Введение в информатику

1. Информатика. структура предметной области. Объекты изучения информатики



Информатика - это наука об общих свойствах информации, закономерностях и методах ее поиска и получения, записи, хранения, преобразования, передачи, переработки, распространения и использования в различных сферах человеческой деятельности. В качестве объектов изучения информатики выступают: информация, данные, информационные технологии и информационные процессы.

Термин информатика возник в 60-х годах во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (науки о компьютерной технике).

В России термин информатика получил распространение в начале 80-х годов. До этого совокупность направлений, называемых теперь информатикой, именовалась по-разному. Поэтому история информатики в России - это, по сути, и история отечественной кибернетики и частично прикладной математики и вычислительной техники

Информатика в широком смысле представляет собой единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с переработкой информации главным образом с помощью компьютеров и телекоммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности. В узком смысле информатика состоит из трех взаимосвязанных частей: технических средств (hardware), программных средств (software), интеллектуальных средств (brainware). В свою очередь, информатику как в целом, так и каждую ее часть обычно рассматривают с разных позиций: как отрасль народного хозяйства; как прикладную дисциплину; как фундаментальную науку.

Информатика как отрасль народного хозяйства включает в себя предприятия разных форм хозяйствования, где занимаются производством технических средств обработки и передачи информации, программных продуктов и разработкой современных технологий переработки информации.

Информатика как прикладная дисциплина занимается изучением закономерностей в информационных процессах (накопление, переработка, распространение); созданием информационных моделей коммуникаций в различных областях человеческой деятельности; разработкой информационных систем и технологий в конкретных областях и выработкой рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.

Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой методологии создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. Одна из главных задач этой науки - выяснение, что такое информационные системы, какое место они занимают, какую должны иметь структуру, как функционируют, какие общие закономерности им свойственны.



2. Основные области исследований информатики



Отмечено, что история информатики связана с постепенным расширением области ее интересов. Возможность расширения диктовалась развитием компьютеров и накоплением моделей и методов их применения при решении задач различного типа. На протяжении полувековой истории информатики в ней неоднократно возникали и исчезали те или иные направления. В настоящее время в нее входят следующие основные области исследования:

1. теория алгоритмов (формальные модели алгоритмов, проблемы вычислимости, сложность вычислений и т.п.);

2. логические модели (дедуктивные системы, сложность вывода, нетрадиционные исчисления: индуктивный и абдуктивный вывод, вывод по аналогии, правдоподобный вывод, немонотонные рассуждения и т.п.);

3. базы данных (структуры данных, поиск ответов на запросы, логический вывод в базах данных, активные базы и т.п.);

4. искусственный интеллект (представление знаний, вывод на знаниях, обучение, экспертные системы и т.п.);

5. бионика (математические модели в биологии, модели поведения, генетические системы и алгоритмы и т.п.);

6. распознавание образов и обработка зрительных сцен (статистические методы распознавания, использование признаковых пространств, теория распознающих алгоритмов, трехмерные сцены и т.п.);

7. теория роботов (автономные роботы, представление знаний о мире, децентрализованное управление, планирование целесообразного поведения и т.п.);

8. инженерия математического обеспечения (языки программирования, технологии создания программных систем, инструментальные системы и т.п.);

9. теория компьютеров и вычислительных сетей (архитектурные решения, многоагентные системы, новые принципы переработки информации и т.п.);

10. компьютерная лингвистика (модели языка, анализ и синтез текстов, машинный перевод и т.п.);

11. числовые и символьные вычисления (компьютерно-ориентированные методы вычислений, модели переработки информации в различных прикладных областях, работа с естественно-языковыми текстами и т.п.);

12. системы человеко-машинного взаимодействия (модели дискурса, распределение работ в смешанных системах, организация коллективных процедур, деятельность в телекоммуникационных системах и т.п.);

13. нейроматематика и нейросистемы (теория формальных нейронных сетей, использование нейронных сетей для обучения, нейрокомпьютеры и т.п.);

14. использование компьютеров в замкнутых системах (модели реального времени, интеллектуальное управление, системы мониторинга и т.п.). 



3. Формулировка предметной задачи. Задачная ситуация

	

	Одним из важнейших стратегических факторов развития современного общества является использование новых информационных технологий. Умение их применять в значительной степени определяет, наряду со знанием предметной области, эффективность решения научных и производственных задач. Информатика предоставляет методы и средства для решения задач другим областям. Отсюда - актуальность «правильного» взаимодействия специалистов разных профилей, участвующих в постановке и решении задачи при помощи ЭВМ.

Общая формальная схема процесса постановки и решения задачи состоит из:

1) формулирования предметной задачи;

2) формализации задачи;

3) выбора способа решения;

4) решения задачи на ЭВМ;

5) формального анализа результатов;

6) содержательной интерпретации результатов.

Предметную задачу формулирует специалист-предметник. Формализацией задачи занимаются системный аналитик и предметник. Выбор способа решения - за прикладным математиком. Решает задачу на ЭВМ технолог. Формальный анализ результатов производит системный аналитик. Интерпретацию - специалист-предметник.

Формулирование предметной задачи включает указание:

1) цели;

2) представлений о модели объекта исследования (поиска);

3) исходных данных;

4) ожидаемого результата (что он должен из себя представлять);

5) критериев оценки ожидаемого результата.

На практике часто возникают ситуации, когда задача не содержит тех или иных необходимых атрибутов. Случай, при котором известны цель, исходные данные и ожидаемый результат, называют задачной ситуацией.

Задачи, сформулированные на языке предметной области знаний (экологии, биологии, медицины, экономики) называются предметными задачами. Они отличаются степенью формализации: хорошо формализованные, слабо формализованные и неформализованные.



4. Формализация предметной задачи. Уровни формализации задач



Формализация задачи состоит в переводе на формальный (математический) язык описания цели, определении объектов и свойств, способов вычисления свойств, формализации требований к результату, проверке согласованности требуемого результата с целью.

Процесс выбора способа решения задачи включает все этапы анализа данных и корректировки информации, а также определение алгоритма решения задачи, обеспечивающего получение требуемого результата.

На этапе решения задачи осуществляется в автоматизированном режиме преобразование схемы в технологическую (машинную) схему решения задачи и прохождение этой схемы на ЭВМ. Затем проводится формальный анализ полученных результатов, т.е. проверка соответствия результата критериям оценки результата.

Содержательная интерпретация результатов состоит в согласовании результатов с целью исследования, сформулированными требованиями к результату и принятии решения об использовании результатов либо об уточнении модельных представлений и формулировки задачи.



5. Общая схема постановки и решения предметных задач



1) Цель

2) Представления о модели

3) Исходные данные

4) Результат 

5) Критерий оценки

8. Понятие о модели.

Всякое представление информации о внешнем мире связано с построением некоторой модели.

Модель - материальный или идеальный аналог оригинала (объекта, явления или процесса), создаваемый для хранения и расширения знания о нем; совокупность свойств и отношений между ними, выражающих существенные стороны изучаемого объекта, явления или процесса.

Существует множество типов моделей и способов их классификации: по цели использования, областям применения, по сложности, целям моделирования и т.д. Модели внешнего подобия, такие как модели самолетов, машин, манекены и т.п., - используются для предварительных испытаний. Учебные схемы (глобус как модель планеты, модель кристаллической решетки и т.п.), тренажеры, имитирующие поведение реальных объектов в сложных ситуациях, служат для обучения. Функциональные модели или модели-эрзацы заменяют объекты при выполнении определенных функций (протезы, искусственный сердечный клапан и т.п.). Исследовательские модели - математические и имитационные - заменяют реальные объекты в ходе научных исследований. В зависимости от области применения модели могут быть естественнонаучными (например,  =  * a), космогоническими (модель мира, времена года), общественного устройства (школа, общинно-родовые отношения, Римская республика, семья, мафия), литературными, компьютерными.

Информационные модели - модели, в которых изучаемое явление или процесс представлены в виде процессов передачи и обработки информации.

Среди информационных моделей наибольшее распространение получили языковые модели. Устройство языковой модели определяется устройством языка. Для ее построения нужно выделить существенные отношения в изучаемом явлении (объекте, процессе) и описать их средствами языка. По сути дела, каждый объект заменяется его именем, а связи между объектами обозначаются именами отношений.

Таким образом, при описании модели наше внимание сосредоточено не на отдельных элементах, а на системе - совокупности частей, элементов объекта (процесса) и отношениях между ними, придающих объекту (процессу) целостность. Такой перенос центра внимания называется системным подходом. Этот подход был впервые явно сформулирован в 1937 г. американским биологом Людвигом фон Берталанфи (Ludwig von Bertalanffy (1901-1972)).

В 1937 г. на философском семинаре Л. фон Берталанфи - американец немецкого происхождения, биолог Чикагского университета - выступил с докладом о системном подходе для определения понятия вид. Доклад был совершенно не понят, и автор «сложил все свои бумаги в ящик стола» Позднее, после войны, он достал свои старые записки, повторил свой доклад и обнаружил совершенно новый интеллектуальный климат. Что же он предложил? Никто из биологов не знает, что такое вид. Каждый знает, что есть собака, и есть ворона, и есть лещ, фламинго, жук, клоп... Все это знают, но определить, что это такое, никто не может, кроме узких специалистов-ученых. И почему животные одного вида и растения одного вида связаны каким-то образом между собой? Берталанфи предложил определение вида как открытой системы.


6. Представление о системном подходе



Системный анализ - это такой метод анализа, когда внимание обращается не на персоны, особи, которые составляют вид, а на отношения между особями.

Модель позволяет многое узнать об изученных явлениях и процессах. Но всякая модель кое-что «урезает». Важно научиться строить модель таким образом, чтобы в них отражались самые существенные стороны изучаемого явления.

Модель важна не сама по себе, а как способ познания. Поэтому кроме модели необходим также инструмент для ее изучения. В последнее десятилетие таким инструментом все чаще выступает компьютер. Строгих правил построения модели сформулировать невозможно. Но человечество накопило богатый опыт в этой сфере деятельности.

Использование компьютера для изучения модели имеет свою специфику, обусловленную возможностью компьютера. Любая модель для компьютерного анализа должна быть формализована.

Совершенно неважно, какие свойства выбираются в качестве моделирующих. Важно, что с их помощью отражают наиболее существенные черты изучаемого объекта или процесса.

Никакая модель не может заменить сам объект, но при решении задачи, когда нас интересуют сравнительно немногие свойства изучаемого объекта, модель может оказаться очень полезным или нередко даже единственным инструментом исследования



7. Схема коммуникаций



При работе с информацией всегда имеется ее источник и потребитель (получатель). Пути и процессы, обеспечивающие передачу сообщений от источника информации к ее потребителю, называются информационными коммуникациями.

Всякий процесс коммуникации - это, как правило, передача информации о модели, т.е., цель коммуникации состоит в том, чтобы приемник стал обладателем той же модели, которая имеется у источника информации. Ниже представлена схема коммуникации.

Чтобы передаваемое сообщение было понятно должны выполняться следующие условия:

1. предметная область А должна содержаться в предметной области В приемника информации;

2. кодирование и декодирование должны быть взаимно обратными операциями.

3. модельные предположения, имеющиеся у источника и приемника, должны совпадать и не могут изменяться во время передачи информации.

Выполнения последнего требования добиваются, как правило, формализацией языка, то есть переходом с естественного языка на язык с жесткой фиксацией смысла употребляемых слов (например, на математический язык). Язык, в котором каждое слово имеет только один смысл, называют формализованным.

Всякий информационный процесс может осуществляться лишь при наличии языка, описывающего объекты и отношения между ними. В дальнейшем нас будут интересовать совокупности предметов, каждый из которых имеет имя, и вполне определенные связи между предметами. Это множество мы называем предметной областью. Предметная область отражает уровень познания человеком окружающего мира и самого себя. Поэтому она постоянно меняется.



8. Типы моделей



Существует множество типов моделей и способов их классификации: по цели использования, областям применения, по сложности, целям моделирования и т.д. Модели внешнего подобия, такие как модели самолетов, машин, манекены и т.п., - используются для предварительных испытаний. Учебные схемы (глобус как модель планеты, модель кристаллической решетки и т.п.), тренажеры, имитирующие поведение реальных объектов в сложных ситуациях, служат для обучения. Функциональные модели или модели-эрзацы заменяют объекты при выполнении определенных функций (протезы, искусственный сердечный клапан и т.п.). Исследовательские модели - математические и имитационные - заменяют реальные объекты в ходе научных исследований. В зависимости от области применения модели могут быть естественнонаучными (например,  =  * a), космогоническими (модель мира, времена года), общественного устройства (школа, общинно-родовые отношения, Римская республика, семья, мафия), литературными, компьютерными.

Информационные модели - модели, в которых изучаемое явление или процесс представлены в виде процессов передачи и обработки информации.

Среди информационных моделей наибольшее распространение получили языковые модели. Устройство языковой модели определяется устройством языка. Для ее построения нужно выделить существенные отношения в изучаемом явлении (объекте, процессе) и описать их средствами языка. По сути дела, каждый объект заменяется его именем, а связи между объектами обозначаются именами отношений



9. Что такое информация



Ключевое понятие информатики - информация (от лат. information - разъяснение, осведомление) - любые сведения, данные, отражающие свойства объектов в природных (биологических, физических и других), социальных и технических системах и передаваемые звуковым, графическим (в том числе письменным) или иным способом без применения или с применением технических средств.

Информация и язык

Существенно, что информация существует вне ее создателя, отчуждаема от него, может быть записана на материальном носителе. Важнейший элемент информатики - язык - набор представлений, соглашений и правил, используемых для выражения информации.

Естественным языком называют систему звуковых, словарных и грамматических средств, которая служит средством человеческого общения, мышления. В отличие от этого существуют языки, создаваемые для специальных целей в науке и технике. Искусственные языки - это знаковые системы, создаваемые для использования в тех областях, где применение естественного языка менее эффективно или невозможно. Искусственные языки предназначены, например, для обмена информацией между пользователями и/или прикладными процессами. Один из классов искусственных языков - языки программирования.

Единицей языка является слово. Оно служит для наименования (обозначения) понятий, предметов, лиц, действий, состояний, признаков, связей, отношений и т.д.

Информация и данные

Информатика рассматривает информацию как концептуально связанные между собой сведения, данные, понятия, изменяющие наши представления о явлении или объекте окружающего мира. Наряду с информацией в информатике часто употребляется понятие данные.

Данные могут рассматриваться как признаки или записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. В том случае, если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности о чем-либо, данные превращаются в информацию. Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные..


10. Формы адекватности информации



Использование слова «информация» приводит ко многим недоразумениям. Это связано с тем, что оно имеет много различных значений. В обыденном языке это слово используется в смысле «сообщение» или «сведение», отождествляются понятия знания, данные, информация.

Очевидно, что «обиходное» употребление термина «информация» совершенно неуместно, когда речь идет о теории или теориях информации. Нередко в этих теоретических построениях термин «информация» наполнен разным смыслом, а следовательно, сами теории высвечивают лишь часть граней некоторой системы знаний, которую можно назвать общей теорией информации или «информологией» - наукой о процессах и задачах передачи, распределения, обработки и преобразования информации.

Для потребителя информации очень важной характеристикой является ее адекватность - определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа реальному объекту, процессу, явлению и т.п. От степени адекватности информации реальному состоянию объекта или процесса зависит правильность принятия решений человеком.

Адекватность информации может выражаться в трех формах: семантической, синтаксической, прагматической. Именно с этими тремя формами связана эволюция информологии.



11. Классификация мер



Для измерения информации вводятся два параметра: количество информации I и объем данных VД. Эти параметры имеют разные выражения и интерпретацию в зависимости от рассматриваемой формы адекватности. Каждой форме адекватности соответствует своя мера количества информации и объема данных. Объем данных VД в сообщении измеряется количеством символов (разрядов) в этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения данных: в двоичной системе счисления единица измерения - бит (bit - binаry digit - двоичный разряд); в десятичной системе счисления единица измерения - дит (десятичный разряд).

Количество информации I на синтаксическом уровне невозможно определить без рассмотрения понятия неопределенности состояния системы (энтропии системы). Действительно, получение информации о какой-либо системе всегда связано с изменением степени неосведомленности получателя о состоянии этой системы. Пусть до получения информации потребитель имеет некоторые предварительные (априорные) сведения о системе . Мерой его неосведомленности о системе является функция H(), которая в то же время служит и мерой неопределенности состояния системы.

Поэтому стремятся к повышению информативности, для чего разрабатываются специальные методы оптимального кодирования информации.



12. Синтаксические меры информации



Возникновение информологии как науки можно отнести к концу 50-х годов нашего столетия, когда американским инженером Р. Хартли была сделана попытка ввести количественную меру информации, передаваемой по каналам связи. Рассмотрим простую игровую ситуацию. До получения сообщения о результате подбрасывания монеты человек находится в состоянии неопределенности относительно исхода очередного броска. Сообщение партнера дает информацию, снимающее эту неопределенность. Заметим, что число возможных исходов в описанной ситуации равно 2, они равноправны (равновероятны) и каждый раз передаваемая информация полностью снимала возникавшую неопределенность. Хартли принял «количество информации», передаваемое по каналу связи относительно двух равноправных исходов и снимающее неопределенность путем оказания на один из них, за единицу информации, получившую название «бит».

Создатель статистической теории информации К. Шеннон обобщил результат Хартли и его предшественников. Его труды явились ответом на бурное развитие в середине века средств связи: радио, телефона, телеграфа, телевидения. Теория информации Шеннона позволяла ставить и решать задачи об оптимальном кодировании передаваемых сигналов с целью повышения пропускной способности каналов связи, подсказывала пути борьбы с помехами на линиях и т.д.

В работах Хартли и Шеннона информация возникает перед нами лишь в своей внешней оболочке, которая представлена отношениями сигналов, знаков, сообщений друг к другу - синтаксическими отношениями. Количественная мера Хартли-Шеннона не претендует на оценку содержательной (семантической) или ценностной, полезной (прагматической) сторон передаваемого сообщения

Эта мера количества информации оперирует с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношения к объекту. 



13. Семантические меры информации



Новый этап теоретического расширения понятия информации связан с кибернетикой - наукой об управлении и связи в живых организмах, обществе и машинах. Оставаясь на позициях шенноновского подхода, кибернетика формулирует принцип единства информации и управления, который особенно важен для анализа сути процессов, протекающих в самоуправляющихся, самоорганизующихся биологических и социальных системах. Развитая в работах Н. Винера концепция предполагает, что процесс управления в упомянутых системах является процессом переработки (преобразования) некоторым центральным устройством информации, получаемой от источников первичной информации (сенсорных рецепторов) и передачи ее в те участки системы, где она воспринимается ее элементами как приказ для выполнения того или иного действия. По совершении самого действия сенсорные рецепторы готовы к передаче информации об изменившейся ситуации для выполнения нового цикла управления. Так организуется циклический алгоритм (последовательность действий) управления и циркуляции информации в системе. При этом важно, что главную роль играет здесь содержание информации, передаваемой рецепторами и центральным устройством. Информация, по Винеру - это «обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспособления к нему наших чувств».

Таким образом, кибернетическая концепция подводит к необходимости оценить информацию как некоторое знание, имеющее одну ценностную меру по отношению к внешнему миру (семантический аспект) и другую по отношению к получателю, накопленному им знанию, познавательным целям и задачам (прагматический аспект).

При всем многообразии логико-семантических теорий им присущи общие черты, они указывают путь решения трех связанных друг с другом проблем: определения совокупности возможных альтернатив средствами выбранного языка, количественной оценки альтернатив, их относительного сопоставления (взвешивания), введения меры семантической информации.

В рассмотренных теоретических конструкциях - статистической и семантической информации - речь шла о потенциальной возможности извлечь из передаваемого сообщения какие-либо сведения. Вместе с тем в процессах информационного обмена очень часто складываются ситуации, в которых мощность или качество информации, воспринимаемое приемником, зависит от того, насколько он подготовлен к ее восприятию.

Понятие тезауруса является фундаментальным в теоретической модели семантической теории информации, предложенной Ю.А. Шрейдером и учитывающей в явной форме роль приемника. Согласно этой модели, тезаурус - это знания приемника информации о внешнем мире, его способность воспринимать те или иные сообщения, а информация - это разность тезаурусов. 

Для измерения смыслового содержания информации, т.е. ее количества на семантическом уровне, наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используется понятие тезаурус пользователя - совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.



14. Прагматические меры информации



В прагматических концепциях информации этот аспект является центральным, что приводит к необходимости учитывать ценность, полезность, эффективность, экономичность информации, т.е. те ее качества, которые определяющим образом влияют на поведение самоорганизующихся, самоуправляющихся, целенаправленных кибернетических систем (биологических, социальных, человеко-машинных).

Одним из ярких представителей прагматических теорий информации является поведенческая модель коммуникации - бихевиористская модель Акоффа-Майлса. Исходным в этой модели является целевая устремленность получателя информации на решение конкретной проблемы. Получатель находится в «целеустремленном состоянии», если он стремится к чему-нибудь и имеет альтернативные пути неодинаковой эффективности для достижения цели. Сообщение, переданное получателю иформативно, если оно изменяет его «целеустремленное состояние».

Для получателя прагматическая ценность сообщения состоит в том, что оно позволяет ему наметить стратегию поведения при достижении цели построением ответов на вопросы: что, как и почему делать на каждом очередном шаге? Для каждого типа информации бихевиористская модель предлагает свою меру, а общая прагматическая ценность информации определяется как функция разности этих количеств в «целеустремленном состоянии» до и после его изменения на новое «целеустремленное состояние».

Следующим этапом в развитии прагматических теорий информации явились работы американского логика Д. Харраха, построившего логико-прагматическую модель коммуникации. Одной из слабостей бихевиористской модели является ее неподготовленность к оценке ложных сообщений. Модель Харраха предполагает учет общественного характера человеческой коммуникации. В соответствии с ней получаемые сообщения должны быть сначала подвергнуты обработке, после которой выделяются сообщения «годные к употреблению». 

Теория информации «в смысле Шеннона» возникла как средство решения конкретных прикладных задач в области передачи сигналов по каналам связи. Поэтому, по-существу, она являлась и является прикладной информационной наукой. Семейство таких наук, специально изучающих информационные процессы в том или ином их специфическом содержании и форме, во второй половине нашего века растет довольно быстро. Это - кибернетика, теория систем, документалистика, лингвистика, символическая логика и др. Стержнем, объединяющим все эти исследования, служит общая теория информации - «информология», в основу которой и положены синтаксические, семантические и прагматические концепции информации.



15. Показатели качества информации



Возможность и эффективность использования информации обусловливаются такими основными ее потребительскими показателями качества, как репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, актуальность, своевременность, точность, достоверность, устойчивость.

Репрезентативность информации связана с правильностью ее отбора и формирования в целях адекватного отражения свойств объекта. Важнейшее значение здесь имеют: правильность концепции, на базе которой сформулировано исходное понятие; обоснованность отбора существенных признаков и связей отображаемого явления. Нарушение репрезентативности информации приводит нередко к существенным ее погрешностям.

Содержательность информации отражает семантическую емкость, равную отношению количества семантической информации в сообщении к объему обрабатываемых данных, т.е. C = Ic/Vд. С увеличением содержательности информации растет семантическая пропускная способность информационной системы, так как для получения одних и тех же сведений требуется преобразовать меньший объем данных. Наряду с коэффициентом содержательности С, отражающим семантический аспект, можно использовать и коэффициент информативности, характеризующийся отношением количества синтаксической информации (по Шеннону) к объему данных Y = I/Vд.

Достаточность (полнота) информации означает, что она содержит минимальный, но достаточный для принятия правильного решения набор показателей. Понятие полноты информации связано с ее смысловым содержанием (семантикой) и прагматикой. Как неполная, т.е. недостаточная для принятия правильного решения, так и избыточная информация снижает эффективность принимаемых пользователем решений.

Доступность информации восприятию пользователя обеспечивается выполнением соответствующих процедур ее получения и преобразования. Например, в информационной системе информация преобразовывается к доступной и удобной для восприятия пользователя форме. Это достигается, в частности, и путем согласования ее семантической формы с тезаурусом пользователя.

Актуальность информации определяется степенью сохранения ценности информации для управления в момент ее использования и зависит от динамики изменения ее характеристик и от интервала времени, прошедшего с момента возникновения данной информации.

Своевременность информации означает ее поступление не позже заранее назначенного момента времени, согласованного со временем решения поставленной задачи.

Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п. Для информации, отображаемой цифровым кодом, известны четыре классификационных понятия точности: формальная точность, измеряемая значением единицы младшего разряда числа; реальная точность, определяемая значением единицы последнего разряда числа, верность которого гарантируется; максимальная точность, которую можно получить в конкретных условиях функционирования системы; необходимая точность, определяемая функциональным назначением показателя.

Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью. Измеряется достоверность информации доверительной вероятностью необходимой точности, т.е. вероятностью того, что отображаемое информацией значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.

Устойчивость информации отражает ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности. Устойчивость информации, как и репрезентативность, обусловлена выбранной методикой ее отбора и формирования.

Такие параметры качества информации, как репрезентативность, содержательность, достаточность, доступность, устойчивость, целиком определяются на методическом уровне разработки информационных систем. Параметры актуальности, своевременности, точности и достоверности обусловливаются в большей степени также на методическом уровне, однако на их величину существенно влияет и характер функционирования системы, в первую очередь ее надежность. При этом параметры актуальности и точности жестко связаны соответственно с параметрами своевременности и достоверности.



16. Системы классификации информации, основные идеи



Важным понятием при работе с информацией является классификация объектов - система распределения объектов (предметов, явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определенным признаком.

Под объектом понимается любой предмет, процесс, явление материального или нематериального свойства. Система классификации позволяет сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств. Классификация объектов - это процедура группировки на качественном уровне, направленная на выделение однородных свойств. 

Применительно к информации как к объекту классификации выделенные классы называют информационными объектами.

Свойства информационного объекта определяются информационными параметрами, называемыми реквизитами. Реквизит - логически неделимый информационный элемент, описывающий определенное свойство объекта, процесса, явления и т.п. Реквизиты представляются либо числовыми данными, например вес, стоимость, год, либо признаками, например цвет, марка машины, фамилия.

Кроме выявления общих свойств информационного объекта классификация нужна для разработки правил (алгоритмов) и процедур обработки информации, представленной совокупностью реквизитов.

При классификации широко используются понятия классификационный признак и значение классификационного признака, которые позволяют установить сходство или различие объектов. Возможен подход к классификации с объединением этих двух понятий в одно, названное как признак классификации. Признак классификации имеет также синоним основание деления.

Разработка классификаторов является достаточно сложной задачей и проводится, как правило, в несколько этапов.

На 1-м этапе проводят исследования, определяющие исходное множество объектов, подлежащих классификации; выбор метода классификации и классификационных признаков, позволяющих упорядочить объекты в систему.

На 2-м этапе разрабатывается методика создания классификатора, содержащая состав и характеристику объектов классификации: описание и обоснование классификационных признаков и методов классификации и кодирования объектов, включаемых в классификатор; структура классификатора.

3-й этап - создание классификатора и программного обеспечения системы ведения классификатора: сбор исходных данных; установление полного перечня объектов классификации и упорядочение этих объектов в систему; разработка структуры и формирование базы данных классификатора; подготовка задания на создание системы ведения классификатора; оформление, согласование и утверждение классификатора.

И только 4-й этап - ввод в действие классификатора.

Разработаны три метода классификации объектов: иерархический, фасетный, дескрипторный. Эти методы различаются разной стратегией применения классификационных признаков.

Иерархическая система классификации строится следующим образом: исходное множество элементов составляет 0-й уровень и делится в зависимости от выбранного классификационного признака на классы (группировки), которые образуют 1-й уровень; каждый класс 1-го уровня в соответствии со своим, характерным для него классификационным признаком делится на подклассы, которые образуют 2-й уровень; каждый класс 2-го уровня аналогично делится на группы, которые образуют 3-й уровень, и т.д.

	Учитывая достаточно жесткую процедуру построения структуры классификации, необходимо перед началом работы определить ее цель, т.е. какими свойствами должны обладать объединяемые в классы объекты. Эти свойства принимаются в дальнейшем за признаки. 

	В иерархической системе классификации каждый объект на любом уровне должен быть отнесен к одному классу, который характеризуется конкретным значением выбранного классификационного признака. Для последующей группировки в каждом новом классе необходимо задать свои классификационные признаки и их значения. Таким образом, выбор классификационных признаков будет зависеть от семантического содержания того класса, для которого необходима группировка на последующем уровне иерархии.

	Количество уровней классификации, соответствующее числу признаков, выбранных в качестве основания деления, характеризует глубину классификации.

	Достоинства иерархической системы классификации: простота построения; использование независимых классификационных признаков в различных ветвях иерархической структуры.

	Недостатки иерархической системы классификации: жесткая структура, которая приводит к сложности внесения изменений, так как приходится перераспределять все классификационные группировки; невозможность группировать объекты по заранее не предусмотренным сочетаниям признаков.

	Фасетная система классификации в отличие от иерархической позволяет выбирать признаки классификации независимо как друг от друга, так и от семантического содержания классифицируемого объекта. Признаки классификации называются фасетами и (facet - рамка). Каждый фасет (Фi) содержит совокупность однородных значений данного классификационного признака. Причем значения в фасете могут располагаться в произвольном порядке, хотя предпочтительнее их упорядочение.

Процедура классификации состоит в присвоении каждому объекту соответствующих значений из фасетов. При этом могут быть использованы не все фасеты. Для каждого объекта задается конкретная группировка фасетов структурной формулой, в которой отражается их порядок следования:



Кs = (Ф1, Ф2, …, Фi, …, Фп),



где Фi - i-й фасет, п - количество фасетов.

При построении фасетной системы классификации необходимо, чтобы значения, используемые в различных фасетах, не повторялись. Фасетную систему легко можно модифицировать, внося изменения в конкретные значения любого фасета.

Достоинства фасетной системы классификации: возможность создания большой емкости классификации, т.е. использования большого числа признаков классификации и их значений для создания группировок; возможность простой модификации всей системы классификации без изменения структуры существующих группировок.

Недостатком фасетной системы классификации является сложность ее построения, так как необходимо учитывать все многообразие классификационных признаков.

Примером фасетной системы классификации является система регистрации преступных элементов, предложенная французским криминалистом Альфонсом Бертильоном. Бертильон делит всех людей на три группы - по длине черепа, каждая из трех групп делится на три подгруппы - по ширине черепа, дальнейшие деления - по размеру среднего пальца левой руки, размеру правого уха, росту, длине рук, высоте в сидячем положении, размеру стопы, длине локтевого сустава. Всего 19683 категории.

Для организации поиска информации, для ведения тезаурусов (словарей) эффективно используется дескрипторная (описательная) система классификации, язык которой приближается к естественному языку описания информационных объектов. Особенно широко она используется в библиотечной системе поиска.

Суть дескрипторного метода классификации заключается в следующем: отбирается совокупность ключевых слов или словосочетаний, описывающих определенную предметную область или совокупность однородных объектов. Причем среди ключевых слов могут находиться синонимы; выбранные ключевые слова и словосочетания подвергаются нормализации, т.е. из совокупности синонимов выбирается один или несколько наиболее употребимых; создается словарь дескрипторов, т.е. словарь ключевых слов и словосочетаний, отобранных в результате процедуры нормализации.



17. Система кодирования информации, классификация методов



Система кодирования применяется для замены названия объекта на условное обозначение (код) в целях обеспечения удобной и более эффективной обработки информации.

Система кодирования - совокупность правил кодового обозначения объектов.

Код строится на базе алфавита, состоящего из букв, цифр и других символов. Код характеризуется: длиной - числом позиций в коде; структурой - порядком расположения в коде символов, используемых для обозначения классификационного признака.

При кодировании могут ставится разные цели и соответственно применяться разные методы. Наиболее распространенные цели кодирования - это экономность, т.е. уменьшение избыточности сообщения; повышение скорости передачи или обработки; надежность, т.е. защита от случайных искажений; сохранность, т.е. защита от случайного доступа к информации; удобство физической реализации (например, двоичное кодирование информации в ЭВМ); удобство восприятия.

Процедура присвоения объекту кодового обозначения называется кодированием.

Можно выделить две группы методов, используемых в системе кодирования, которые образуют: классификационную систему кодирования, ориентированную на проведение предварительной классификации объектов либо на основе иерархической системы, либо на основе фасетной системы; регистрационную систему кодирования, не требующую предварительной классификации объектов.

Классификационное кодирование применяется после проведения классификации объектов. Различают последовательное и параллельное кодирование.

Последовательное кодирование используется для иерархической классификационной структуры. Суть метода заключается в следующем: сначала записывается код старшей группировки 1-го уровня, затем код группировки 2-го уровня, затем код группировки 3-го уровня и т.д. В результате получается кодовая комбинация, каждый разряд которой содержит информацию о специфике выделенной группы на каждом уровне иерархической структуры. Последовательная система кодирования обладает теми же достоинствами и недостатками, что и иерархическая система классификации.

Параллельное кодирование используется для фасетной системы классификации. Суть метода заключается в следующем: все фасеты кодируются независимо друг от друга; для значений каждого фасета выделяется определенное количество разрядов кода. Параллельная система кодирования обладает теми же достоинствами и недостатками, что и фасетная система классификации.

Регистрационное кодирование используется для однозначной идентификации объектов и не требует предварительной классификации объектов. Различают порядковую и серийно-порядковую систему.

Порядковая система кодирования предполагает последовательную нумерацию объектов числами натурального ряда. Этот порядок может быть случайным или определяться после предварительного упорядочения объектов, например по алфавиту. Этот метод применяется в том случае, когда количество объектов невелико, например кодирование названий факультетов университета, кодирование студентов в учебной группе.

Серийно-порядковая система кодирования предусматривает предварительное выделение групп объектов, которые составляют серию, а затем в каждой серии производится порядковая нумерация объектов. Каждая серия также будет иметь порядковую нумерацию. По своей сути серийно-порядковая система является смешанной: классифицирующей и идентифицирующей. Применяется тогда, когда количество групп невелико.

Классификация информации по разным признакам

Любая классификация всегда относительна. Один и тот же объект может быть классифицирован по разным признакам или критериям. Часто встречаются ситуации, когда в зависимости от условий внешней среды объект может быть отнесен к разным классификационным группировкам. Эти рассуждения особенно актуальны при классификации видов информации без учета ее предметной ориентации, так как она часто может быть использована в разных условиях, разными потребителями, для разных целей.

В основу классификации информации, циркулирующей в организации (фирме), может быть положено пять наиболее общих признаков: место возникновения, стадия обработки, способ отображения, стабильность, функция управления.

Место возникновения. По этому признаку информацию можно разделить на входную выходную, внутреннюю, внешнюю.

Входная информация - это информация, поступающая в фирму или ее подразделения.

Выходная информация - это информация, поступающая из фирмы в другую фирму, организацию (подразделение).

Одна и та же информация может являться входной для одной фирмы, а для другой, ее вырабатывающей, выходной. По отношению к объекту управления (фирма или ее подразделение: цех, отдел, лаборатория) информация может быть определена как внутренняя, так и внешняя.

Внутренняя информация возникает внутри объекта, внешняя информация - за пределами объекта.

Стадия обработки. По стадии обработки информация может быть первичной, вторичной, промежуточной, результатной.

Первичная информация - это информация, которая возникает непосредственно в процессе деятельности объекта и регистрируется на начальной стадии.

Вторичная информация - это информация, которая получается в результате обработки первичной информации и может быть промежуточной и результатной.

Промежуточная информация используется в качестве исходных данных для последующих расчетов.

Результатная информация получается в процессе обработки первичной и промежуточной информации и используется для выработки управленческих решений.

Способ отображения. По способу отображения информация подразделяется на текстовую и графическую.

Текстовая информация - это совокупность алфавитных, цифровых и специальных символов, с помощью которых представляется информация на физическом носителе (бумага, изображение на экране дисплея).

Графическая информация - это различного рода графики, диаграммы, схемы, рисунки и т.д.

Стабильность. По стабильности информация может быть переменной (текущей) и постоянной (условно-постоянной).

Переменная информация отражает фактические количественные и качественные характеристики производственно-хозяйственной деятельности фирмы. Она может меняться для каждого случая как по назначению, так и по количеству. Например, количество произведенной продукции за смену, еженедельные затраты на доставку сырья, количество исправных станков и т.п.

Постоянная (условно-постоянная) информация - это неизменная и многократно используемая в течение длительного периода времени информация. Постоянная информация может быть справочной, нормативной, плановой: постоянная справочная информация включает описание постоянных свойств объекта в виде устойчивых длительное время признаков; постоянная нормативная информация содержит местные, отраслевые и общегосударственные нормативы; постоянная плановая информация содержит многократно используемые в фирме плановые показатели.

Функция управления. По функциям управления обычно классифицируют экономическую информацию. При этом выделяют следующие группы: плановую, нормативно-справочную, учетную и оперативную (текущую).

Плановая информация - информация о параметрах объекта управления на будущий период. На эту информацию идет ориентация всей деятельности фирмы.

Нормативно-справочная информация содержит различные нормативные и справочные данные. Ее обновление происходит достаточно редко.

Учетная информация - это информация, которая характеризует деятельность фирмы за определенный прошлый период времени. На основании этой информации могут быть проведены следующие действия: скорректирована плановая информация, сделан анализ хозяйственной деятельности фирмы, приняты решения по более эффективному управлению работами и пр. На практике в качестве учетной информации может выступать информация бухгалтерского учета, статистическая информация и информация оперативного учета.

Оперативная (текущая) информация - это информация, используемая в оперативном управлении и характеризующая производственные процессы в текущий (данный) период времени. К оперативной информации предъявляются серьезные требования по скорости поступления и обработки, а также по степени ее достоверности. От того, насколько быстро и качественно проводится ее обработка, во многом зависит успех фирмы на рынке.



18. Информационное общество. Информационные революции



В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций (преобразование общественных отношений из-за кардинальных изменений в сфере обработки информации).

Информационные революции:

1-я - изобретение письменности (возможность передачи знаний) - пять-шесть тысяч лет назад в Месопотамии, затем - независимо, но несколько тысяч лет спустя - в Китае, и еще на 1.500 лет позднее - майя в Центральной Америке. Затем изобрели рукописную книгу - сначала в Китае, вероятно, около 1300 г. до н.э., а затем, независимо и 800 лет спустя, в Греции, когда афинский тиран Песистрат распорядился записать в книгу поэмы Гомера, до этого передававшиеся изустно. Эффект рукописной книги в Греции и Риме был огромным, равно как и в Китае. По сути, вся китайская цивилизация и система государственного устройства основаны именно на рукописной книге.

2-я (середина XVI века) - книгопечатание (изменение культуры организации деятельности) - произошла после изобретения Гуттенбергом печатного пресса и наборного шрифта между 1450 и 1455 годами, а также изобретения гравировки примерно в то же время. 

За очень незначительное время революция в книгопечатании изменила институты общества, включая и систему образования. В последовавшие за ней десятилетия по всей Европе были созданы новые университеты, однако, в отличие от ранее существовавших, они не были рассчитаны на священнослужителей и изучение теологии. Они были построены для изучения светских дисциплин: права, медицины, математики, натуральной философии (естественных наук).

3-я (конец XIX века) - электричество (телеграф, телефон, радиопередача оперативная, накопление информации в любом объеме);

4-я (70 годы XX века) - микропроцессорная технология  персональный компьютер.

Реальные схемы составляют компьютеры, компьютерные сети, информационные телекоммуникации (системы передачи данных).

Три достижения данного периода:

1. переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;

2. миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;

	3. создание программно-управляемых устройств и процессов.



19. Информатизация общества



Образование больших объемов информации определяется:

1. Чрезвычайно быстрым ростом числа документов, докладов, отчетов, диссертаций и т.д., в которых излагаются результаты отчетно-конструкторских работ.

2. Постоянно увеличивается число периодических изданий по разным областям человеческой деятельности.

3. Появлением разнообразных метеорологических, медицинских и других данных записываемых на магнитные носители.

В результате возникает информационный кризис. 

Его проявления:

1. Противоречия между ограниченными возможностями человека по восприятию и переработки информации и огромными потоками хранящейся информации (Пример: изменение суммы значений: к 1900 г. - удваивалось каждые 50 лет, к 1950 г. - каждые 10 лет, к 1970 г. каждые 5 лет, с 1990 - каждый год).

2. Существует большое количество избыточной информации в обществе, которая препятствует быстрому извлечению полезной информации;

3. Возникают социальные барьеры (экономические, политические и др.), которые препятствуют распространению информации (Пример: секретность информации).

Возникает парадокс: громадный информационный потенциал, накопленный в мире, но люди не могут им воспользоваться.

Возникла необходимость выхода общества из кризиса. Внедрение ЭВМ, других средств переработки и передачи информации в различные сферы деятельности, послужили началом нового эволюционного процесса в развитии человеческого общества, названного информатизацией.

Информатизация общества - организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организации общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.

Информационные ресурсы - это формализованные идеи и знания, различные идеи и знания, различные данные, методы и средства их накопления, хранения и обмена между источниками и потребителями информации.

Результат любой информационной деятельности - создание информационного продукта - совокупности данных, сформированных производителем.




20. Классификация языков программирования



Процедурное программирование

Процедурный подход к обработке информации возник на заре программирования. Именно с этим стилем программирования связано все развитие вычислительной техники. Несмотря на прогресс технологии, большинство современных компьютеров построены по тем же принципам, что и машины 40-х годов. В их основе лежит так называемая архитектура фон Неймана, названная в честь американского ученого Дж. фон Неймана, впервые изложившего принципиальные положения архитектуры ЭВМ во второй половине 40-х годов.

Основные принципы архитектуры фон Неймана состоят в следующем:

	1. ЭВМ состоит из процессора, памяти и внешних устройств;

	2. единственным источником активности (не считая стартового и аварийного вмешательства человека) в ЭВМ является процессор, который, в свою очередь, управляется программой, находящейся в памяти машины;

	3. память машины может быть представлена как последовательность дискретных ячеек, каждая из которых имеет свой адрес; каждая ячейка хранит команду программы или некоторую единицу обрабатываемой информации, причем и то и другое выглядят одинаково (машинное слово);

	4. в любой момент времени процессор выполняет одну команду программы, адрес которой находится в специальном регистре процессора - счетчике команд;

	5. обработка информации происходит только в регистрах процессора; информацию в процессор можно ввести из любой ячейки памяти или внешнего устройства, или наоборот, направить в любую ячейку или на внешнее устройство;

	6. в каждой команде программы зашифрованы следующие предписания: из каких ячеек памяти взять обрабатываемую информацию; какие совершить операции с взятой информацией; в какие ячейки памяти направить полученную информацию; как изменить содержимое счетчика команд, чтобы знать, откуда взять для выполнения следующую команду;

	7. машина выполняет программу команда за командой в соответствии с изменением содержимого счетчика команд и расположением команд в памяти, пока не получит команду остановиться.

Развитие процедурных языков определялось особенностями вычислительной машины Дж. фон Неймана; способы представления знаний и задач, а также методов их решения были ориентированы на экономию ресурсов. При этом интеллектуальный комфорт пользователя был проигнорирован. Программа разрабатывается в терминах тех действий, которые она должна выполнять. Основная единица программы - процедура - последовательность операторов, выполняющая определенный вспомогательный алгоритм. Процедуры могут вызывать другие процедуры, вместе они работают по определенному алгоритму, ведущему к решению задачи. Кроме понятия оператор в основе процедурного языка лежит понятие операнд - данные, которые обрабатываются при помощи операторов. Типы операндов: простой, массив, структуры. Типы операторов: присваивания, условных операций, итерации.

Программа, написанная на процедурном языке, явно указывает способ получения результата, но не сам результат.

Существует большое число процедурных языков программирования. Это - Algol, Fortran, Pascal, С, Basic и др.

Функциональное программирование 

Применение ЭВМ для решения задач искусственного интеллекта и обработки текстов привело к созданию функциональных языков. Эти языки имеют хорошо проработанное математическое основание - -исчисление. Функция в математике - отображение объектов из множества величин (области определения функции или домена) в объекты другого множества (область значений функции). Переменные в функциональной программе рассматриваются как переменные в математике: если они существуют, то имеют какую-то величину, и эта величина не может измениться. Функциональная программа описывает, что должно быть вычислено, то есть является просто выражением, определенным в терминах заранее заданных функций и функций, определенных пользователем. Величина этого выражения является результатом программы. Таким образом, здесь отсутствует состояние программы и предыстория вычислений. Первым языком функционального программирования является созданный в начале 1960-х годов язык ЛИСП (LISP - LISt Processing). В отличие от процедурных языков, в которых действия в основном выражаются в виде итерации - повтора какого-либо фрагмента программы несколько раз, в ЛИСП вычисления производятся с помощью рекурсии - вызова функцией самой себя, а основная структура данных - это список.

Логическое программирование

Математическая логика использует отточенный формальный язык для представления знаний об объектах той или иной предметной области, включая явные средства выражения гипотез и суждений. Подобные качества роднят логику и искусство программирования. Идея непосредственного применения логики в качестве средства программирования возникла практически одновременно с первыми процедурными языками. Главная особенность такого подхода состоит в том, что программа (логическая) состоит из набора утверждений (аксиом), а вычисление, выполняемое под управлением такой программы, представляет собой логический вывод некоторого целевого утверждения - искомого результата. Вывод производится из аксиом программы по правилам математической логики, причем эти правила применяются автоматически, программист не должен их специально указывать.

Привлекательность применения логики в программировании состоит прежде всего в том, что в результате постепенного уточнения формулировки задачи она приобретает все более ясную форму, понятную как создателю программы, так и ее возможным читателям (потребителям). Особенно хорошо язык логики подходит для формулирования задач искусственного интеллекта. Все это объясняется тем, что язык логики опирается на общие законы человеческого мышления, а не на технические особенности кодирования для вычислительной машины того или иного типа.

Серьезные практические результаты в области логического программирования появились только в 70-е годы после того, как была подготовлена достаточная теоретическая база и достигнут значительный прогресс в развитии вычислительной техники. К этому времени после целой череды экспериментальных языков группой Алана Колмероэ в Марселе была создана (еще неэффективная) реализация языка, заменившего последовательные вычисления машины фон Неймана на логический вывод. Новый язык, названный Прологом (Программирование логическое), предназначался для анализа текстов, написанных на естественном языке, т.е. для решения задач, обычно относимых к области искусственного интеллекта. Приблизительно в те же годы были разработаны и теоретические основы нового направления в программировании. Основные результаты в этой области принадлежат Алану Робинсону и Роберту Ковальскому. Первая реализация Пролога, выполненная кстати на Фортране, заинтересовала специалистов, но не получила широкого распространения по причине низкой эффективности. Мешал распространению Пролога и накопившийся к этому времени у специалистов (в основном американских) общий скепсис по отношению к идее логического программирования, поскольку все реализации предшественников Пролога были также неэффективны.

Настоящая революция в этой области произошла в конце 70-х, когда Дэвид Уоррен из Эдинбургского университета создал первый компилятор для языка Пролог. Этот компилятор работал настолько эффективно, что скепсис специалистов немедленно сменился всеобщим энтузиазмом. С тех пор и до настоящего времени направление логического программирования успешно развивается и поддерживается как профессионалами, так и просто любителями программирования.

Объектно-ориентированное программирование

Проектирование и разработка программ, реализующих модели сложных процессов и явлений достаточно сложны и трудоемки. Одним из подходов, обеспечивающих структурирование математической модели и упрощение ее программирования, является объектный подход, в котором реальный процесс или система представляются совокупностью объектов, взаимодействующих друг с другом.

Принцип объектно-ориентированного программирования (ООП) основан на формализации описания объектов. Под объектом понимается совокупность свойств (параметров) определенных сущностей и методов их обработки (программных средств). Объект содержит инструкции (программный код), определяющие действия, которые может выполнять объект и обрабатываемые данные. Состояние объекта определяется перечнем всех возможных (обычно статических) свойств и текущими значениями (обычно динамическими) каждого из этих свойств. Свойства объекта характеризуются значениями его параметров.

Основные идеи объектно-ориентированного подхода опираются на следующие положения:

1.программа представляет собой модель некоторого реального процесса, части реального мира.

2.модель реального мира или его части может быть описана как совокупность взаимодействующих между собой объектов.

3. Объект описывается набором параметров, значения которых определяют состояние объекта, и набором операций (действий), которые может выполнять объект.

4. Взаимодействие между объектами осуществляется посылкой специальных сообщений от одного объекта к другому. Сообщение, полученное объектом, может потребовать выполнения определенных действий, например, изменения состояния объекта.

5. Объекты, описанные одним и тем же набором параметров и способные выполнять один и тот же набор действий представляют собой класс однотипных объектов.

Три основных достоинства ООП: упрощение проектирования; ускорение разработки за счет многократного использования готовых модулей; легкость модификации.

Общим предком практически всех используемых сегодня объектных и объектно-ориентированных языков является Simula, созданный в 1960 году Далем, Мюрхогом и Ныгардом. Существенно, что Simula, предназначенная для описания систем и моделирования, ввела дисциплину написания программ, отражающую словарь предметной области.

Практически все объектно-ориентированные языки программирования являются развивающимися языками, их стандарты регулярно уточняются и расширяются. Следствием этого развития являются неизбежные различия во входных языках компиляторов различных систем программирования. Наиболее распространенными в настоящее время являются системы программирования Microsoft C++ , Microsoft Visual C++ и системы программирования фирмы Borland International.



21. Компьютеры. Поколения ЭВМ



Слово компьютер английское. Computer - вычислитель, синоним в русском языке - электронная вычислительная машина (ЭВМ).

Представление о поколениях компьютеров можно получить из таблицы [7]

Поколения компьютеров

1 поколение, после 1946 года

Особенности: Применение вакуумно-ламповой технологии, использование систем памяти на ртутных линиях задержки, магнитных барабанах, электронно-лучевых трубках (трубках Вильямса).

Для ввода-вывода данных использовались перфоленты и перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства.

	Была реализована концепция хранимой программы. Быстродействие (операций в секунду)- 10-20 тыс. Программное обеспечение- Машинные языки. Примеры: ENIAC (США)

МЭСМ (СССР)

2 поколение, после 1955 года

Особенности: Замена электронных ламп как основных компонентов компьютера на транзисторы. Компьютеры стали более надежными, быстродействие их повысилось, потребление энергии уменьшилось. С появлением памяти на магнитных сердечниках цикл ее работы уменьшился до десятков микросекунд.

Главный принцип структуры - централизация.

	Появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, устройства памяти на магнитных дисках. Быстродействие (операций в секунду)- 100-500 тыс. Примеры: IBM 701 (США)

БЭСМ-6, БЭСМ-4, Минск-22, Минск-32 (СССР)

3 поколение, после 1964 года

Особенности: Компьютеры проектировались на основе интегральных схем малой степени интеграции (МИС - 10-100 компонентов на кристалл) и средней степени интеграции (СИС - 100-1000 компонентов на кристалл).

Появилась идея, которая и была реализована, проектирования семейства компьютеров с одной и той же архитектурой, в основу которой положено главным образом программное обеспечение.

	В конце 60-х появились мини-компьютеры. В 1971 году появился первый микропроцессор. Быстродействие (операций в секунду)- порядка 1 млн. Программное обеспечение: операционные системы (управление памятью, устройствами ввода-вывода и другими ресурсами), режим разделения времени Примеры: IBM 360 (США), ЕС 1030, 1060 (СССР).

	4 поколение, после 1975 года

Особенности: Использование при создании компьютеров больших интегральных схем (БИС - 1000-100000 компонентов на кристалл) и сверхбольших интегральных схем (СБИС - 100000-10000000 компонентов на кристалл). Началом данного поколения считают 1975 год - фирма Amdahl Corp. выпустила шесть компьютеров AMDAHL 470 V/6, в которых были применены БИС в качестве элементной базы.

Стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральных схемах - МОП ЗУПВ емкостью в несколько мегабайт. В случае выключения машины данные, содержащиеся в МОП ЗУПВ, сохраняются путем автоматического переноса на диск. При включении машины запуск системы осуществляется при помощи хранимой в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) программы самозагрузки, обеспечивающей выгрузку операционной системы и резидентного программного обеспечения в МОП ЗУПВ.

	В середине 70-х появились первые персональные компьютеры. . Быстродействие (операций в секунду)- десятки и сотни млн. Программное обеспечение: Базы и банки данных. Примеры: Суперкомпьютеры (многопроцессорная архитектура и использование принципа параллелизма), ПЭВМ.

	5 поколение, после 1982 года

Особенности: Главный упор при создании компьютеров сделан на их «интеллектуальность», внимание акцентируется не столько на элементной базе, сколько на переходе от архитектуры, ориентированной на обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний.

	Обработка знаний - использование и обработка компьютером знаний, которыми владеет человек для решения проблем и принятия решений.



22. компьютеры. Программное обеспечение



Программное обеспечение персонального компьютера - совокупность программных средств, обеспечивающих функционирование компьютера.

Все программное обеспечение по сфере использования принято подразделять на три большие группы: системное программное обеспечение, пакеты прикладных программ и инструментарий технологии программирование, т.е. программное обеспечение сферы производства программ.

Системное программное обеспечение (System Software) - совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ, оно направлено на создание операционной среды функционирования других программ; на обеспечение надежной работы компьютера и вычислительной сети; на проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей; на выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов и т.д.).





УРОВНИ УПРАВЛЕНИЯ

Стратегический

Тактический

Оперативный

УРОВНИ КВАЛИФИКАЦИИ

Менеджеры высшего звена

Менеджеры среднего звена и специалисты

Исполнители

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Производство

Финансы

Маркетинг

Кадры



Пакеты прикладных программ (application program package) - комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Это самый многочисленный класс программных продуктов. Непосредственную их эксплуатацию осуществляют, как правило, конечные пользователи - потребители информации, деятельность которых во многих случаях далека от компьютерной области. Наиболее часто используемыми прикладными программами считаются редакторы (текстовые, графические, музыкальные) и электронные таблицы.

Инструментарий технологии программирования - совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов. Пользователями этого класса программного обеспечения являются системные и прикладные программисты.



23. Техническое обеспечение



Техническое обеспечение персонального компьютера - это совокупность технических устройств, из которых состоит компьютер и которые обеспечивают его функционирование.

Большинство компонентов компьютера расположено на одной печатной плате, называемой системной платой или материнской платой. Обычно на системной плате располагаются ЦП и его вспомогательные схемы, основная память, интерфейс ввода-вывода (последовательный порт, параллельный порт, интерфейс клавиатуры, дисковый интерфейс и шина (которая позволяет ЦП взаимодействовать с другими компонентами на материнской плате).

		Основные блоки ПК и их назначение:

		Центральный процессор, оперативное запоминающее устройство, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на гибких магнитных дисках, блок питания, внутренний канал обмена данных, электронные схемы (контроллеры), монитор, клавиатура, мышь, принтер, сканер, джойстик, графопостроитель (плоттер), дигитайзер, сетевой адаптер, модемы, музыкальная приставка.

		Основные характеристики ПК

		1. быстродействие, производительность, тактовая частота;

		2. разрядность машины и кодовых шин интерфейса;

		3. типы системного и локальных интерфейсов;

		4. емкость оперативной памяти;

		5. емкость накопителя на винте;

		6. тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках;

		7. виды и емкость кэш-памяти (буферная, недоступная для пользователя, быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией)

		8. тип дисплея и видеоадаптера;

		9. тип принтера;

		10. наличие математического сопроцессора, который позволяет в десятки раз ускорить выполнение операций над двоичными числами с плавающей запятой;

		11. аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ;

		12. возможность работы в вычислительной сети;

		13. возможность работы в многозадачном режиме;

		14. надежность;

		15. стоимость;

		16. габариты и масса.



24. Интеллектуальное обеспечение



Интеллектуальное обеспечение - совокупность интеллектуальных методов, приемов и технологий, обеспечивающих решение задач из данной предметной области при помощи компьютера.

Существенным элементом интеллектуального обеспечения является формализация и наличие интеллектуальных интерфейсов на всех этапах решения задачи.

Информационные системы

Система - любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как совокупность разнородных элементов, объединенная для достижения поставленной цели (производство, услуги).

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для обработки, хранения и выдачи информации для достижения поставленной цели (обучение, оказание услуг, производство). Миссия информационных систем - производство нужной для организации информации для обеспечения эффективного управления всеми её ресурсами, создание информационной и технической среды для осуществления управления организацией.



25. ИС. Этапы развития ИС



Информационные системы

Система - любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как совокупность разнородных элементов, объединенная для достижения поставленной цели (производство, услуги).

Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для обработки, хранения и выдачи информации для достижения поставленной цели (обучение, оказание услуг, производство). Миссия информационных систем - производство нужной для организации информации для обеспечения эффективного управления всеми её ресурсами, создание информационной и технической среды для осуществления управления организацией.

Эволюцию информационных систем связывают, прежде всего, с изменением подхода к использованию информационных систем

1-й этап: Период(1950-1960)- Бумажный поток расчетных документов. Концепция «необходимого зла». Вид ИС: Информационные системы обработки расчетных документов на электромеханических бухгалтерских машинах. Цель использования: Увеличение скорости обработки документов; упрощение процедуры расчета зарплаты и обработки счетов. Характеризуют проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.

Для 2-го этапа: Период(1960-1970)- Поддержка основной цели. Вид ИС: Управленческие информационные системы (годовой баланс). Цель использования: Ускорение процесса подготовки отчетных документов. характерны проблемы отставания программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств. Первые два этапа характеризуются довольно эффективной обработкой информации при выполнении операций с ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов вычислительных центров. Большой проблемой на этих этапах было плохое взаимодействие пользователей и разработчиков.

3-й этап: Период(1970-1980)- Управленческий контроль. Вид ИС: Системы поддержки принятия решений, управленческие системы для высшего звена. Цель использования: Выработка наиболее рациональных решений. Информационные системы становятся системами поддержки принятия решений, ориентированными на непрофессионального пользователя и поэтому направленные на максимальное удовлетворение его потребностей и создание соответствующего интерфейса. Используется как централизованная обработка данных, так и децентрализованная, базирующаяся на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочем месте пользователя.

Современный, 4-й этап: Период(1980-2000) - Информация - стратегический ресурс, обеспечивающий конкурентное преимущество. Вид ИС: Стратегические информационные системы. Автоматизированные офисы. Цель использования: Обеспечение выживания и процветания организации. Создание современной технологии межорганизационных связей и информационных систем. Этот тип связан с понятием анализа стратегических преимуществ в бизнесе и основан на достижениях телекоммуникационной технологии распределенной обработки информации. Информационные системы имеют своей целью не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь управленцу. Соответствующие информационные технологии должны помочь организации выстоять в конкурентной борьбе и получить преимущество. Наиболее существенные проблемы этого этапа: выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи; организация доступа к стратегической информации; организации защиты и безопасности информации.



26. Св-ва ИС



1. информационная система может быть проанализирована, построена и управляема на основе общих принципов построения системы;

2. информационная система является динамической и развивающейся;

3. при построении информационной системы необходимо использовать системный подход;

	4. информационную систему следует воспринимать как человеко-машинную (средства, обеспечивающие взаимодействие с компьютером).

Внедрение информационной системы способствует:

1) получению более рациональных вариантов решения задач, за счет внедрения математических методов и интеллектуальных систем (создание роботов);

2) освобождению пользователей от рутинной работы за счет ее автоматизации;

3) замене бумажных носителей данных на электронные;

4) обеспечению достоверной информации;

5) уменьшению затрат на производство продуктов и услуг;

6) отысканию новых рыночных ниш;

7) привязке к фирме покупателей и поставщиков за счет предоставления им разных скидок и услуг.


27. Структура ИС

	

	Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.

	Подсистема - это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.

	Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем:

	1. информационное обеспечение;

2. техническое обеспечение;

3. организационное обеспечение;

4. математическое обеспечение;

5. программное обеспечение;

6. правовое обеспечение.

Информационное обеспечение - совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

Техническое обеспечение - комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы (компьютеры, устройства сбора, накопления и обработки данных, устройства передачи данных и линий связи, оргтехника и устройства автоматического съема информации).

Организационное обеспечение - совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие специалистов с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.

Математическое и программное обеспечение - совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

Правовое обеспечение - совокупность правовых норм определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации. В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.



28. Классификация ИС по сфере применения



		1. информационные системы организационного управления - автоматизация функций управленческого персонала (оперативный контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, планирование, управление сбытом и снабжением);

		2. информационные системы управления техническими процессами - автоматизация функций, изготовление микросхем, поддерживание технологических процессов в промышленности.

		3. информационные системы автоматизированного проектирования - автоматизация функций инженеров, конструкторов и т.д., при создании новой техники и технологий (инженерные расчеты, проектная и техническая документация, моделирование процессов);

		4. интегрированные (корпоративные) информационные системы - автоматизация всех функций предприятия (ИС масштаба предприятия). Главной задачей такой системы является информационная поддержка производственных, административных и управленческих процессов (бизнес-процессов), формирующих продукцию или услуги предприятия. Их создание требует системного подхода с позиции цели и критериев результата.

За последние десятилетия радикально изменились принципы, методы построения и архитектура такой системы. Так, если в 60-х годах считалось, что никакой процесс не должен автоматизироваться до тех пор, пока он функционирует эффективно, то сегодня господствующим является прямо противоположный подход. Считается, что любой процесс должен автоматизироваться только после того, как он эффективно организован.

Эти изменения явились результатом обобщения опыта построения множества информационных систем, в которых автоматизация отдельных операций или сложившихся «ручных» процедур приносила локальные временные улучшения, не затрагивающие общую эффективность работы.

Главными особенностями современного подхода к построению корпоративной информационной системы предприятия являются: 1) всесторонний анализ бизнес-процессов, на основе которого производится разработка проекта информационной системы и обоснование заложенных в нем решений; 2) использование широкой палитры современных методологий и инструментальных средств моделирования и проектирования систем; 3) детальная проработка и согласование с заказчиком всех этапов разработки проекта, контрольных точек, требуемых ресурсов.

Такой подход обеспечивает разработку интегрированных решений, построенных на объективных данных о работе предприятия, своевременное согласование всех принципиальных вопросов между Заказчиком, Генеральным Подрядчиком и другими участниками работ и направлен на сохранение сделанных в систему инвестиций.



29. Классификация ИС по функциональному признаку и уровням управления



	Функциональный признак определяет назначение системы, ее основные цели, задачи и функции. В хозяйственной деятельности типовыми видами работ, определяющими функциональный признак классификации информационных систем, являются: производственная, маркетинговая, финансовая, кадровая.

Производственная деятельность связана с непосредственным выпуском продукции и направлена на создание и внедрение в производство научно-технических новшеств.

Маркетинговая деятельность включает в себя:

	1. анализ рынка производителей и потребителей выпускаемой продукции, анализ продаж;

	2. организацию рекламной кампании по продвижению продукции;

	3. рациональную организацию материально-технического снабжения.

	Финансовая деятельность связана с организацией контроля и анализа финансовых ресурсов фирмы на основе бухгалтерской, статистической, оперативной информации.

Кадровая деятельность направлена на подбор и расстановку необходимых фирме специалистов, а также ведение служебной документации по различным аспектам.

Указанные направления деятельности определили типовой набор информационных систем:

Производственные информационные системы - планирование объема работ и разработка календарных планов; оперативный контроль и управление производством; анализ работы оборудования, участие в формировании заказов поставщикам, управление запасами.

Финансовые и учетные информационные системы - управление портфелем заказов; управление кредитной политикой; разработка финансового плана; финансовый анализ и прогнозирования; контроль бюджета; бухучет и расчет зарплаты.

Кадровые системы - анализ и прогнозирование потребностей в трудовых ресурсах; ведение архивов, записей о персонале, анализ и планирование подготовки кадров.

Системы маркетинга - исследование рынка и прогнозирование продаж; управление продажами; рекомендации по производству новой продукции; анализ и установление новой цены, учет заказов.

Прочие системы (например, ИС руководства) - контроль за деятельностью фирмы; выявление оперативных проблем; анализ управленческих и стратегических ситуаций; обеспечение процесса выработки стратегических решений.

На рисунке показан один из возможных вариантов классификации информационных систем по функциональному признаку с учетом уровней управления и уровней квалификации персонала. Видно, что чем по значимости уровень управления, тем меньше объем работ, выполняемый информационной системой (уровень автоматизации) и тем выше роль менеджера при принятии решений.

	Информационные системы оперативного уровня отвечают на запросы о текущем состоянии, отслеживают поток сделок в фирме, что соответствует оперативному управлению. Задачи, цели и источники информации на этом уровне заранее определены и высоко структурированы. Примеры: ИС выплаты зарплаты, регистрации авиабилетов, заказа гостиничных номеров и т.п.

Информационные системы функционального (тактического) уровня используются работниками среднего управленческого звена для мониторинга, контроля, принятия решений и администрирования, а специалистами, работающими с данными - для интеграция новых сведений, помощи в обработке бумажных документов. Примеры: ИС офисной автоматизации, системы автоматизированного проектирования (САПР) и т.д.

Стратегические информационные системы - это компьютерные информационные системы, обеспечивающие поддержку принятия решения при реализации стратегических перспективных целей развития организации (например, сбор и организация информации о внешнем мире - конкурентах, клиентах и т.п.; долгосрочное планирование и т.п.). Общая концепция построения стратегических информационных систем еще не выработана.



30. Классификация ИС по степени автоматизации



	1) Ручные - отсутствие современных технологических средств по переработке информации и выполнение всех операций человеком.

	2) Автоматизированные - предполагают участие в процессе переработки информации и технических средств и человека.

3) Автоматические - выполняют все операции по переработке информации без участия человека.



31. Классификация ИС по характеру использования информации



1. информационно-поисковые системы  ввод, систематизация и хранение информации по запросу пользователя (справочные);

	2. Информационно-решающие системы  операции по переработки информации по определенному алгоритму:

	3. управляющие, в которых человек принимает решение;

		4. советующие, вырабатывают информацию которая принимается человеком к сведению и не превращается немедленно в серию конкретных действий (переработка знаний - экспертные системы);

		5. ситуационные центр, информационно-аналитические комплексы, помогающие руководителям (например, компании) осуществлять оперативное и стратегическое управление.

Ситуационный центр - это новейшая технология автоматизации управления, ориентированная на руководителей высшего звена и персонал, ответственный за принятие решений, концепция которой была разработана известным английским кибернетиком Стаффордом Биром.

Ситуационные центры - это специальные рабочие места для специалистов, оборудованное для оперативного построения и «проигрывания» сценариев, быстрой оценки проблемной ситуации на основе использования специальных методов обработки больших объемов знаний и информации. В редуцированном виде ситуационные центры - это совсем не обязательно компьютеризованные помещения. Известные комнаты для «мозгового штурма» со столом, классной доской и мелом - это тоже ситуационные комнаты (центры). Главное здесь - правильно подобрать информацию и организовать интеллектуальную активность специалистов.

Эффект от компьютеризации ситуационных комнат во многом зависит от развитости используемых методов сбора информации, структурирования данных, построения сценариев и применяемых технологий. Большой объем достоверной информации о различных аспектах ситуации - признак устойчивости ее динамики, залог эффективности принимаемых корпоративных решений. На ней можно построить надежную классическую модель развития ситуации. В неустойчивые же периоды развития экономики собрать большой объем достоверной информации практически невозможно. В этом случае особого внимания заслуживают некоторые подобласти методов искусственного интеллекта.

Эффективность СЦ выражается в том, что он позволяют подключить к активной работе по принятию решения резервы образного, ассоциативного мышления. Представление ситуации в виде образов как бы «сжимает» информацию, обеспечивая обобщенное восприятие происходящих событий.

С помощью ситуационного центра руководитель может смоделировать решение на компьютере и через несколько минут увидеть, к какому результату может привести то или иное решение. На экране персонального компьютера руководителя находятся ряд рычагов, управляя которыми можно задавать конкретную ситуацию. Далее проводится расчет на основе заданных моделей данных и отображается результат. Это верхний уровень автоматизации, который опирается на данные, полученные автоматизированными системами сбора данных и учета.

Используя ситуационный анализ, можно решать задачи в различных отраслях и сферах государственного, регионального и муниципального управления, а также в рамках отдельного предприятия, где они помогают осуществлять управление персоналом, финансами, ресурсами, привлечение инвестиций, моделирование ситуаций, управление рисками, оптимизация запасами.

Технологии, лежащие в основе СЦ, можно условно разбить на три группы: системы обработки разнородной информации (текстовой, числовой, визуальной и др.), к которым относятся, в частности, системы извлечения знаний (Data Mining) и оперативной аналитической обработки (OLAP - On-Line Analytical Processing); технологии ситуационного моделирования и системной динамики, в которых применяются модели и методы, присущие конкретным предметным областям; когнитивно-графические технологии, основанные на визуализации объектов



32. ИТ. Виды ИТ

	

	Под технологией понимают совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции. Это высшее умение чего-нибудь делать. Когда говорят об информационной технологии, в качестве материала выступает информация. В качестве продукта - тоже информация. Но это качественно новая информация о состоянии объекта, процесса или явления. Технология представлена методами и способами работы с информацией персонала и технических устройств.

	Информационная технология - это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с целью снижения трудоёмкости процессов использования информационного ресурса, повышения их надёжности и оперативности, рациональной организации того или иного достаточно часто повторяющегося информационного процесса. При этом достигается экономия затрат труда, энергии или материальных ресурсов, необходимых для реализации данного процесса.

Виды информационных технологий:

		1. Информационные технологии обработки данных;

		2. Информационные технологии управления;

		3. Информационные технологии автоматизации офиса;

		4. Информационные технологии поддержки принятия решений;

		5. Информационные технологии экспертных систем.



33. Основные св-ва ИТ, опред. их роль в технолог развитии современного об-ва



	В числе отличительных свойств информационных технологий, имеющих стратегическое значение для развития общества, представляется целесообразным выделить следующие семь наиболее важных:

		Информационные технологии позволяют активизировать и эффективно использовать информационные ресурсы общества, которые сегодня являются наиболее важным стратегическим фактором его развития. 

	Информационные технологии позволяют оптимизировать и во многих случаях автоматизировать информационные процессы, которые в последние годы занимают все большее место в жизнедеятельности человеческого общества. 

	Информационные процессы являются важными элементами других более сложных производственных или же социальных процессов. Поэтому очень часто и информационные технологии выступают в качестве компонентов соответствующих производственных или социальных технологий. 

	Информационные технологии сегодня играют исключительно важную роль в обеспечении информационного взаимодействия между людьми, а также в системах подготовки и распространения массовой информации.. Эти средства быстро ассимилируются культурой нашего общества, так как не только создают удобства, но и 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 все более динамичным перемещением по планете.

	Информационные технологии занимают сегодня центральное место в процессе интеллектуализации общества, развития его системы образования и культуры. Возможности данного направления развития информационных технологий настолько многообещающи, что вполне обоснованно можно говорить о зарождении целого нового направления в области культуры - экранной культуры.

6. Информационные технологии играют в настоящее время ключевую роль также и в процессах получения и накопления новых знанийВ первую очередь здесь выделяют методы информационного моделирования исследуемых наукой процессов и явлений, позволяющие ученому проводить своего рода «вычислительный эксперимент». Второе перспективное направление представляют собой методы искусственного интеллекта, позволяющие находить решение плохо формализуемых задач, а также задач с неполной информацией и нечеткими исходными данными. Третье перспективное направление представляют собой методы так называемой когнитивной компьютерной графики. При помощи этих методов, позволяющих образно представлять различные математические формулы и закономерности, уже удалось доказать несколько весьма сложных теорем в теории чисел. 

7. Принципиально важное для современного этапа развития общества значение развития информационных технологий заключается в том, что их использование может оказать существенное содействие в решении глобальных проблем человечества и, прежде всего, проблем, связанных с необходимостью преодоления переживаемого мировым сообществом глобального кризиса цивилизации. 



34. ИТ. Критерий эффективности ИТ

	

	В качестве общего критерия эффективности любых видов технологий можно использовать экономию социального времени, которая достигается в результате их практического использования. Эффективность этого критерия особенно хорошо проявляется на примере информационных технологий. Какие же виды информационных технологий представляются с точки зрения этого критерия наиболее перспективными сегодня и в ближайшем будущем? Необходимость экономии социального времени ориентирует наше внимание, в первую очередь, на технологии, связанные с наиболее массовыми информационными процессами, оптимизация которых, как представляется и должна дать наибольшую экономию социального времени именно благодаря их широкому и многократному использованию.



35. Классификация ИТ по типу обрабатываемой информации



Информационные технологии отличаются по типу обрабатываемой информации, но могут объединяться в интегрированные технологии.

(Виды обрабатываемой информации): Текст-( Виды информационных технологий): Текстовые процессоры и гипертекст. 

Графика- Графические процессоры

Данные - СУБД, алгоритмические языки, табличные процессоры

Пространственно привязанные данные - Геоинформационные технологии (ГИС–технологии).

Знания - Экспертные системы.

Объекты реального мира - Средства мультимедиа.

Ко всему относится: Интегрированные пакеты (объединения различных технологий)



36. ИТ обработки данных. Классы задач. Основные компоненты

				

				Информационные технологии обработки данных предназначены для решения хорошо структурированных (формализованных) задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы.

Применяются на уровне исполнительской деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации рутинных, постоянно повторяющихся операций. Внедрение таких технологий увеличивает производительность труда и, возможно, сокращает численность персонала.

На уровне операционной деятельности решаются следующие задачи:

1. обработка данных об операциях, производимых фирмой;

2. создание периодических контрольных отчетов о состоянии дел в фирме;

3. получение ответов на всевозможные текущие запросы и оформление их в виде бумажных документов или отчетов.

Пример контрольного отчета: ежедневный отчет о поступлениях и выдачах наличных средств банком, формируемый в целях контроля баланса наличных средств. Пример запроса: запрос к базе данных по кадрам, который позволит получить данные о требованиях, предъявляемых к кандидатам на занятие определенной должности.

Существует несколько особенностей, связанных с обработкой данных, отличающих данную технологию от всех прочих:

1. выполнение необходимых фирме задач по обработке данных. Каждой фирме предписано законом иметь и хранить данные о своей деятельности, которые можно использовать как средство обеспечения и поддержания контроля на фирме. Поэтому в любой фирме обязательно должна быть информационная система обработки данных и разработана соответствующая информационная технология;

2. решение только хорошо структурированных задач, для которых можно разработать алгоритм;

3. выполнение стандартных процедур обработки. Существующие стандарты определяют типовые процедуры обработки данных и предписывают их соблюдение организациями всех видов;

4. выполнение основного объема работ в автоматическом режиме с минимальным участием человека;

5. использование детализированных данных. Записи о деятельности фирмы имеют детальный (подробный) характер, допускающий проведение ревизий. В процессе ревизии деятельность фирмы проверяется хронологически от начала периода к его концу и от конца к началу;

6. акцент на хронологию событий;

7. требование минимальной помощи в решении проблем со стороны специалистов других уровней.



37. Цель ИТ управления (ИТУ). Классы задач, решаемые в рамках ИТУ



Основные компоненты ИТУ.

		Целью информационных технологии управления является удовлетворение информационных потребностей всех сотрудников фирмы, имеющих дело с принятием решения. Такая информационная технология полезна на любом уровне управления. Она ориентирована на работу в среде ИС управления и используется при худшей структурированности решаемых задач, нежели ИТ обработки данных. Используемая и поставляемая ИТУ информация содержит сведения о прошлом, настоящем и вероятном будущем объекта управления.

		Для принятия решений на уровне управленческого контроля информация должна быть представлена в агрегированном виде так, чтобы просматривались тенденции изменения данных, причины возникших отклонений и возможные решения. На этом этапе решаются следующие задачи обработки данных:

1. оценка планируемого состояния объекта управления;

2. оценка отклонений от планируемого состояния;

3. выявление причин отклонений;

4. анализ возможных решений и действий.

		Информационная технология управления направлена на создание различных видов отчетов. Регулярные отчеты создаются в соответствии с установленным графиком, определяющим время их создания, например месячный анализ продаж компании. Специальные отчеты создаются по запросам управленцев или когда в компании произошло что-то незапланированное.

		Как регулярные, так и специальные отчеты могут иметь форму суммирующих, сравнительных и чрезвычайных отчетов. В суммирующих отчетах данные объединены в отдельные группы, отсортированы и представлены в виде промежуточных и окончательных итогов по отдельным полям. Сравнительные отчеты содержат данные, полученные из различных источников или классифицированные по различным признакам и используемые для целей сравнения. Чрезвычайные отчеты содержат данные исключительного характера.

		Использование отчетов для поддержки управления оказывается особенно эффективным при реализации так называемого управления по отклонениям.

		Управление по отклонениям предполагает, что главным содержанием получаемых менеджером данных должны являться отклонения состояния хозяйственной деятельности фирмы от некоторых установленных стандартов (например, от ее запланированного состояния). При использовании на фирме принципов управления по отклонениям к создаваемым отчетам предъявляются следующие требования:

1. отчет должен создаваться только тогда, когда отклонение произошло;

2. сведения в отчете должны быть отсортированы по значению критического для данного отклонения показателя;

3. все отклонения желательно показать вместе, чтобы менеджер мог уловить существующую между ними связь;

4. в отчете необходимо показать количественное отклонение от нормы.

Входная информация поступает из систем операционного уровня. Выходная информация формируется в виде управленческих отчетов в удобном для принятия решения виде.

Содержимое базы данных при помощи соответствующего программного обеспечения преобразуется в периодические и специальные отчеты, поступающие к специалистам, участвующим в принятии решений в организации. База данных, используемая для получения указанной информации, должна состоять из двух элементов: 1) данных, накапливаемых на основе оценки операций, проводимых фирмой; 2) планов, стандартов, бюджетов и других нормативных документов, определяющих планируемое состояние объекта управления (подразделения фирмы).



38. Характеристики и назначение ИТ автоматизации офиса. Основные компоненты



Исторически автоматизация началась на производстве и затем распространилась на офис, имея вначале целью лишь автоматизацию рутинной секретарской работы. По мере развития средств коммуникации автоматизация офисных технологий заинтересовала специалистов и управленцев, которые увидели в ней возможность повысить производительность своего труда.

Автоматизация офиса не заменяет существующую традиционную систему коммуникации персонала, а лишь дополняет её. Используясь совместно, обе эти системы обеспечивает рациональную автоматизацию управленческого труда и наилучшее обеспечение управленцев информацией.

Автоматизированных офис привлекателен для менеджеров всех уровней управления в фирме не только потому, что поддерживает внутрифирменную связь персонала, но также потому, что предоставляет им новые средства коммуникации с внешним окружением.

Информационная технология автоматизации офиса - организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией.

Офисные автоматизированные технологии используются управленцами, специалистами, секретарями и конторскими служащими, особенно они привлекательны для группового решения проблем. Они позволяют повысить производительность труда секретарей и конторских работников и дают им возможность справляться с возрастающим объемом работ. Однако это преимущество является второстепенным по сравнению с возможностью использования автоматизации офиса в качестве инструмента для решения проблем. Улучшение принимаемых менеджерами решений в результате их более совершенной коммуникации способно обеспечить экономический рост фирмы.

В настоящее время известно несколько десятков программных продуктов для компьютеров и некомпьютерных технических средств, обеспечивающих технологию автоматизации офиса: текстовый процессор, табличный процессор, электронная почта, электронный календарь, аудиопочта, компьютерные и телеконференции, видеотекст, хранение изображений, а также специализированные программы управленческой деятельности: ведения документов, контроля за исполнением приказов и т.д.

Также широко используются некомпьютерные средства: аудио- и видеоконференции, факсимильная связь, ксерокс и другие средства оргтехники.

		Информационные технологии автоматизированного офиса - организация и поддержка коммуникационных процессов, как внутри организации, так и с внешней средой, на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи информации.



39. ИТ поддержки решений. Основная цель ИТППР и т.д.



Проблемы принятия решений пронизывают всю человеческую практику (и общественную, и личную), и поэтому отличаются большим разнообразием. В зависимости от выбираемого основания классификации выделяют задачи принятия решений:

1. хорошо структурированные, плохо структурированные и неструктурированные;

2. уникальные и повторяющиеся;

3. статистические и динамические;

4. в условиях определенности и в условиях неопределенности (в частности, при риске, при противодействии);

5. с фиксированным (заданным) набором (множеством) вариантов решений (стратегий, альтернатив) и с формируемым в процессе принятия решений;

6. с одним критерием (показателем качества или эффективности, целевой функцией) и с многими (несколькими) критериями;

а также задачи:

1. выбора одного наилучшего (оптимального) варианта, нескольких лучших вариантов, ранжирования всех вариантов,

2. разбиения их на упорядоченные классы,

3. принятия индивидуальных решений и принятия коллективных решений.

Поддержка принятия решений заключается в помощи лицу, принимающему решение (ЛПР) в процессе принятия решений. Она включает:

4. помощь ЛПР при анализе объективной составляющей, т.е. в понимании и оценке сложившейся ситуации и ограничений, накладываемых внешней средой,

5. выявление предпочтений ЛПР, т.е. в выявлении и ранжировании приоритетов, учёте неопределённости в оценках ЛПР и формировании его предпочтений,

6. генерацию возможных решений, т.е. формирование списка альтернатив,

7. оценку возможных альтернатив, исходя из предпочтений ЛТР и ограничений, накладываемых внешней средой,

8. анализ последствий принимаемых решений,

9. выбор лучшего, с точки зрения ЛПР, варианта.

Компьютерная поддержка процесса принятия решений, так или иначе, основана на формализации методов получения исходных и промежуточных оценок, даваемых ЛПР, и алгоритмизации самого процесса выработки решения.

Термин «система поддержки принятия решений» появился в начале семидесятых годов. За это время дано много определений СППР.

«Системы поддержки принятия решений являются человеко-машинными объектами, которые позволяют лицам, принимающим решения (ЛПР), использовать данные, знания, объективные и субъективные модели для анализа и решения слабоструктурированных и неструктурированных проблем». В этом определении подчёркивается предназначение СППР для решения слабоструктурированных и неструктурированных задач.

«Система поддержки принятия решений - это компьютерная система, позволяющая ЛПР сочетать собственные субъективные предпочтения с компьютерным анализом ситуации при выработке рекомендаций в процессе принятия решения». Основной пафос этого определения - сочетание субъективных предпочтений ЛПР с компьютерными методами.

«Система поддержки принятия решений - это компьютерная информационная система, используемая для различных видов деятельности при принятии решений в ситуациях, где невозможно или нежелательно иметь автоматическую систему, полностью выполняющую весь процесс решения».

Все три определения не противоречат, а дополняют друг друга и достаточно полно характеризуют СППР.

Системы поддержки принятия решений:

1. Помогают произвести оценку обстановки (ситуаций), осуществить выбор критериев и оценить их относительную важность.

2. Генерируют возможные решения (сценарии действий).

3. Осуществляют оценку сценариев (действий, решений) и выбирают лучший.

4. Обеспечивают постоянный обмен информацией об обстановке принимаемых решений и помогают согласовать групповые решения.

5. Моделируют принимаемые решения (в тех случаях, когда это возможно).

6. Осуществляют компьютерный динамический анализ возможных последствий принимаемых решений.

7. Производят сбор данных о результатах реализации принятых решений и осуществляют оценку результатов.

		Системы ППР появились усилиями американских ученых в конце 70-х начале 80-х годов, чему способствовало широкое распространение персональных компьютеров, стандартных пакетов прикладных программ, а также успехи разработки систем искусственного интеллекта.

		Человеко-машинная процедура принятия решений с помощью СППР представляет собой циклический процесс взаимодействия человека и компьютера. Цикл состоит из фазы анализа и постановки задачи для компьютера, выполняемым ЛПР, и фазы оптимизации (поиска решения и выполнения его характеристик), реализуемой компьютером. Главная особенность информационной технологии ППР - качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера.

		Выработка решений в этих системах происходит в результате итерационного процесса, в котором участвуют:

		1. система ППР в роли вычислительного звена;

		2. человек как управляющее звено, задающее исходную информацию и оценивающее полученный результат.

		Окончание итерационного процесса происходит по воле человека. Информационная система способна совместно с пользователем создавать новую информацию для принятия решений.

В состав системы поддержки принятия решений входят база данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из системы управления базой данных (СУБД), системы управления базой моделей (СУБМ) и системы управления интерфейсом между пользователем и компьютером.

Данные могут использоваться непосредственно пользователем для расчетов при помощи математических моделей. СУБД должна поддерживать следующие возможности:

1. составление комбинаций данных, получаемых из различных источников с использованием процедур агрегирования и фильтрации;

2. быстрое добавление или исключение того или иного источника данных;

3. построение логическое структуры данных в терминах пользователя;

4. использование неофициальных данных для проверки рабочих альтернатив;

5. логическая независимость от других операционных баз данных, функционирующих в фирме.

Использование моделей обеспечивает проведение анализа в СППР. Модели, основываясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия оптимальных решений.

В СППР база моделей состоит, как правило, из стратегических, тактических и оперативных моделей, а также математических моделей в виде совокупности модельных блоков, моделей и процедур, реализующих математические методы. Система управления базой моделей должна поддерживать создание новых моделей, изменение существующих, поддержку и обновление параметров моделей, манипулирование моделями и т.д.

Интерфейс пользователя определяет, в первую очередь, язык пользователя и язык сообщений компьютера. Интерфейс должен обеспечивать возможности манипулирования различными формами диалога и различными видами данных, оперативно отвечать на запросы пользователя справочно-информационного характера.

		Отличие информационной технологии ППР:

			1. ориентация на решение слабоформализованных (плохо структурированных) задач;

		2. сочетание традиционных методов доступа и обработки компьютерных данных с возможностью использования математических моделей решения задач;

		3. ориентация на непрофессионального пользователя компьютера;

			4. высокая адаптивность, обеспечивающая возможность приспособления к требованиям пользователя.



40. Современное состояние и основные тенденции развития ИТ

		

		Современное состояние информационных технологий можно охарактеризовать следующими тенденциями.

		1. Наличие большого количества промышленно функционирующих баз данных, содержащих информацию практически по всем видам деятельности общества.

		2. Создание технологий, обеспечивающих интерактивный доступ массового пользователя к этим информационным ресурсам. Технической основой данной тенденции явились государственные и частные системы связи и передачи данных общего назначения и специализированные, объединенные в национальные, региональные и глобальные информационно-вычислительные сети.

		3. Расширение функциональных возможностей информационных систем, обеспечивающих параллельную одновременную обработку баз данных с разнообразной структурой данных, мультиобъектных документов, гиперсред, в том числе реализующих технологии создания и ведения гипертекстовых баз данных. Создание локальных многофункциональных проблемно-ориентированных информационных систем различного назначения на основе мощных персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей.

		4. Включение в информационные системы элементов интеллектуализации интерфейса пользователя с системами, экспертными систем, систем машинного перевода, автоиндексирования и других технических средств.

		Выделяют пять основных тенденций в развитии информационных технологий:

		1. Усложнение информационных продуктов (услуг). Информационный продукт в виде программных средств, баз данных, служб экспертного обеспечения приобретает стратегическое значение. Информационный продукт в виде различного вида информации (речь, данные, изображения) для слуха, зрения, осязания генерируется по запросу пользователя, и существуют средства доставки продукта в удобное время и удобной форме;

		2. Способность к взаимодействию. Возможность провести идеальный обмен между человеком и компьютером или между информационными системами приобретает значение ведущей технологической проблемы. Здесь же проблема совместимости технических и программных средств.

		3. Ликвидация промежуточных звеньев. Не нужны посредники, если Вы можете размещать заказы непосредственно с помощью информационных технологий.

		4. Глобализация. Фирмы могут с помощью информационных технологий вести дела где угодно, получая исчерпывающую информацию. Глобализация рынка информационного продукта. Получение преимуществ за счет распределения постоянных и полупостоянных расходов на более широкий географический регион.

		5. Конвергенция. Исчезают различия между изделиями и услугами, информационным продуктом и средствами, использованием в быту и для деловых целей, информацией и развлечением, а также среди различных режимов работы, таких как передача звуковых, цифровых и видеосигналов.

		Применительно к бизнесу эти тенденции приводят к следующему:

		1. Осуществление распределенных персональных вычислений, когда на каждом рабочем месте достаточно ресурсов для обработки информации в местах ее возникновения;

		2. Создание развитых систем коммуникаций, когда рабочие места соединены для пересылки сообщений;

		3. Гибкие глобальные коммуникации, когда предприятие включается в мировой информационный поток;

		4. Создание и развитие систем электронной торговли;

		5. Устранение промежуточных звеньев в системе интеграции организация - внешняя среда.



31. основные разделы искусственного интеллекта



Одно из направлений информатики - интеллектуализация информационных систем. Интеллектуальные системы и технологии применяются для тиражирования профессионального опыта и решения сложных научных, производственных и экономических задач, например, анализ инвестиций, прогнозирование рынка и т.д. Для обработки и моделирования знаний применяются специальные модели и создаются так называемые базы знаний.

Искусственные интеллект (ИИ) - одно из направлений развития информатики, изучающий способы и приемы моделирования и воспроизведения с помощью ЭВМ разумной деятельности человека, связанной с решением задач. Цель этого направления - разработка программно-аппаратных средств, позволяющих пользователю-непрограммисту ставить и решать свои задачи, традиционно считающиеся интеллектуальными, общаясь с ЭВМ на ограниченном подмножестве естественного языка. Искусственным интеллектом также называют свойство интеллектуальных систем выполнять функции (творческие), которые традиционно считаются прерогативой человека.

Фундаментальные разделы ИИ:

1. теория представления знаний: найти такие способы описания и представления фактов, общих сведений, закономерностей, правил и предписаний, которые позволят использовать все эти знания с помощью некоторых универсальных и формальных процедур анализа, рассуждения и синтеза, доступных доля простой реализации на ЭВМ;

2. теория обработки информации, выраженной на естественном языке: найти методы и способы понимания устной речи, извлечения смысла из письменных сообщений, переводы с одного языка на другой, синтеза речи и т.п. с тем, чтобы реализовать все эти формы языковой практики на ЭВМ (лингвистические процессоры).

Фундаментальные разделы ИИ, воспринимая достижения смежных наук (математики, логики, психологии, физиологии, кибернетики, бионики, лингвистики и др.), результируют в создании теоретических моделей целенаправленного поведения человека, включая такие его компоненты, как восприятие, рассуждение и действие. Эти теоретические модели, имея собственную познавательную ценность, выступают в качестве строительных блоков в решении различных прикладных задач.


32.Основные направления развития искусственного интеллекта



Представление знаний и разработка систем, основанных на знаниях

Разработка моделей представления знаний, создание баз знаний, моделей и методов извлечения и структурирования знаний).

Игры и творчество

Разработка естественно-языковых интерфейсов и машинный перевод 

Естественно-языковый интерфейс - это совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающих общение интеллектуальной системы с пользователем на ограниченном рамками проблемной области естественном языке. В его состав входят словари, отражающие словарный состав и лексику языка, а также лингвистический процессор, осуществляющий анализ текстов (морфологический, синтаксический, семантический и прагматический) и синтез ответов пользователю.

Распознавание образов

Это направление, основной задачей которого является создание моделей, методов и средств, связанных с решением задач классификации, таксономии, формирования понятий и т. п. 

Новые архитектуры компьютеров

Интеллектуальные роботы

Здесь главными задачами ИИ являются задачи «машинного зрения» и управления движением. «Машинное зрение» включает в себя способность робота ориентироваться в пространстве, воспринимать обстановку и строить ее план (т.н. анализ сцен), узнавать контуры и форму предметов, обнаруживать и обходить препятствия при движении и т.д. Управление движением позволяет роботу перемещаться, совершать рабочие движения своими подвижными элементами, воспринимать нагрузку и дозировать собственные усилия.

Специальное программное обеспечение

Обучение и самообучение



33. Данные и знания



Информация, с которой имеют дело ЭВМ, разделяется на процедурную и декларативную. Процедурная информация овеществлена в программах, которые выполняются в процессе решения задач, декларативная информация - в данных, с которыми эти программы работают.

Данные - это отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления в предметной области, а также их свойства.

Параллельно с развитием структуры ЭВМ происходило развитие информационных структур для представления данных. Появились способы описания данных в виде векторов и матриц, возникли списочные структуры, иерархические структуры. В настоящее время в языках программирования высокого уровня используются абстрактные типы данных, структура которых задается программистом. Появление баз данных (БД) знаменовало собой еще один шаг на пути организации работы с декларативной информацией. В базах данных могут одновременно храниться большие объемы информации, а специальные средства, образующие систему управления базами данных (СУБД), позволяют эффективно манипулировать с данными, при необходимости извлекать их из базы данных и записывать их в нужном порядке в базу.

По мере развития исследований в области интеллектуальных систем возникла концепция знаний, которые объединили в себе многие черты процедурной и декларативной информации.

Знания - совокупность сведений, образующих целостное описание, соответствующее некоторому уровню осведомленности об описываемом вопросе, предмете, проблеме и т.д. Знания - это выявленные закономерности в предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области.

В ЭВМ знания так же, как и данные, отображаются в знаковой форме - в виде формул, текста, файлов, информационных массивов и т.п. Поэтому можно сказать, что знания - это особым образом организованные данные. Но это было бы слишком узкое понимание. А между тем, в системах ИИ знания являются основным объектом формирования, обработки и исследования. База знаний, наравне с базой данных, - необходимая составляющая программного комплекса ИИ. Машины, реализующие алгоритмы ИИ, называются машинами, основанными на знаниях, а подраздел теории ИИ, связанный с построением экспертных систем, - инженерией знаний.

Знания могут быть классифицированы по следующим категориям:

		поверхностные - знания о видимых взаимосвязях между отдельными событиями и фактами в предметной области;

		глубинные - абстракции, аналогии, схемы, отображающие структуру и процессы в предметной области.

Кроме того, знания можно разделить на следующие виды:

		процедурные: знания, отвечающие на вопрос «Как решать поставленную задачу?»; эти знания хранятся в памяти интеллектуальной системы в виде описаний процедур, с помощью которых их можно получить. В таком виде обычно описывается информация о предметной области, характеризующая способы решения задач в этой области, а также различные инструкции, методики и т.п. 

декларативные: знания, не содержащие в явном виде процедуры решения задач; которые записаны в памяти так, что они непосредственно доступны для использования после обращения к соответствующему полю памяти. В таком виде обычно записывается информация о свойствах предметной области фактах, имеющих в ней место и т.п. информация.

54. Модели представления знаний в современных интеллектуальных системах.

Модель знаний - описание знаний в базе знаний. Известны четыре типа моделей знаний:

1. логические, в основе которых лежит формальная логическая модель;

2. сетевые, в основе которых лежат семантические сети;

3. фреймовые, основанные на фреймах;

4. продукционные, основанные на продукциях.

Каждая такая М.З. определяет форму представления знаний.

Формальные логические модели

Система ИИ в определенном смысле моделирует интеллектуальную деятельность человека и, в частности, - логику его рассуждений. В грубо упрощенной форме наши логические построения при этом сводятся к следующей схеме: из одной или нескольких посылок (которые считаются истинными) следует сделать «логически верное» заключение (вывод, следствие).

Логические выражения, построенные в данном языке, могут быть истинными или ложными. Некоторые из этих выражений, являющиеся всегда истинными, объявляются аксиомами (или постулатами). Они составляют ту базовую систему посылок, исходя из которой и пользуясь определенными правилами вывода, можно получить заключения в виде новых выражений, также являющихся истинными.

Если перечисленные условия выполняются, то говорят, что система удовлетворяет требованиям формальной теории. Ее так и называют формальной системой (ФС). Система, построенная на основе формальной теории, называется также аксиоматической системой.

Классическими примерами аксиоматических систем являются исчисление высказываний и исчисление предикатов. Эти ФС хорошо исследованы и имеют прекрасно разработанные модели логического вывода.

ФС имеют и недостатки, которые заставляют искать иные формы представления. Главный недостаток - это «закрытость» ФС, их негибкость. 

Логические модели 

В основе моделей такого типа лежит формальная система, задаваемая четверкой вида: M = <T, P, A, B>. Множество T есть множество базовых элементов различной природы, например слов из некоторого ограниченного словаря, деталей детского конструктора, входящих в состав некоторого набора и т.п. 

Множество P есть множество синтаксических правил. С их помощью из элементов T образуют синтаксически правильные совокупности. 

В множестве синтаксически правильных совокупностей выделяется некоторое подмножество A. Элементы A называются аксиомами. 

Множество B есть множество правил вывода. Применяя их к элементам A, можно получать новые синтаксически правильные совокупности, к которым снова можно применять правила из B. Так формируется множество выводимых в данной формальной системе совокупностей. 

Для знаний, входящих в базу знаний, можно считать, что множество A образуют все информационные единицы, которые введены в базу знаний извне, а с помощью правил вывода из них выводятся новые производные знания. Другими словами формальная система представляет собой генератор порождения новых знаний, образующих множество выводимых в данной системе знаний. Это свойство логических моделей делает их притягательными для использования в базах знаний. Оно позволяет хранить в базе лишь те знания, которые образуют множество A, а все остальные знания получать из них по правилам вывода.

Семантические (смысловые) сети

В основе моделей этого типа лежит конструкция, названная ранее семантической сетью. Сеть, в вершинах которой находятся информационные единицы, а дуги характеризуют отношения и связи между ними. Семантическая сеть является наиболее общей моделью представления знаний.

В зависимости от типов связей, используемых в модели, различают классифицирующие сети, функциональные сети и сценарии. В классифицирующих сетях используются отношения структуризации. Такие сети позволяют в базах знаний вводить разные иерархические отношения между информационными единицами. Функциональные сети характеризуются наличием функциональных отношений. Их часто называют вычислительными моделями
Под фреймом понимается абстрактный образ или ситуация.

В отличие от моделей других типов во фреймовых моделях (под фреймом понимается абстрактный образ или ситуация).

фиксируется жесткая структура информационных единиц, которая называется протофреймом. В общем виде она выглядит следующим образом:

(Имя фрейма:

Имя слота 1(значение слота 1)

Имя слота 2(значение слота 2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Имя слота К (значение слота К)).

Значением слота может быть практически что угодно (числа или математические соотношения, тексты на естественном языке или программы, правила вывода или ссылки на другие слоты данного фрейма или других фреймов). В качестве значения слота может выступать набор слотов более низкого уровня, что позволяет во фреймовых представлениях реализовать «принцип матрешки».

При конкретизации фрейма ему и слотам присваиваются конкретные имена и происходит заполнение слотов. Таким образом, из протофреймов получаются фреймы - экземпляры. Переход от исходного протофрейма к фрейму - экземпляру может быть многошаговым, за счет постепенного уточнения значений слотов.

Связи между фреймами задаются значениями специального слота с именем «Связь». Часть специалистов по ИС считает, что нет необходимости специально выделять фреймовые модели в представлении знаний, т.к. в них объединены все основные особенности моделей остальных типов.

Продукционная модель

Продукционная модель, или модель, основанная на правилах, позволяет представить знания в виде предложений типа: Если (условие), то (действие).

В моделях этого типа используются некоторые элементы логических и сетевых моделей. Из логических моделей заимствована идея правил вывода, которые здесь называются продукциями, а из сетевых моделей - описание знаний в виде семантической сети. В результате применения правил вывода к фрагментам сетевого описания происходит трансформация семантической сети за счет смены ее фрагментов, наращивания сети и исключения из нее ненужных фрагментов. Таким образом, в продукционных моделях процедурная информация явно выделена и описывается иными средствами, чем декларативная информация. Вместо логического вывода, характерного для логических моделей, в продукционных моделях появляется вывод на знаниях. 



35. Основные компоненты экспертной системы, специалисты-разработчики

		

		Экспертные системы основаны на использовании искусственного интеллекта. Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникает необходимость.

		Экспертные системы (ЭС) - это сложные программные комплексы, аккумулирующие знания специалистов в конкретных предметных областях и тиражирующие этот эмпирический опыт для консультаций менее квалифицированных пользователей.

		Традиционно знания существуют в двух видах - коллективный опыт и личный опыт. Если большая часть знаний в предметной области представлена в виде коллективного опыта (например, высшая математика), эта предметная область не нуждается в экспертных системах. Если в предметной области большая часть знаний является личным опытом специалистов высокого уровня (экспертов), если эти знания по каким-либо причинам слабо структурированы, такая предметная область, скорее всего, нуждается в экспертной системе.

		При создании баз знаний самая трудная задача - извлечение из них эксперта. Для этого существуют методы извлечения знаний. Экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области в форму эвристических правил.

		Эвристики не гарантируют получения результата с такой же степенью уверенности, как алгоритмы ППР. Однако они часто дают приемлемые решения для практического использования. Таким образом, экспертные системы используются в качестве советующих систем.

Пользователь - специалист предметной области, для которого предназначена система. Обычно его квалификация недостаточно высока, и поэтому он нуждается в помощи и поддержке своей деятельности со стороны ЭС.

Специалист по знаниям - специалист по искусственному интеллекту, выступающий в роли промежуточного буфера между экспертом и базой знаний. Синонимы: когнитолог, инженер по знаниям, инженер-интерпретатор, аналитик.

		Интерфейс пользователя - комплекс программ, реализующих диалог пользователя с ЭС как на стадии ввода информации, так и получения результатов. Специалист использует интерфейс также для ввода команд, содержащих параметры, определяющие процесс обработки информации. Пользователь может использовать четыре метода ввода информации: меню, команды, естественный язык, собственный интерфейс.

		Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решения, но и объяснения.

База знаний (БЗ) - ядро ЭС, совокупность знаний предметной области, записанная на машинный носитель в форме, понятной эксперту и пользователю (обычно на некотором языке, приближенном к естественному). Параллельно такому «человеческому» представлению существует БЗ во внутреннем «машинном» представлении. Для организации базы знаний используют различные модели представления знаний: продукционную, семантическое сети, фреймы, формальные логические модели.

Интерпретатор - часть ЭС, производящая в определенном порядке обработку знаний, находящихся в базе знаний. Как правило, в нем выделяют два блока: решатель и подсистема объяснений. Решатель - программа, моделирующая ход рассуждений эксперта на основании знаний, имеющихся в БЗ (синонимы: дедуктивная машина, блок логического вывода). Подсистема объяснений - программа, позволяющая пользователю получить ответы на вопросы: «Как была получена та или иная рекомендация?» и «Почему система приняла такое решение?» Ответ на вопрос «как» - это трассировка всего процесса получения решения с указанием использованных фрагментов БЗ, т.е. всех шагов цепи умозаключений. Ответ на вопрос «почему» - ссылка на умозаключение, непосредственно предшествовавшее полученному решению, т.е. отход на один шаг назад. Кроме этого, во многих экспертных системах вводят дополнительные блоки: базы данных, блок расчета, блок ввода и корректировки данных.

Модуль создания системы - служит для создания набора (иерархии) правил. Существует два подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования и использование оболочек экспертных систем. Как правило, в модуль создания системы включается интеллектуальный редактор БЗ - программу, предоставляющую инженеру по знаниям возможность создавать БЗ в диалоговом режиме. Включает в себя систему вложенных меню, шаблонов языка представления знаний, подсказок («help» - режим) и других сервисных средств, облегчающих работу с базой.

Класс «экспертные системы» сегодня объединяет несколько тысяч различных программных комплексов, решающих разные типы задач:

Задачи интерпретации данных.

Задача диагностики.

Задача мониторинга.

Задача проектирования.

Задача прогнозирования.

Задача планирования.

Задачи обучения.

		Информационные технологии ППР и информационные технологии ЭС широко используются для решения задач в слабоформализованных предметных областях, однако между ними существуют существенные различия:

		1) решение проблемы в рамках систем ППР открывает уровень понимания возможностей системы пользователем и его возможности получить и осмыслить решение; технология экспертных систем предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности;

		2) экспертные системы способны пояснить свои рассуждения в процессе получения решения (очень часто эти пояснения более важны для пользователя, чем само решение);

		3) новый компонент информационных технологий - знания, использующиеся только в экспертных системах;

		4) главная ориентация СППР - принятие решений, а ИТЭС - на тиражирование знаний.



36. Централизованная и распределенная обработка данных



В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы задач. Однако, сложность решаемых задач обратно пропорциональна их количеству, и это приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ при значительных материальных затратах. Кроме того, доступ к компьютерным ресурсам был затруднен из-за политики централизации вычислительных средств в одном месте.

Принцип централизованной обработки данных не отвечал высоким требованиям к надежности процесса обработки, затруднял развитие систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме.

Появление малых ЭВМ, микроЭВМ, и, наконец, ПК потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к созданию новых ИТ - произошел переход от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.



37. Типы многомашинных ассоциаций для распределенной обработки данных



Многомашинные вычислительные комплексы (МВК) - группа установленных рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно единый информационно-вычислительный процесс.

Многомашинные вычислительные комплексы могут быть:

локальными при условии установки компьютеров в одном помещении, не требующих для взаимосвязи специального оборудования и каналов связи;

дистанционными, если некоторые компьютеры комплекса установлены на значительном расстоянии от центральной ЭВМ и для передачи данных используются телефонные каналы связи.



38. Основные программные и аппаратные компоненты сети



Компьютерная (вычислительная) сеть - совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Компьютерные сети - высшая форма многомашинных ассоциаций. 

Основные отличия КС от МВК: 

1. размерность (МВК -2 или 3, КС - десятки или сотни, и далеко отстоящих друг от друга);

2. разделение функций между ЭВМ (функций обработки данных, передачи данных и управления системой в МВК могут быть реализованы в одной ЭВМ, в вычислительных сетях эти функции распределены между различными ЭВМ);

3. необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений (в зависимости от состояния каналов связи сообщение от одной ЭВМ к другой может быть передано по разным каналам).

Абоненты сети - объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети (это могут быть отдельные ЭВМ, комплексы, терминалы, роботы, станки с ЧПУ и т.д.) Любой абонент сети подключается к станции.

Станция - аппаратура, которая выполняет функции, связанные с приемом и передачей информации.

Совокупность абонента и станции принято называть абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда.

Физическая передающая среда - линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами. Таким образом, любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.


39. Функциональные группы устройств в сети



Основное назначение любой компьютерной сети - предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

С этой точки зрения ЛВС можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.

Сервер - компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами.

Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций. Сервер - источник ресурсов сети.

Рабочая станция - персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.

Рабочая станция функционирует как в сетевом, так и в локальном режимах. Она может быть оснащена собственной операционной системой.

Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте (стримерами). Файл-сервер выполняет следующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных. Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным.

Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных, которая в данном случае распределяется между клиентом и сервером.

Клиент - задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.


40. Основные характеристики коммуникационной сети





Процессор

Программы

Память

Ввод/Вывод

Диски

Рис.7. 



1. скорость передачи данных по каналу связи (измеряется количеством битов в единицу времени, для асинхронных модемов и телефонного канала - 300-9600 бит/сек, для синхронных - 1200-19200 бит/сек; волоконно-оптическая связь и технологии спектрального уплотнения каналов дали качественно-новый уровень - сейчас в одном канале передаются потоки 10 Гбит/с и более - до 100 Гбит, а поскольку в оптоволоконном световоде каналов можно «нарезать» более сотни, то можно говорить о переходе с терабитным системам цифровой связи)

2. пропускная способность канала связи (количество знаков в секунду, включая служебные символы), измеряется количеством знаков в секунду);

3. достоверность передачи информации (единица измерения - количество ошибок на знак, обычно в пределах 10-6 - 10-7 ошибок на знак)

4. надежность канала связи и модемов (определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы, отсюда единица измерения - среднее время безотказной работы - в часах; для ВС оно должно составлять, как минимум, несколько тысяч часов).



41. Классификация вычислительных сетей



В зависимости от территориального расположения абонентских систем ВС разделяют на три основных класса:

Локальная ВС (LAN - Local Area Network) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. Региональная ВС (MAN - Metropolitan Area Network) связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (внутри города, региона, страны). Расстояние между абонентами - десятки-сотни километров.

Глобальная ВС (WAN - Wide Area Network) объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. 

Объединение глобальных, региональных и локальных ВС позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных сетевых массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам.

Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовывать сигналы внутреннего интерфейса ЭВМ с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. При этом должно быть как физическое согласование (форма, амплитуда и длительность сигнала), так и кодовое.

Технические устройства, выполняющие такое согласование, называют адаптерами или сетевыми адаптерами. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.

Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства - мультиплексоры передачи данных или просто мультиплексоры.

Для подсоединения компьютеров к глобальной вычислительной сети с использованием каналов телефонной связи необходим так называемый модем (модулятор-демодулятор), который осуществляет преобразование сигналов из цифровой формы (компьютерной) в аналоговую (характерную при передачи по телефонному каналу) и обратно.



42. Локальные вычислительные сети



Локальная ВС (LAN - Local Area Network) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. Это сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.п. (протяженности < 2-2,5 км). В локальных вычислительных сетях для объединения компьютеров используют различные виды кабеля (коаксиальные, оптоволоконные, типа «витая пара») с соответствующими платами расширения. С учетом стоимости кабеля имеются существенные ограничения по пространственному размещению такой вычислительной сети («локализована» в нескольких соседних помещениях, в одном или нескольких недалеко стоящих друг от друга зданиях), что и дало основание для ее названия.



43. Глобальная сеть INTERNET. Способы передачи информации в INTERNET



Internet представляет собой глобальную компьютерную сеть («между сетей»). Это сеть, соединяющая отдельные сети. Логическая структура Internet представляет собой некое виртуальное объединение, имеющее свое собственное информационное пространство. Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Соединение сетей обладает громадными возможностями.

Родина Internet - США. Internet - плод развития военных технологий. Прародительницей Internet выступила сеть ARPAnet (Advanced Research Project Agency net - сеть управления перспективных исследований), разработанная и развернутая еще в 1969 году по заказу Министерства обороны США. Будучи экспериментальной, ARPAnet создавалась для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере. В частности, изучались методы построения сетей, которые были бы устойчивы к частичным повреждениям, например, при бомбардировке авиацией, - и сохраняли бы способность нормально функционировать в столь экстремальных условиях.

Модель ARPAnet предусматривала постоянную связь между компьютером-источником и компьютером-приемником. По условиям предполагалось, что любая часть сети может исчезнуть в любой момент. Не только на сеть в целом, но и на отдельные компьютеры возлагалась задача налаживания и поддержки связи. Стандарт, согласно которому могла развиваться сеть Internet, установили в 1983 году. И с этого момента стало возможным подсоединять к ней новые сети, в то время как первоначальное звено оставалось неизменным. Большинство аналитиков полагают, что именно 1983 год - настоящая дата возникновения Internet, когда изначальная ARPAnet была разделена на сеть MILnet, предназначавшуюся для использования в военных целях, и собственно ARPAnet, ориентированную на продолжение исследований в сетевой области. Сама ARPAnet прекратила свое существование в июне 1990 года, а ее функции постепенно

Основные ячейки Internet - локальные вычислительные сети. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенные к интернет. Их называют хост-компьютерами. Каждый подключенный к сети компьютер имеет адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света.

Способы организации передачи информации:

1. Электронная почта

2. World-wide-web (всемирная информационная сеть) - одна из самых популярных информационных служб Интернет. Две основные особенности: использование гипертекста и возможность клиентов взаимодействовать с другими приложениями Интернет.

3. Служба Gopher, выполняет функции, аналогичные интернет, информация - в виде иерархической системы меню.

4. Телеконференции Usenet. Эта система была разработана для перемещения новостей между компьютерами по всему миру, позднее полностью интегрировалась в Internet. Серверы Usenet имеют средства для разделения телеконференций по темам.

5. Передача файлов с помощью протокола FTP. 

Взаимодействие с другим компьютером (Telnet)

		

		44. Архитектура ПК



Основные блоки ПК и их назначение.

Выделяют пять базовых компонент любого компьютера (рис: 7)

1. процессор (или центральный процессор - ЦП, Central Processor Union - CPU);

2. основная память (memory);

3. схемы ввода-вывода (Input/Output - I/O);

4. дисковая память (disk storage);

5. программы (programs).

Обсуждая возможности компьютеров имеют в виду, как правило, техническое (hardware), программное (software) и интеллектуальное (brainware) обеспечение.

		Основные блоки ПК и их назначение:

		Центральный процессор, оперативное запоминающее устройство, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на гибких магнитных дисках, блок питания, внутренний канал обмена данных, электронные схемы (контроллеры), монитор, клавиатура, мышь, принтер, сканер, джойстик, графопостроитель (плоттер), дигитайзер, сетевой адаптер, модемы, музыкальная приставка.



45. Информационные продукты и услуги. Информационный бизнес



Информационные продукты и услуги

В результате применения информационных технологий к информационным ресурсам создается некоторая новая информация или информация в новой форме. Это продукция ИС и ИТ, которая называется информационными продуктами и услугами.

Информационная услуга - получение и предоставление в распоряжение пользователя информационного продукта. Информационный продукт выступает в виде специфической услуги, когда некоторое содержание предоставляется потребителю.

Информационный продукт или информационная услуга - специфическая услуга, когда некоторое информационное содержание в виде совокупности данных, сформированное производителем для распространения в вещественной или невещественной форме, предоставляется в пользование потребителю. Информационный продукт воплощает представление производителя (информационная модель) о конкретной предметной области, доля которой он создан. Информационный продукт зафиксирован на материальном носителе.

К информационным продуктам и услугам относятся:

1. Связь

2. Информация

На рынке информационных продуктов имеются следующие виды информации: деловая (биржевая, финансовая, политическая и хозяйственная, статистическая информация социального, демографического, экологического и т.д. характера, коммерческая информация по компаниям, ценам, вакансиям и т.д., управленческие данные и сообщения, рекламные данные и сообщения), информация для специалистов или профессиональная информация (спец. данные для юристов, врачей, метеорологов, НТ информация, доступ к первоисточникам), потребительская информация (новости, литература, расписания, заказ товаров и услуг)

3. Услуги образования (компьютерные и некомпьютерные учебники, методические материалы и т.п.) 

4. Обеспечивающие информационные системы и средства (программные продукты, технические средства, разработка и сопровождение ИС и т.д.)

5. Развлечения - вид информационного продукта, представляющий результат творческой деятельности людей, который предназначен для обеспечения досуга и получения удовольствия.

Основная тенденция в области создания информационных продуктов и услуг - усложнение и интеграция всех видов информационных продуктов и услуг, слияние информации и средств развлечения.

Чтобы существовал рынок информационных продуктов и услуг, необходимо наличие продуктов и услуг, а также продавцов и покупателей.

В настоящее время существует сфера бизнеса, посвященная информационным продуктам и услугам, - информационный бизнес. Информационный бизнес - производство, торговля, посредничество в области информационных продуктов и услуг.

В последнее время кроме информационного, говорят о электронном бизнесе.



46. Электронный бизнес. Основные модели электронного бизнеса



Согласно определению специалистов компании IBM, электронный бизнес (e-бизнес) - это преобразование основных бизнес-процессов при помощи Интернет-технологий. Таким образом, e-бизнесом называют любую деловую активность, использующую возможности глобальных информационных сетей для преобразования внутренних и внешних связей с целью создания прибыли.

Важнейшим составным элементом e-бизнеса является электронная коммерция. Под электронной коммерцией (e-коммерцией) подразумеваются любые формы деловых сделок, которые проводятся с помощью информационных сетей.

В словаре терминов электронного бизнеса от компаний PriceWaterhouseCoopers и eTopS Consulting приведены следующие определения:

Электронный бизнес - повышение эффективности бизнеса, основанное на использовании информационных технологий, для того чтобы обеспечить взаимодействие деловых партнеров и создать интегрированную цепочку добавленной стоимости.

Электронная коммерция - маркетинг, подача предложений, продажа, сдача в аренду, предоставление лицензий, поставка товаров, услуг или информации с использованием компьютерных сетей или Интернета.

Интернет-Бизнес можно охарактеризовать как среду, которая позволяет компаниям

увеличить доходы, т.к. создаются новые каналы получения дохода и увеличение объемов продаж;

снизить издержки путем снижения затрат на проведение транзакций и накладных расходов.

улучшить качество услуг, совершенствуя сервис, предлагаемый клиентам, и более полно удовлетворить их потребности;

улучшить условия для инвестиций;

обеспечить корпоративной информацией о компании весь мир или только целевую группу клиентов;

автоматизировать и оптимизировать бизнес-процессы компании как внутри, так и в отношениях с поставщиками, дилерами и партнерами;

обеспечить бесперебойную работу бизнеса (7 дней в неделю, 24 часа в сутки).

Основные модели интернет бизнеса

B2B

«Business-to-business», «B2B» или «Бизнес-бизнес» - этими терминами обозначаются все взаимодействия между предприятиями, компаниями и фирмами. Организация поставок, обмен документацией, заказы, финансовые потоки, координация действий, совместные мероприятия - все это взаимодействие одного бизнеса с другим.

К основным инструментам В2В можно отнести:

1. корпоративный web-сайт (информационная страница с данными о компании, проекте, товарах и услугах, видах деятельности, предложениях по сотрудничеству),

2. интернет-инкубатор (компания, специализирующаяся на создании начинающих компаний с целью их дальнейшей продажи инвесторам;

3. интернет-маркетинг.

Интернет-маркетинг является важным эффективным инструментом Интернет-бизнеса. Интернет позволяет компаниям все больше автоматизировать маркетинг за счет использования баз данных. 

B2C

«Business-to-Customer», «B2С» или «Бизнес-потребитель» - это взаимоотношения продавца и покупателя. К ним относятся приобретение клиентом любого товара или услуги, получение консультаций, оформление страховок и пр.

Все системы торговли через Интернет можно классифицировать как web-витрины, Интернет-магазины и Торговые Интернет Системы (ТИС).

1. Web-витрина - оформленный web-дизайновскими средствами прайс-лист торговой компании, не содержащий бизнес-логики торгового процесса.

2. Интернет-магазин содержит, кроме web-витрины, всю необходимую бизнес-логику для управления процессом Интернет-торговли (бэк-офис).

3. Торговая Интернет-система (ТИС) представляет собой Интернет-магазин, бэк-офис которого полностью (в режиме реального времени) интегрирован в торговый бизнес-процесс компании, а также в систему автоматизации внутреннего документооборота компании.

На сегодняшний день в России преобладают web-витрины, Интернет-магазины пребывают в меньшинстве, а ТИС отсутствуют.

Проблемы В2С

Безусловно, сегодня основное внимание приковано к так называемой модели В2С, в которой основными потребителями услуг электронной коммерции выступают покупатели - частные лица. Очень важный момент, который надо иметь в виду, говоря о росте рынка электронного бизнеса В2С - это общее развитие экономики, повышение благосостояния «среднего» покупателя. Если не будет активного развития всей экономики, будут находиться в застое и самые перспективные высокотехнологичные рынки. Человек готов тратить деньги в электронном магазине только тогда, когда они остались у него после удовлетворения основных потребностей в еде, одежде и т. д.

Следующий аспект проблемы - качество услуг. Интернет-торговля может развиваться только при условии высокого качества всех ее составляющих. Логистика - едва ли не определяющая составная часть электронной коммерции в модели В2С, а у нас она практически не развита. Транспортная инфраструктура, почтовая система - до высокого качества, культуры доставки им еще развиваться и развиваться. Кроме того, для создания работающей инфраструктуры доставки нужны большие деньги и немалое время

Ну, и коренная проблема, препятствующая бурному росту приложений В2С в нашей стране, - уровень жизни населения. 

C2C

Модель «Customer-to-Customer», «С2С» отражает деловые отношения, возникающие между частными лицами на он-лайновых аукционах и биржах.

1. Интернет-биржа - торговая площадка, через которую предприятия ведут торговлю товарами и услугами. Ее владелец получает комиссионные или, если в каждой сделке он является продавцом или покупателем, сокращение издержек.

Биржа - это программная торгово-информационная система, предоставляющая трейдерам (участникам) равные права и возможности по совершению сделок, беспристрастно исполняющий установленные правила торгов. Торговая система открыта и надежна ввиду общедоступности информации в Интернет.

2. Интернет-аукцион - торговая витрина, где продавцы выставляют на продажу принадлежащие им товары, а покупатели подают заявки на покупку этих товаров.

B2G

«B2G» или «Business-to-government» - специальный вид торговли по заказам правительственных организаций.

Торговля информацией

Торговля информацией - одна из самых старейших форм коммерции в сети. Ее отличия от торговли товарами проявляются на всех уровнях - начиная с определения потребительской аудитории и заканчивая непосредственно оплатой за оказанную услугу. 

Каталоги и справочные системы по ресурсам в Интернет. 

Печатные издания. Компания-издатель организует Web-сервер, на котором размещает материалы печатного издания либо его электронную версию. Основная цель - увеличение числа читателей издания. 

Информационные агентства. 

Многие газеты размещают электронные версии своих изданий в сети. Первым среди них стал общедоступный Интернет-сервер АКДИ «Экономика и жизнь» (www. akdi. ru), который зарегистрирован в Госкомитете РФ по печати и специализируется на предоставлении информации и консультаций в сети по экономическим, финансовым, правовым вопросам.

Гипертекстовые книги и энциклопедии.

Еще один вариант информационной коммерции в сети - предоставление бизнес-информации. 

По мнению американских экспертов существует восемь основных категорий бизнеса, действующих в интеренет.

1. Крупные розничные торговые предприятия, продающие товары непосредственно через интернет

2. Крупномасштабные универсальные интернет порталы (Yahoo, XXL), предоставляющие клиентам доступ к коммерческим услугам различных (компаний, работающих в разных сегментах рынка)

3. Тематические порталы, предоставляющие доступ к услугам компаний, работающих на одном сегменте рынка, например, книгах, музыкальных товарах и т.д.

4. Интернет-аукционы

5. Бизнесы, которые торгуют продуктами, существующими в цифровой форме, в том числе рекламой в интернет

6. Сайты, на которых создаются «сообщества», объединяющие потребителей, заинтересованных в продуктах одного класса

7. Интернет-коммерция, ориентированная на обслуживание корпоративных клиентов

Разнообразные услуги по выставлению



47. Представления о защите информации и информационной безопасности



Глобальная информатизация общества породила глобальную социотехнологическую проблему - проблему информационной безопасности человека и общества.

Существо этой проблемы состоит в следующем. Многие важнейшие интересы человека, общества, государства в настоящее время в значительной степени определяются состоянием информационной сферы. Поэтому целенаправленное и преднамеренное воздействие на информационную сферу со стороны внешних или внутренних источников могут наносить серьезный ущерб этим интересам и представляют собой угрозы для безопасности человека и общества.

Под информационной безопасностью понимают состояние защищенности информационной среды общества, обеспечивающее ее формирование и развитие в интересах граждан, организаций и государства. А под информационными угрозами - факторы или совокупности факторов, создающие опасность функционированию информационной среды общества.

Многие государства, в том числе и Россия, уже разработали свои национальные доктрины в области национальной безопасности, а также концепции государственной политики по ее обеспечению. В 1998 году начата подготовка проекта международной концепции информационной безопасности.

Так, например, на современном этапе развития общества интересы личости заключаются в реальном обеспечении своих конституционных прав и свобод, личной безопасности, повышения качества и уровня жизни, возможности физического, интеллектуального и духовного развития.

Интересы общества заключаются в достижении и сохранении общественного согласия, повышении созидательной активности населения, духовного развития общества.

Интересы государства состоят в защите конституционного строя, суверенитета и территориальной целостности страны, установлении и сохранении политической и социальной стабильности, обеспечении законности и правопорядка, развитии равноправного международного сотрудничества.

Совокупность перечисленных выше важнейших интересов личности, общества и государства и образует национальные интересы страны, проекция которых на информационную сферу общества и определяет основные цели и задачи страны в области обеспечения информационной безопасности.



48. Элементы системы защиты информации



Система защиты должна быть: непрерывной, плановой, централизованной, целенаправленной, конкретной, активной, надежной, комплексной, легко совершенствуемой и быстро видоизменяемой. Она должна быть эффективной как в обычных условиях, так и в экстремальных ситуациях.

Комплексность системы защиты достигается наличием в ней ряда обязательных элементов - правовых, организационных, инженерно-технических и программно-математических. Соотношение элементов и их содержания обеспечивают индивидуальность системы защиты информации учреждения и гарантируют ее неповторимость и трудность преодоления.

Элемент правовой защиты информации предполагает юридическое закрепление взаимоотношений учреждения и государства по поводу правомерности защитных мероприятий, а также учреждения и персонала по поводу обязанности персонала соблюдать правила защиты ценной информации учреждения и ответственности за нарушение этого порядка.

Элемент организационной защиты информации содержит меры управленческого и ограничительного характера, устанавливающие технологию защиты и побуждающие персонал соблюдать правила защиты ценной информации учреждения. Элемент организационной защиты является стержнем, который связывает в единую систему все другие элементы.

По мнению большинства специалистов, меры организационной защиты информации составляют 50-60% в структуре большинства систем защиты информации.

Элемент инженерно-технической защиты информации предназначен для пассивного и активного противодействия средствам технической разведки и формирования рубежей охраны территорий, здания, помещений и оборудования с помощью комплексов технических средств. При защите информационных систем этот элемент имеет важное значение, хотя стоимость средств технической защиты и охраны велика.

Элемент программно-математической защиты информации предназначен для защиты ценной информации, обрабатываемой и хранящейся в компьютерах, локальных сетях и различных информационных системах. Однако фрагменты этой защиты могут применяться как сопутствующие средства в инженерно-технической и организационной защите.


49. ГИС. Классы задач, решаемые с помощью ГИС



Что такое ГИС

Для начала дадим определение: под геоинформационной системой подразумевают автоматизированную информационную систему, предназначенную для обработки пространственно–временных данных, основой интеграции которых служит географическая привязка.

Из определения следует, что такой класс систем, в первую очередь, предназначен для работы с картами и нанесенными на них картографическими объектами. К картографическим объектам можно привязывать информацию любого вида: текстовую (например, описание); числовую (например, статистические результаты); графическую (например, фотоснимки). 

Не смотря на то, что геоинформационные системы, это относительно новый класс информационных систем, они широко применяются в различных областях, где решение задач происходит с использованием картографического материала.

Среди зарубежных ГИС наиболее распространенными системами являются ARC/INFO (коммерческий продукт ESRI); ArcCAD, позволяющая решать ГИС–задачи в среде САПР. Отдельно следует отметить систему ArcView, которая работает на всех платформах, позволяя выполнять наложение различных слоев карты, получать информацию об объекте, включая построение диаграмм. Система ERDAS предназначена для работы с растровыми материалами (аэро и космоснимками).

В нашей стране создание теоретических основ построения геоинформационных систем, принципов формирования банков картографической информации, проводятся уже давно. Ведущим отечественным продуктом в области решения прогнозных задач является ГИС ИНТЕГРО (ВНИИГеосистем). Система осуществляет ввод и предварительную обработку данных, позволяет строить иерархически связанные проекты, включающие данные разного масштаба. Среди геологических организаций в последнее время получила распространение система ГИС ПАРК. Система состоит из шести подсистем, обеспечивающих: ввод данных; анализ данных; прогноз геоситуации; прогноз полезных ископаемых; справки и вывод данных.

Практически все рассмотренные ГИС или являются чисто информационно–справочными (представление и выдача топографических, туристических и др. карт), либо узко проблемно–ориентированными (подсчет площадей, отрисовка конкретных участков территории, составление оптимального пути движения транспорта). Все они рассчитаны на массового потребителя.

Приведем некоторые классы задач, решаемые с использованием ГИС. 

Классы решаемых задач

Область задач, решаемых с использованием геоинформационных систем достаточно обширна, сюда относятся:

Градостроительство. ГИС-приложения, созданные для этого класса задач, автоматизируют деятельность строительных компаний, архитектора и т.д., так как позволяют эффективно размещать здания на выбранной территории. Критерии эффективности могут быть выбраны разные, это состояние почв, подводка инженерных сетей, удаленность от магазинов, детских садов, других средств массового обслуживания.

Планирование размещения сети торговых точек, библиотечных средств обслуживания и т.п. ГИС, используя карту района и информацию о группах потребителей предлагаемого товара, позволяют разместить торговые точки или библиотеки наилучшим образом. 

Расчетные задачи по тепло-, водо- и другим видам коммуникаций. При заданном масштабе и схемах инженерных сетей, ГИС способны рассчитывать длину трубопроводов, глубину залегания, эффективно планировать размещение инженерных сетей в застраиваемых районах. ГИС могут прогнозировать аварии, если в базе данных существует информация о времени проведения инженерных сетей, степени их аварийности и т.д. 

Экомониторинг городской территории. ГИС проводят экологический анализ на выбранной местности. Если речь идет о городской территории, то может быть оценена степень загрязнения воды, воздуха, почв и т.д.

Территориальный анализ потребительского рынка и клиентуры. ГИС проводят экономический анализ территории, выявляя области с повышенным спросом на товар, с высокой и низкой платежеспособностью. Позволяют эффективно спланировать размещение филиалов компании. 

Оценка стоимости земель и сооружений. 

Анализ социально–экономических показателей.

Имитационное моделирование процессов на территории.

Анализ криминальной обстановки. На анализируемой территории ГИС выделяют районы с повышенным уровнем преступности.

Транспортная задача и т.п. ГИС позволяют находить оптимальные маршруты движения транспорта по заданным критериям (кратчайшее расстояние, численность пассажиров).

ГИС могут изучаться в качестве «инструментария» представителями различных профессий. Вы можете наглядно ознакомиться с возможностями ГИС-технологий, если выберете директорию DEMO, которая лежит на G:\GRINVIEW\APPLICATIONS\ и просмотрите графические файлы.