT&T. Выделяют три варианта проведения видеоконференций: студийные, групповые и персональные. В видеоконференциях пользователям обеспечивается выделенный доступ к информации группового использования для совместного проведения электронных тематических конференций. При этом каждый участник видит и слышит остальных. Аудиоконференции (голосовые конференции) обеспечивают пользователям в Интернете вызов, соединение и разговор аналогично осуществляемым при обычной телефонной связи. Для ведения обычных телефонных разговоров через интернет используется технология интернет телефонии. Веб-вещание предусматривает трансляцию через Интернет видеоматериала телевизионного качества изображения и звука. Его используют при трансляции на большую аудиторию (более 30 человек). Отличие от видеоконференции заключается в односторонней передаче потокового изображения и звука. При этом могут использоваться сеансы вопросов и ответов. Копирование файлов в сети осуществляется с помощью FTP. В Интернете существуют специальные библиотеки файлов, предоставляющие пользователям возможность переписать их на собственные компьютеры. FTP позволяет осуществлять передачу файлов независимо от используемых в сети компьютеров. Пользователи сети могут записать свои файлы на FTP-сервер. Для этого на их компьютерах должна быть программа FTP-клиента. FTP-сервер – большое хранилище (архив) файлов. Принцип его работы отличается от Web-серверов по структуре и способу подачи информации. Интернет-телефония (англ. “Internet Telephony” – IT и IP-телефония) позволяет разговаривать по телефону, используя технологии Интернета. С помощью компьютерной техники и телекоммуникаций она в реальном времени обеспечивает недорогую голосовую связь. IP-телефония позволяет использовать любую IP-сеть для ведения междугородних и международных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени. 172 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Суть этого сервиса заключается в том, что голос вызывающего абонента переводится в цифровую форму (оцифровывается), разделяется на равные порции – “пакеты”. В таком виде он пересылается по компьютерной сети. На приёмном конце пакеты собираются. Хранящаяся в них информация обратно преобразуется в голосовой сигнал, который поступает в телефонную сеть к вызываемому абоненту. При соединении в Интернет двух компьютеров между собой с помощью IP-адресов шлюзы и другие дополнительные устройства (кроме модемов) не требуются. Обмен сигналами происходит практически одновременно, благодаря чему обеспечивается полнодуплексный разговор. Системы компьютерной телефонии одновременно содержат функции оперативного оповещения значительного количества людей о каком-либо событии. Кроме того, компьютерные телефонные системы позволяют проводить видеоконференции. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Для обмена различного рода данными и информацией с удалёнными пользователями появились и стали интенсивно развиваться компьютерные информационные сети и сетевые технологии. Это позволило организовать широкомасштабное информационное обеспечение людей. По области использования (распространения) их называют локальными, региональными (территориальными) и глобальными сетями. В региональных сетях выделяют корпоративные сети и сети масштаба предприятия (интрасети). Глобальные сети Интернет образуют интегрированную информационную сеть (интерсеть) – совокупность расположенных в различных странах взаимосвязанных информационных сетей, называемых подсетями. Современные сетевые технологии представляют возможность работать в отложенном (оффлайн) и интерактивном (онлайн) режиме, обеспечивают связь с любыми доступными информационными источниками. В информационных сетях управляющие системы называются серверами. Серверы обычно выполняют функции административного управления в сети и при этом называются администраторами системы. Сетевые узлы с серверами, называют хостами. Обычно они становятся провайдерами Интернета. По назначению серверы делятся на: файловый, коммуникационный, приложений, почтовый, сервер баз данных, принт-сервер, факс-сервер и др. С точки зрения организации существует разделение сетей на три вида: реальные, искусственные и одноранговые. Структура построения сетей (топология), в первую очередь, определяется способом соединения компьютеров между собой. Выделяют “шинное”, звездообразное (радиальное), кольцевое и смешанное соединения компьютеров в сеть (одновременное использование названных способов соединения и иерархическое, многосвязное). Используются три метода передачи сообщений в сети: с приоритетным доступом, с челночным опросом и пакетов-маркеров. Существуют варианты использования сме173 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» шанных типов передачи данных. Для эффективного функционирования любой сети стандартизируют методы работы в ней. С этой целью разрабатываются и используются сетевые протоколы. В компьютерных сетях применяют следующие протоколы обмена данными: TCP/IP, POP3 и SMTP, FTP, Telnet, OSI и др. Обеспечение групповой работы пользователей подразумевает организацию их взаимодействия в процессе выполнения каких-либо видов работ, в т.ч. принятия решений. При работе в Интернете могут быть использованы следующие его услуги (сервисы) групповой работы пользователей: информация с электронной доски объявлений; обмен данными по электронной почте; получение списков рассылки; участие в электронных форумах, телеконференциях и т.п.; обмен текстовыми сообщениями в чатах; копирование файлов с помощью FTP; использование интернет-телефонии и др. Контрольные вопросы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Типы и топология сетей. Локальные, региональные сети (характеристика). Интранет (назначение). Глобальные сети – Интернет (назначение и характеристика). Серверы и хосты в Интернете. Провайдеры Интернета и браузеры. Основные сервисы и услуги Интернета. Доска объявлений и FTP. Электронная почта: отправка и получение сообщений. Виды коллективного общения: форум, чат. Телеконференции, аудио- и видеоконференции. Интернет телефония. 174 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 16 Интеграция информационных технологий. Корпоративные информационные системы. Технологии “клиент-сервер”. Информационные хранилища. Системы электронного документооборота Основные понятия: Интеграция информационных технологий; Сетевые адаптеры, повторители, коммутаторы, концентраторы; Мультиплексоры, мосты, маршрутизаторы, шлюзы и модемы; Информационные хранилища и электронный документооборот; дистанционное, электронное и мобильное образование. 1. Интеграция информационных технологий Совместное использование данных в процессе коллективной деятельности зачастую приводило к серьезным негативным последствиям. Для решения этой проблемы стали разрабатывать комплексы различных информационных технологий с общими данными, направленные на выработку единых и эффективных для организаций и процессов методов применения этих технологий. Основным способом решения такой проблемы стала интеграция информационных технологий на основе обеспечения коммуникационной совместимости отдельных программных средств. Для этого, в частности, создавались специальные программы, осуществляющие преобразование данных из одного формата хранения в другой (конверторы). Затем были разработаны интегрированные программные пакеты, позволяющие в рамках одной программы реализовать нескольких функций с установлением внутренних информационных связей между ними (офисные программные пакеты). В типовом варианте они включают: текстовый процессор, табличный процессор, СУБД, система управления коммуникациями. Параллельно создавалась единая интегрирующая среда, в качестве которой использовались операционные оболочки и локальные сети. Для работы в такой среде все программы-приложения разрабатываются в соответствии с определёнными спецификациями, что позволяет стандартизировать способы обмена информацией между различными приложениями. Кроме групповых сред появляются и личные информационные системы, объединившие в рамках одной технологии все функции поддержки и организации рабочего места. Например, для планирования рабочего времени от одного рабочего дня до нескольких лет, ведения адресно-телефонного справочника, многоструктурного блокнота, справочника памятных дат и др. В новых интегрированных моделях бизнеса появляется возможность собирать детальную информацию о каждом клиенте, о спросе и состоянии рынка с помощью интерактивного доступа к информации. Возможность персонального общения с обратной 175 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» связью позволяет каждому клиенту становиться активным поставщиком информации о своих потребностях. Предприятие персонализирует предлагаемые продукты и услуги, направляя маркетинговые усилия на конкретные группы лиц. При этом маркетинговые просчеты и коммерческий риск снижаются практически до нуля. Дальнейшее развитие интеграции информационных технологий связано с телекоммуникациями, позволяющими все вышеназванные достоинства подобных технологий использовать в сложных разветвлённых и неоднородных информационных сетях, использующих, в том числе, распределённые базы данных и распределённую обработку документов. К таким сетям относится и Интернет. Интернет – глобальная информационная сеть, состоящая из большого количества сетей различного назначения, выполняющих разные задачи. Таким образом, Интернет образует интегрированную информационную сеть (интерсеть) – совокупность расположенных в различных странах взаимосвязанных информационных сетей, называемых подсетями. Принцип их построения заключается в организации магистралей (высокоскоростных телефонных, радио, спутниковых и других линий связи) между центральными узловыми станциями (серверами провайдеров). Существуют также опорные сети, создаваемые различными организациями, как правило, для удовлетворения собственных потребностей. Они бывают международные, государственные, региональные и отраслевые. Некоторые опорные сети для выхода в Интернет выделяют специально оборудованные сетевые узлы с серверами (хосты), и становятся провайдерами Интернета. Все основные принципы, используемые в локальных и региональных сетях, в той или иной степени применяются в глобальных сетях. Однотипные по используемым аппаратуре и протоколам сети объединяются с помощью общих для соединяемых сетей узлов-“мостов”, а разнотипные сети – с помощью общих узлов-“шлюзов”. Интеграция нескольких сетей в единую систему базируется на использовании межсетевой маршрутизации информационных потоков. Межсетевая маршрутизация организуется путём включения в каждую из объединяемых подсетей специальных узлов-“маршрутизаторов”. Часто функции “маршрутизаторов” и “шлюзов” интегрируются в одном узле. Узлы-“маршрутизаторы” распознают какой из поступивших к ним пакетов относится к “местному” трафику сети станцииотправителя, а какой должен быть передан в другую сеть, входящую в единую интегрированную систему. Для функционирования подобных интегрированных информационных сетей используются специальные сетевые технические средства, обеспечивающие взаимодействие как внутри локальной сети, так и нескольких информационных сетей или подсетей. К ним относятся: 1) серверы доступа; 176 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 2) сетевые адаптеры, повторители, коммутаторы, концентраторы, мультиплексоры, мосты, маршрутизаторы, шлюзы и модемы, согласующие работу компьютеров с каналами передачи данных. Сетевой адаптер используется для соединения компьютеров в локальной сети. Он устанавливается внутри системного блока компьютера. Позволяет поддерживать скорость обмена данными от 10 до 100 Мб/с. Повторитель (англ. “Repeater”) служит для восстановления (регенерации) электрических сигналов, передаваемых между двумя сегментами ЛВС, если невозможно работать на одном сегменте кабеля или есть ограничения на расстояние и число узлов. Концентратор (англ. “Hub”) – устройство, позволяющее соединить компьютеры (РС или Клиенты) с сервером или несколько ЛВС в интерсеть для организации иерархических структур и разветвления сети. Они бывают пассивными и активными. К одному концентратору можно подключить от двух, четырёх до нескольких десятков компьютеров. Мост (англ. “Bridge”) служит для соединения разных подсетей, имеющих, в том числе, неодинаковые канальные протоколы. Шлюз (англ. “Gateway”) – межсетевой преобразователь, служит для соединения информационных сетей различной архитектуры с неодинаковыми сетевыми протоколами. Как правило, в сетях приём и передача информации между несколькими абонентами организуются с помощью специальных устройств разделения и уплотнения канала – мультиплексоров. Они предназначены для подключения к компьютеру терминалов, модемов и других устройств. Оперативность передачи данных зависит и от возможности выбирать оптимальные маршруты доставки данных. Выбор оптимального маршрута осуществляется специальными устройствами – маршрутизаторами (англ. “Router”). Кроме того, они выполняют функции: “моста” между ЛВС и Интернетом; соединения (объединения) локальных сетей (маршрутизации); защиты ЛВС от несанкционированного доступа (Firewall). Маршрутизатор может представлять программное, техническое и программно-техническое средство. Он является полноценным ресурсом Интернета, имеет свой IP-адрес и, как правило, предназначен для работы в корпоративных и территориальных сетях. Для преобразования цифровых данных ЭВМ в сигналы, передаваемые по линиям связи, используют модемы. Вариант связи удалённого компьютера через маршрутизатор с ЛВС представлен на рис. 16.1. 177 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Рис. 16.1. Вариант связи ПК с удалённой ЛВС с помощью модема. Для эффективной работы организации обычно в ней развёртывается локальная сеть. Поскольку без Интернета ныне немыслима деятельность практически любой организации, они подключаются к глобальной информационной сети. Более того, некоторые организации имеют свои подразделения, поставщиков и заказчиков, которые могут располагаться не только в любых местах территории какого-либо региона, но и в любом государстве. В таком случае взаимодействие осуществляется путём соединения технологий Интранета и Интернета и образования распределённой информационной сети. Основные принципы её построения соответствуют принятым для ЛВС и Интернета при организации разнородных сетей. В результате формируются корпоративные информационные сети. 2. Корпоративные информационные системы Корпоративная сеть (сеть масштаба предприятия, Enterprise network) связывает между собой ЛВС подразделений корпорации (предприятия). В результате образуются сложные информационные системы (инфосистемы) с распределённой информационной архитектурой. Распределённые сети бывают проводными и беспроводными. Распределённые сети беспроводной широкополосной связи называют сетями широкополосного доступа (англ. “Broadband Wireless Access, BWA”). Таким образом, корпоративная сеть – сеть смешанной топологии, включающая несколько локальных сетей. Она объединяет филиалы корпорации, которые являются, как правило, её собственностью. Корпоративная информационная система - информационная система, участниками которой может быть только ограниченный круг лиц, определённый её владельцем или соглашением участников этой системы. Поскольку невозможно управлять экономикой предприятий основываясь только на профессиональную интуицию её руководителей, специалисты предлагают создавать корпоративные информационные системы управления знаниями. В создаваемой корпоративной информационной системе обычно используют “клиент/серверные” сетевые технологии. 178 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 3. Технологии “клиент-сервер” Клиенты (пользователи сети) взаимодействуют через локальные и глобальные сети с различными программными приложениями, работающими на серверах. Корпоративные данные могут храниться в корпоративной или глобальной сети, а также на нескольких серверах ЛВС, входящих в состав корпоративной сети. Архитектура клиент-сервер (Client-server architecture) – архитектура распределённой вычислительной системы, в которой приложение делится на клиентский и серверный процессы. Сервер владеет и распоряжается информационными ресурсами системы, а клиент может пользоваться ими. Сервер – это компьютер, выполняющий обработку запроса. Он отвечает за хранение данных, организацию доступа к ним и передачу данных клиенту. Серверный процесс в архитектуре клиент-сервер – процесс, который выполняет на сервере запрос клиентского процесса и отсылает ответ клиентскому процессу. Клиент – это задача, рабочая станция, пользователь. Он может сформировать запрос для сервера: считать файл, осуществить поиск записи и т.п. Клиентский процесс в архитектуре клиент-сервер – процесс, который выполняется на стороне клиента и посылает запрос серверному процессу на выполнение некоторой задачи. Обычно клиентский процесс: управляет пользовательским интерфейсом; контролирует вводимые пользователем данные; распределяет запросы серверным процессам; может выполнять бизнес-логику приложений. Как правило, клиент и сервер территориально отделены друг от друга, и в этом случае они образуют систему распределённой обработки данных. Для современных СУБД архитектура “клиент-сервер” фактически является стандартом. Используемые в ней прикладные программы имеют распределённый характер, т.е. часть функций приложений реализована в программе-клиенте, а другая – в программе-сервере. Ныне распространяется концепция GRID, представляющая набор стандартизированных служб, обеспечивающих надёжный, совместимый, дешёвый и повсеместный доступ к информационным и вычислительным ресурсам. Она подразумевает интеграцию на основе управляющего и оптимизирующего ПО нового поколения. GRID не только концепция, но и работающие технологии, применяемые прежде всего для решения потоков/наборов однотипных задач. Некоторые технологии GRID начинают использовать в корпоративных системах. 4. Информационные хранилища 179 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Огромные массивы данных можно хранить на одном или нескольких серверах. Если они расположены в сетях типа Интернет, то их называют информационными хранилищами (базами обобщённых данных). Это могут быть сети хранения данных, которые формируются из множества различных внешних и внутренних источников (Рис. 16.2). В любом случае это базы и банки данных, функционирующие, как правило, под управлением распределённых СУБД. Для сохранности электронных информационных ресурсов применяют специальные сети хранения данных, получившие название Storage Area Network (SAN), а в корпоративных сетях – специализированные Network Attached Storage (NAS-серверы), которые осуществляют совместимость, интеграцию и администрирование серверов общего назначения, а также хранение огромных массивов данных. В качестве информационных хранилищ в них используют RAID-массивы, CD и DVD библиотеки. Возможность современных СУБД организовывать накопление и оперативную обработку больших объёмов информации способствовала развитию аналитических систем прогнозирования, идентификации объектов и состояний, оценки и выбора альтернативных решений и др., например, систем поддержки принятия решений. 5. Системы электронного документооборота Ежедневно в масштабах организаций обрабатываются огромные массивы документов. Многие из них порождают большое количество сопровождающих документов. В результате появляются потоки документов, которые приходиться контролировать и перераспределять между различными подразделениями. Согласно данным Siemens Business Services до 30% рабочего времени сотрудников уходит на поиск документов и другие рутинные операции, 15% документов безвозвратно теряется, а 80% времени руководитель тратит на работу с информацией. Всё это относится к технологиям делопроизводства. Делопроизводство - это отрасль деятельности, обеспечивающая документирование и организацию работы с официальными документами (документооборот). Документооборот – совокупность взаимосвязанных процедур, обеспечивающих движение документов в учреждении с момента их создания или поступления и до завершения исполнения или отправки и передачи в архив. Термин “делопроизводство” возник в России во второй половине XVIII века. Ныне он является синонимом термина “документационное обеспечение управления” (ДОУ) –это система вторичных процессов, обеспечивающих и отражающих процессы управления. Для решения задач управления деловыми процессами в организациях используют автоматизированные системы. С их помощью организуют системы электронного документооборота и контроля выполнения заданий, загрузки сотрудников. Цель их исполь180 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» зования заключается в сведению к минимуму создание и перемещение бумаг внутри организации. Пока еще не предполагается полностью отказаться от бумажных документов по причинам, главным образом, юридического характера. Системы делопроизводства обеспечивают работу с электронными версиями документов и реквизитами регистрационно-контрольных форм в соответствии с принятыми в стране правилами и стандартами делопроизводства. Системы документооборота обеспечивают строго регламентированное и формально контролируемое движение документов внутри и вне организации на основе информационных и коммуникационных технологий. Автоматизация документооборота заключается в комплексной автоматизации процессов разработки, согласования, распространения, поиска и архивного хранения документов организации. Электронный документ – документ, в котором информация представлена в электронно-цифровой форме. Электронный документооборот - это электронный обмен деловыми документами между автоматизированными системами различных компаний в стандартизованной форме, действенное средство повышения эффективности управления в организациях. Система электронного документооборота сокращает время прохождения информации, требующейся для принятия управленческих решений. Она создаёт единое информационное пространство и оперативно действующие коммуникационные каналы связи между сотрудниками различных функциональных и территориальнораспределённых подразделений. Электронная цифровая подпись (ЭЦП) – это реквизит электронного документа, предназначенный для его защиты от подделки. ЭЦП получается в результате криптографического преобразования информации с использованием закрытого ключа электронной цифровой подписи. Она позволяет идентифицировать владельца ключа подписи, а также установить отсутствие искажения информации в электронном документе. В электронном документообороте используют системы: управления документами, СУД (Document Management System, DMS); автоматизации деловых процедур, АДП (Work-Flow System); обработки изображений документов (Imaging System); оптического распознавания символов (Optical Character Recognition System, OCR) и др. Коллективную работу с документами обеспечивают технологии “Groupware” и “Workflow”. 181 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Технология Groupware предназначена для небольших рабочие групп. Она ориентирована на поддержку выполнения одной коллективной задачи при отсутствии структуризации в организации работ. Поддержка ограничивается обеспечением коллективного доступа к информации. Технологии Workflow служат для автоматизации документооборота в средних и крупных офисах и обеспечивает поддержку многопользовательской работы с несколькими задачами одновременно при чёткой структуризации выполнения работ по ролям и документам с контролем исполнения. 6. Технологии Дистанционного обучения Ещё одним видом интегрированных информационных сетей являются образовательные информационные сети. Они обычно используют методы обучения, базирующиеся на использовании телекоммуникаций, компьютерных средств и технологий “Дистанционного обучения”. Этот метод получает широкое распространение в конце XX века. Дистанционное обучение (англ. “Distant learning”) – это обучение, при котором все или большая часть учебных процедур осуществляется с использованием современных информационных и телекоммуникационных технологий при территориальной разобщенности преподавателя и студентов. Дистанционное обучение - это способ организации процесса обучения, основанный на использовании современных информационных и телекоммуникационных технологий, позволяющих осуществлять обучение на расстоянии без непосредственного контакта между преподавателем и учащимся. Иногда говорят, что это “модернизированное” заочное образование. То есть когда с помощью кейс-технологии и Интернета студент может учиться в любое удобное для него время по индивидуальному графику. Кейс-технология предполагает комплектацию учебно-методических материалов в специальный набор – кейс, который пересылается учащемуся для самостоятельного изучения. Кейс содержит текстовые, аудиовизуальные и мультимедийные учебнометодические материалы. Для взаимодействия с вузом студентам организуют регулярные консультации преподавателей-тьюторов традиционным или дистанционным способом. Однако это только часть возможностей дистанционного обучения, его офлайновый компонент. Дистанционное обучение (ДО) – особая образовательная информационная технология. В ней используются телекоммуникации, что вызывает потребность оптимизации и даже сокращения объёмов передаваемой информации, но без потерь её сущности. При этом можно применять офлайновые, онлайновые технологии и их совокупность. 182 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» За рубежом в последнее время используются понятия “электронное обучение” (англ. “E-learning” или “Electronic Learning”) или Интернет обучение – предоставление доступа к компьютерным учебным программам (англ. “coursware”) через Интернет или корпоративные Интранет сети. Они стали употребляться наряду с термином “дистанционное обучение”. Инициатива “eLearning”, как объявлено в Европе, задаёт формат поддержки информационной грамотности, европейских виртуальных университетов, объединения учебных заведений в единую цифровую сеть и развития дистанционной технологии обучения. В электронном обучении, в основном, используют три разновидности технологий: Мультимедиа в виде CD и DVD-ROM для самообучения, компьютерного обучения и тренинга, а также интерактивных видеодисков (IVD); Интерактивные, синхронные и асинхронные мультимедиа как компьютерные конференции, интерактивное телевидение (ITV) и видеотелеконференции; Распределенные мультимедиа – WWW и Интернет. Темпы внедрения новых информационных технологий таковы, что терминология за ними не поспевает. В начале XXI века появилось новое понятие – “электронное образование”. Нет пока однозначного его толкования. В мире наиболее употребительны термины “e-learning” и “m-learning”, не имеющие еще адекватного перевода на русский язык. Последнее понятие возникло в связи с активным развитием беспроводных технологий мобильного обучения. Его можно отнести к перспективным технологиям электронного образования или обучения, позволяющим не зависеть от места нахождения в процессе обучения, то есть не быть привязанным к офису или дому. А назвать его можно мобильным Интернетом. Совершенно очевидно, что Интернет предоставляет огромные возможности для различных форм и видов образования. С начала 1990-х годов во всём мире (в том числе в России) интенсивно формируются образовательные и научные электронные информационные ресурсы, ориентированные на аудиторию от профессорскопреподавательского состава вузов до школьников. Учебные заведения размещают информационные образовательные ресурсы в Интернете на своих сайтах и порталах для того, чтобы обучающиеся могли воспользоваться ими. Они создаются в школах, средних специальных учебных заведениях и вузах, различных негосударственных и государственных учреждениях и организациях, в т.ч. в Министерстве образования и науки РФ. В глобальной сети создаётся открытая образовательная среда. В определённых ситуациях она может быть закрытой или частичной открытой, например, при использовании ДО, ЭО и др. 183 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В образовательной среде России, используются новейшие достижения педагогики и психологии, компьютерных и телекоммуникационных технологий. Новую парадигму образования можно выразить следующим девизом “Учиться учить самостоятельно”. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Важно знать, что потребность совместного использования данных в процессе коллективной деятельности привела к необходимости создания специальных технических средств и технологий, выработки единых и эффективных методов применения этих технологий. Основным способом решения такой проблемы стала интеграция информационных технологий на основе обеспечения коммуникационной совместимости отдельных программных средств. Она позволила осуществлять распределённые хранение данных и обработку документов в сложных разветвлённых и неоднородных информационных сетях, использующих, в том числе, распределённые базы данных. К таким сетям относится и Интернет. При этом Интернет образует интегрированную информационную сеть (интерсеть). Все основные принципы, используемые в локальных и региональных сетях, в той или иной степени применяются в глобальных сетях. Для функционирования подобных интегрированных информационных сетей используются специальные сетевые технические средства и технологии, обеспечивающие взаимодействие как внутри локальной сети, так и нескольких информационных сетей или подсетей. К ним относятся: серверы доступа; сетевые адаптеры, повторители, коммутаторы, концентраторы, мультиплексоры, мосты, маршрутизаторы, шлюзы и модемы, согласующие работу компьютеров с каналами передачи данных. С их помощью информационные технологии объединяются в корпоративные (сети масштаба предприятия) и иные сети. Корпоративная сеть связывает между собой ЛВС подразделений корпорации. В результате образуются сложные информационные системы (инфосистемы) с распределённой информационной архитектурой. В них обычно используют “клиент/серверные” сетевые технологии. Клиенты (пользователи сети) взаимодействуют через локальные и глобальные сети с различными программными приложениями, работающими на серверах. Корпоративные данные могут храниться в корпоративной или глобальной сети, а также на нескольких серверах ЛВС, входящих в состав корпоративной сети. Как правило, клиент и сервер территориально отделены друг от друга, и в этом случае они образуют систему распределённой обработки данных. Огромные массивы данных можно хранить на одном или нескольких серверах. Если они расположены в сетях типа Интернет, то их называют информационными хранилищами. Это могут быть сети хранения данных, которые формируются из множества различных внешних и внутренних источников (Storage Area Network, SAN) или специализированные Network Attached Storage (NAS-серверы) в корпоративных сетях. В качестве информационных хранилищ в них используют RAID-массивы, CD и DVD библио184 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» теки. В любом случае это базы и банки данных, функционирующие, как правило, под управлением распределённых СУБД. К интегрированным информационным технологиям относят системы документооборота и образования. Система электронного документооборота создаёт единое информационное пространство и оперативно действующие коммуникационные каналы связи между сотрудниками различных функциональных и территориальнораспределённых подразделений. Современные образовательные информационные системы всё чаще используют методы обучения, базирующиеся на применении телекоммуникаций, компьютерных средств и технологий “Дистанционного обучения”. В начале XXI века появились новые понятия – “электронное образование” и мобильный Интернет, который позволяет не зависеть от места нахождения в процессе обучения, то есть не быть привязанным к офису или дому. Контрольные вопросы 1. В чём смысл интеграции информационных технологий? 2. Перечислите сетевые технические средства интегрированных информационных технологий. 3. Какова роль корпоративных информационных сетей в интегрированных информационных технологиях? 4. Свойства и возможности клиент-серверных технологий. 5. Роль и виды информационных хранилищ в интегрированных информационных технологиях. 6. Системы делопроизводства как компоненты интегрированных информационных технологий. 7. Возможности использования информационных технологий в образовании. 185 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Лекция 17 Геоинформационные и глобальные системы. Информационные технологии распространения информации. Авторские информационные технологии Основные понятия: Геоинформационная технология; Доменная система имен и адресация в Интернете; Унифицированный указатель ресурсов, система доменных имён и служба имен доменов; Средства связи. Административно-управленческая связь; Авторские информационные технологии. 1. Геоинформационные и глобальные системы XXI век характеризуется построением информационных обществ в различных государствах планеты Земля. В России политическое и социально–экономическое развитие страны определяется как переход от политики информатизации к информационной политике, включающей геополитические, внешнеэкономические, социально– экономические, научно-технические и культурные аспекты развития. К категории национальных и международных интересов относятся информационные технологии, связанные с изучением нашей планеты, её полезных ископаемых и т.д. Одной из таких технологий является геоинформационная технология. Геоинформационная технология - это технологическая основа создания географических информационных систем, позволяющая реализовать их функциональные возможности. Геоинформационные системы (ГИС) ориентированы на работу с картографической и относящейся к географическим объектам описательной (табличной, графической и др.) информацией. Они обеспечивают накопление, систематизацию, анализ и распространение географических данных для решения задач инвентаризации, моделирования и управления окружающей средой. В ГИС картографические данные хранятся в цифровой форме. При этом основные географические координаты, площадные и линейные размеры изначально содержатся в ней. Отсутствующие параметры могут быть легко вычислены. Такое решение позволяет легко переходить от визуального к количественному анализу пространственных данных. В результате происходит накопление знаний об исследуемых пространственных системах. Географическая информационная система обеспечивает сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных. ГИС предназначены для решения научных и прикладных задач инвентаризации, 186 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» анализа, оценки, прогноза и управления окружающей средой и территориальной организацией общества. Основу ГИС составляют автоматизированные картографические системы, а главными источниками информации служат различные геоизображения. 2. Информационные технологии распространения информации Одной из важнейших функций информационных технологий является распространение информации. При этом распространение информации означает использование программно-технических средств передачи данных и необходимых для этого информационных технологий. К программно-техническим средствам передачи данных относятся средства связи (телекоммуникации) и программно-технические компьютерные устройства, системы и комплексы. Средства связи представляют оборудование приёма/передачи, устройства и среду распространения данных. Устройства распространения данных обеспечивают их распространение по проводным и беспроводным линиям и каналам связи. В качестве среды распространения используется воздушное и безвоздушное пространство. С другой стороны среда распространения может представлять некоторую совокупность устройств передачи данных и телекоммуникаций, позволяющих использовать её пользователями для взаимообмена информацией. В качестве такой среды ныне выступают различные информационные сети. Интернет является такой средой. Он представляет единое информационное пространство и средство коммуникации. Интернет – это огромная (глобальная) международная транспортная информационная магистраль, позволяющая осуществлять обмен разнообразными данным практически из любой точки планеты. Интернет также и огромное хранилище распределённой информации, различных форматов и видов. Хотя это и децентрализованная система, она объединяет множество различных централизованных информационных систем и отдельных серверов, взаимодействующих между собой благодаря использованию единых принципов и правил. К таким правилам или стандартам относятся сетевые протоколы взаимодействия, а также правила адресации в Интернете. Правила адресации позволяют осуществлять адресную рассылку информации, обмен данными и нахождение нужных информационных ресурсов в Интернете. Они напоминают систему почтовых адресов и называются “доменной системой имен и адресации в Интернете”. Пользователи Интернета, расположенные в сети серверы, сайты, информационные системы, порталы и т.п. обладают уникальными адресами, называемыми URL (Uniform Resource Locator – универсальный механизм указания местонахождения ресурсов или объектов сети; унифицированный указатель ресурсов). Он позволяет определить тип протокола транспортировки, имя машины (hosta), к которой нужно добраться, и имя объекта (ресурса) на этом хосте. Для этого используется метод адресации доменов. 187 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» При адресации доменов используют различные принципы организации адресов сайтов (хостов, и других главных машин) и адресов пользователей. URL-адрес состоит из трёх частей. В первой части описывается транспортный протокол, используемый при пересылке данных (http, ftp). Вторая часть – доменное имя сервера в сети Интернета (компьютера, на котором находятся нужные информационные ресурсы). Третья часть определяет путь к конкретному (искомому) файлу. Например, адрес http://www.rambler.ru/sports/index.html представлен в виде трёх частей следующим образом: При вводе адреса в командную строку браузера с клавиатуры, первую часть (транспортный протокол) можно не вводить, так как браузер определяет её автоматически. Адрес сервера состоит из доменного имени, которое может иметь несколько уровней, считающихся по порядку справа налево и отделяющихся друг от друга точкой. Первый (верхний) доменный уровень называют зоной. Он обозначает код страны (географический домен) или профиль организации (организационный домен). Например, варианты географических доменов: “RU” означает “RUssia”, “US” – “USA”, “UK” – “United Kingdom”, “CA” – “Canada”. Варианты организационных доменов: “COM” – “COMmercial” (коммерческая организация), “NET” – “NETwork” (сетевая организация), “GOV” – “GOVerment” (правительственное учреждение), “ORG” – “ORGanization” (некоммерческие организации), “EDU” – “EDUcation” (образовательное учреждение) и др. Второй уровень, как правило, используется для указания аббревиатуры (названия) организации, например, “Microsoft”, “Sony”, “Runet”, “MGU” – Московский государственный университет и т.д. Третьего уровня может не быть или его применяют с целью обозначения подразделения (отдел, группа, факультет, филиал и др.), а также полного или сокращенного собственного имени абонента (фамилия, имя или инициалы, аббревиатура и т.п.). Примеры доменных имён andrey.mgu.ru, microsoft.com и др. названных организаций: mgu.ru, phis.mgu.ru, Адрес абонента характеризуется одним или несколькими уровнями, отделяемыми от адреса сервера значком “@”. Например, oleg@mgu.ru, Oleg_S@mgu.ru, ivanov@phis.mgu.ru, postmaster@msuc.misa.ac.ru и др. При этом следует помнить, что вид записи символов (прописные или строчные буквы) имеет значение и его следует придерживаться. Данные адреса являются адресами электронной почты пользователей (абонентов). Как видно, пробелы между символами в адресах не ставятся. 188 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Кроме подобной адресации существуют и цифровые IP-адреса (raw IP address), формируемые на основе системы доменных имен (Domain Name System, DNS) для преобразования условных адресов в их внутреннее представление. Они состоят из четырёх групп 3-разрядных цифр, отделяемых друг от друга точками. Например, “100.3.4.200”. DNS-адрес “www. microsoft.com” соответствует IP-адресу Это первичны цифровые адреса. Они удобны для компьютерных программ связи, осуществляющих автоматическое определение мест доставки информации. Пользователю же более привычны и удобны “именные” буквенно-цифровые адреса. Для преобразования первых во вторые и обратно существует специальная служба, называемая службой имен доменов (DSN). Она автоматически транслирует адреса доменов в адреса IP и обратно. Это касается хостов. Для пользователей обычно используются доменные адреса. Как упоминалось ранее, в Интернет нет единого руководства. Вопросами регистрации адресов серверов и пользователей занимаются, как правило, национальные агентства (в России – РосНИИРОС) или службы, старающиеся связываться между собой. Некоторые из них разрабатывают рекомендации по использованию систем адресации, сетевых форматов и др. Российский национальный домен первого уровня (“RU”) существует с 7 апреля 1994 года. К концу 2004 года в Рунете было около 240 тысяч доменов второго уровня. Пользователи к Интернету подключаются через провайдеров. Для этого им необходимо иметь компьютер, модем и определиться с методом соединения (временное или постоянное соединение). В простейшем случае обычно используют временное соединение по коммутируемым телефонным линиям общего пользования. По ним осуществляется взаимодействие компьютера пользователя с сервером (хостом) провайдера. Через него пользователь получает доступ к безграничным электронным информационным ресурсам Интернета. В коммутируемом доступе (Dial-Up) скорость получения данных может доходить до 56 Кбит/с (7 Кб/с, 420 Кб/мин или 25 Мб/ч), а их передачи – до 33 Кбит/с. Постоянное соединение характеризуется использованием выделенных телефонных или иных прямых линий (в том числе радиоканала), а также специальных модемов (обычно, синхронных) для подключения с их помощью к центральному компьютеру провайдера и работы в Интернете. Этот способ используют для организации круглосуточной работы выделенных сайтов и порталов на территориях создающих их организаций или групп лиц. Он также может использоваться отдельными пользователями. Постоянное подключение обеспечивает более высокую пропускную способность и надёжность работы, чем временное соединение, но требует решения технических и финансовых проблем. Для эффективного использования выделенного канала к нему через ло189 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» кальную сеть подключают некоторое количество пользователей. Подобные варианты успешно используются в технологиях SOHO и СМБ. Копию сайта можно разместить на сервере провайдера. Этот компромиссный вариант может оказаться выгодным вариантом для организаций, не способных сразу обеспечить себе выделенный канал, а также платить значительные средства за создание собственного сервера на своей территории. Не малую роль в продолжительном существовании сайта играет его посещаемость, определяемая, в первую очередь, грамотной регистрацией его в наиболее известных и посещаемых поисковых машинах, например, “Рамблер” и “Яндекс”. Такая регистрация называется индексацией сайта. Индексация сайтов осуществляется поисковыми системами в большей степени с учётом заголовков на главной странице сайта и ключевых слов, размещённых в тексте файла этой страницы. Последние прописываются на языке HTML в поле метаданных – мета тег <meta name = “keywords” CONTENT=" ">. Ключевые слова отделяются друг от друга запятой. 3. Информационные технологии передачи информации. Связь Современные технические средства передачи информации базируются на средствах связи (телекоммуникации), обеспечивающих передачу/приём различных видов данных. Для этого создаются сети передачи данных, использующие специальные каналы связи и методы передачи данных. При их отсутствии или невозможности воспользоваться ими, передачу данных осуществляют по неприспособленным для этого каналам связи, например, низкочастотным и низкоскоростным линиям и каналам телефонной связи или линиям электрической связи. Технические средства передачи информации подразумевают использование различных средств связи (коммуникации). Они делятся на: проводные (телефонные, телеграфные и т.п.) и беспроводные. Беспроводные средства связи, в свою очередь, делят на: радио (всенаправленные, узконаправленные, сотовые и иные радио системы), радиорелейные и космические (спутниковые) устройства, системы и комплексы. При этом, например, передачу речи можно организовать по аналоговым и цифровым, проводным и беспроводным, телефонным и любым радио каналам связи. Средства связи - это технические (программно-аппаратные) системы передачи данных (СПД) и информации на расстояние. Они состоят из оконечных устройств приёма и передачи, а также линий (каналов) связи. Современные средства связи обеспечивают пользователям десятки различных сервисных услуг. Например, с их помощью можно узнать: текущие дату и время, погоду в любой точке планеты, уточнить расписание движения различных видов транспорта и местоположение субъекта или объекта (средства навигации), заказать билеты на 190 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» транспорт или массовое мероприятие, номера в гостиницах, выполнить циркулярную рассылку информации нескольким абонентам одновременно, проводить переговоры сразу с несколькими абонентами, использовать автоответчик с записью передаваемых сообщений, подключиться к компьютеру и выполнить другие сервисы. В сетях передачи данных распространяется только цифровая (кодированная) информация. Эти сети образуют систему передачи данных (СПД). По режиму обмена данными устройства передачи данными (УПД) делятся на симплексные, полудуплексные и дуплексные. По отношению к собственности связь делят на государственную, коммерческую и производственную. Широко и разнообразно используются системы производственной связи, которые обычно называют системами административно-управленческой связи. Административно-управленческая связь дминистративно-управленческая связь предназначена для управления различными, в том числе человеческими (людскими) и информационными ресурсами. В общем случае выделяют внутреннюю и внешнюю административно-управленческую связь. Подобная связь на предприятиях, в учреждениях, промышленных объединениях и т.п. заключается в использовании устройств и систем, позволяющих осуществлять на местах оперативное управление путём передачи и приёма деловой административной и производственной информации. Таким образом, это, по большей части, замкнутая, внутренняя оперативная связь. В административно-управленческой связи используются устройства и оборудование: 1) автоматической телефонной, телеграфной и фототелеграфной связи; 2) диспетчерской и директорской оперативной связи; 3) радиофикации, звукоусиления, воспроизведения, звукозаписи и др. Автоматическую телеграфную и фототелеграфную связь в современных организациях не применяют. Разновидностью фототелеграфной связи является факсимильная связь, обычно использующая для передачи сообщений телефонные линии связи. Автоматическая телефонная связь достаточно широко применяется в организациях, хотя порой альтернативой ей являются беспроводные радио системы, особенно мобильная связь. Автоматическая телефонная связь образуется с помощью узлов коммутации, роль которых выполняют автоматические телефонные станции (АТС), и соединяющих эти узлы каналов (линий) связи. В совокупности с абонентскими линиями (телефонная линия от абонента к ближайшей АТС) она составляет телефонную сеть. Телефонная сеть имеет иерархическую структуру – оконечные (внутриучрежденческие, местные, районные и т.п.), городские, региональные (областные, краевые, республиканские), государственные и международные АТС. АТС соединяются между собой с помощью соединительных линий. 191 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» В организациях применяют местные учрежденческие (внутриучрежденческие, офисные) автоматические телефонные станции (УАТС). Современные УАТС компактные электронные устройства, не требуют обслуживания и предоставляют пользователям широкий набор сервисов. Они позволяют значительно сократить количество городских телефонных номеров, а также не загружать городские линии и АТС для ведения местных переговоров. Офисные АТС обеспечивают внутреннюю связь подразделений между собой с возможностью выхода во внешние сети. С их помощью можно осуществлять различные виды производственной связи (диспетчерскую, технологическую, громкоговорящую и директорскую) для связи директора с подчинёнными, проведения совещаний и конференций, а также функционирование систем охранной и пожарной сигнализации. Использование информационных компьютерных технологий в АТС позволяет вести автоматический учёт и регистрацию телефонных разговоров, совместно с системой охраны помещений автоматически подавать сигнал тревоги в соответствующие помещения, заранее запрограммированным абонентам, использовать режимы “не беспокоить”, “ночной режим” для переадресации вызовов на дежурный телефон и другие виды услуг. В небольших организациях обычно используют мини- и микро- электронные АТС (ЭАТС), в которых основная внешняя линия подключается к секретарю, осуществляющему: переадресацию поступающих к вызываемым абонентам вызовов, ответ на входящие в его компетенцию вопросы, приём и передачу факсимильных сообщений и другие виды работ. Применение диспетчерской связи вызвано необходимостью осуществлять контроль выполнения работ и заданий руководства, своевременно и качественно управлять производственными процессами и др. Для этого используют громкоговорящую (однои двустороннюю) связь, телефонную и факсимильную связь, компьютеры, локальные сети и другие средства. Радиофикация, звукоусиление, звукозапись и звуко- и втдеовоспроизведение необходимы для оперативного оповещения работников и посетителей организаций о различных (штатных и нештатных) событиях, например, о проводимых выставках или культурно-массовых мероприятиях, чрезвычайных ситуациях и др. Это оборудование может применяться при проведении культурно-массовых мероприятий, учебных занятий и т.п. Например, для сопровождения концертов, вечеров встреч и др., а также записи выступлений. Звукоусиления осуществляется с помощью усилительных устройств, громкоговорителей (звуковых колонок), микрофонов для передачи и приёма речи и музыки. Для звуковоспроизведения и записи используют радиоприёмники, проигрыватели, магнитофоны, магнитолы и плееры. Для видеовоспроизведения и записи – телевизоры, видеомагнитофоны и видеоплейеры. 192 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Средства коммуникации входят в состав средств связи. К ним относятся модемы, маршрутизаторы, коммутаторы и т.п. 4. Авторские информационные технологии Данное понятие однозначно не определено. К нему можно отнести аспекты информационных технологий, связанные с авторским правом, с авторскими документами различного характера (в том числе изобретениями), а также с авторскими научными и учебными материалами. Авторское право в каждой стране защищается законом. В России действуют Федеральные законы “О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных” (1992 г.), “Об авторском праве и смежных правах” (1993 г.) и др. Однако далеко не всё ещё решено в данной области. Авторские документы – это материалы созданные и подписанные автором. Ныне это, как правило, электронные документы, в которых право авторов может быть защищено электронной подписью. К ним относятся производственные документы, справочно-инструктивные материалы, а также различные виды изданий (статьи и тезисы, рефераты, различны учебные работы, брошюры, книги и т.п.). Авторские научные и учебные материалы можно выделить из авторских документов. Они включают изобретения и патенты, научные публикуемые и непубликуемые материалы, учебные программы, учебники и учебные пособия, лекции, учебнометодические пособия. Их особенностью является не только характер работ, но и локальность с точки зрения распространения, а также обновляемость, вызванная научнотехническим процессом, реакцией на его достижения учёных и профессорскопреподавательского состава, отражающейся в новых публикациях. Как авторские документы, так авторские научные и учебные материалы могут сохраняться на различных носителях информации. Кроме традиционных (бумажных), всё чаще их в электронной форме размещают на компакт-дисках (CD и DVD), а также на сайтах в Интернете. При этом ныне в России весьма проблематично соблюдать и обеспечивать права авторов этих материалов. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Важно знать, что в XXI веке на первый план выходят геополитические, внешнеэкономические, социальные, экологические, научно-технические и культурные аспекты развития. К категории национальных и международных интересов относятся информационные технологии, связанные с изучением нашей планеты, её полезных ископаемых, экологией и т.д. Одной из таких технологий является геоинформационная технология. Геоинформационные системы ориентированы на работу с картографической и относящейся к географическим объектам описательной (табличной, графической и др.) информацией. Они обеспечивают накопление, систематизацию, анализ и распростране193 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» ние географических данных для решения задач инвентаризации, моделирования и управления окружающей средой. Одной из важнейших функций информационных технологий является распространение информации, означающее использование программно-технических средств передачи данных и необходимых для этого информационных технологий. К программно-техническим средствам передачи данных относятся средства связи (телекоммуникации) и программно-технические компьютерные устройства, системы и комплексы. Средства связи представляют оборудование приёма/передачи, устройства и среду распространения данных. Устройства распространения данных обеспечивают их распространение по проводным и беспроводным линиям и каналам связи. В качестве среды распространения используется воздушное и безвоздушное пространство. Среда распространения может представлять некоторую совокупность устройств передачи данных и телекоммуникаций, позволяющих использовать её пользователями для взаимообмена информацией, например, информационные сети (Интернет). Интернет представляет единое информационное пространство и средство коммуникации. Информационные системы и отдельные сервера в нём взаимодействуют между собой благодаря использованию единых стандартов (сетевых протоколов, правил адресации и др.). Последние образуют доменную систему имен и адресации в Интернете. С её помощью по постоянным или временным соединениям пользователи обращаются к электронным информационным ресурсам, расположенным на сайтах (хостах) в Интернете. При этом среду распространения информации организуют с помощью средств связи (телекоммуникации). Средства связи (коммуникации) представляют программно-технические системы передачи данных (СПД) и информации на расстояние. Они совместно с оконечными устройствами приёма/передачи образуют линии и каналы связи. Средства связи делятся на проводные и беспроводные. К проводным видам связи относят: телеграфную, фототелеграфную (факсимильную) и телефонную связь, а к беспроводным – почтовую, различные подвиды волновой: радио и оптической связи. В состав средств связи входят средства коммуникации: модемы, маршрутизаторы, коммутаторы и т.п. Авторские информационные технологии ещё однозначно не определены. К ним можно отнести информационные технологии, связанные с авторским правом, авторскими документами различного характера, а также с авторскими научными и учебными материалами (в том числе изобретениями). Контрольные вопросы 1. 2. 3. Что такое геоинформационная система и как она строится?> Назначение доменной системы имен и адресация в Интернете. Перечислите методы адресации в Интернете. 194 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» 4. Какие технологии используются для распространения информации с помощью средств связи? 5. Назовите основные виды средств связи, используемые для передачи информации. 6. Что входит в состав административно-управленческой связи? 7. Что входит в понятие авторские информационные технологии? 195 Конспект лекций по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» направление» Скачано с www.znanio.ru 196
