Размежевание информационных систем и it в науке и образовательных программах

И91(7)2007

В.Н. Волкова

Размежевание информационных систем и Г в науке и образовательных программах

В современных условиях необходимо, чтобы в обязательной бакалаврской части стандарта по «Прикладной информатике» были равноценно отражены все компоненты определения информатики, приведенные в данной статье. Особенно важно это сделать в части информационных систем. По крайней мере, дисциплина «Информационные системы» должна быть отделена от дисциплин, характеризующих информационные технологии. При обучении современным информационным технологиям нужно помнить, что они быстро развиваются, и их не следует слишком регламентировать.

Термин «информатика» в отечественной науке был введен Ф.Е. Темнико-вым в 1963 году применительно к системам сбора, передачи, хранения и обработки данных [1]. При этом Ф.Е. Темников определил информатику как науку об информации, состоящую из теорий информационных элементов, информационных процессов и информационных систем1.

Это определение долгое время оставалось лишь историческим фактом и не было оценено должным образом. Возможно, потому что было опубликовано в специальном журнале («Известия вузов: Электромеханика»).

В 1966 году термин «информатика» был использован А.И. Михайловым [2] вместо термина «научная информация» и применялся на протяжении длительного времени в сфере бурно развивающегося в тот период направления научно-технической информации [3, 4].

Позднее, к сожалению, данный термин стали использовать в более узком смысле, сводя понятие информатики к техническим и программным средствам хранения и обработки информации на ЭВМ. Это, конечно, удобно для краткого названия курса об использовании ЭВМ для обработки данных

в учебном процессе школы, поскольку школьникам трудно объяснить понятия «информационные процессы», «информационные системы», обработка текстовой информации.

Однако такое сужение смысла термина «информатика» нежелательно в учебном процессе вуза. Для сбора и обработки данных существуют термины «база данных», «система обработки данных». Исходя из того, что информация — это важнейший ресурс социально-экономических организаций, обеспечивающий их развитие, нужно уметь оценивать содержание, смысл информации как интеллектуального ресурса. Видимо поэтому, в качестве направления подготовки специалистов, был введен термин «прикладная информатика», подчеркивающий необходимость анализа смысла, содержания информации применительно к конкретным областям.

В настоящее время ряд ученых [5] считают, что именно определение Ф.Е. Темнико-ва следует возродить и принять в качестве обобщающего определения науки об информации.

Попытаемся интерпретировать это определение применительно к настоящему периоду развития наук об информации.

1 Воспоминания о Ф. Е. Темникове его ученицы В. Н. Волковой на с. 108-114.

108

Информатика — теория информационных элементов

Элемент — это предел членения системы с точки зрения аспекта ее рассмотрения, решаемой конкретной задачи, цели исследования или создания.

Информация — это отражение материи. Следовательно, информационный элемент — это отражение материально существующих элементов, элементарных объектов, учитываемых при решении прикладных задач.

В качестве информационных элементов естественно рассматривать данные. В технических науках информатика первоначально развивалась как наука о передаче данных, и в качестве элементов рассматривались символы: буквы, цифры, слова. Потом — сведения о деталях и других компонентах изделий. В экономических приложениях в качестве данных рассматриваются показатели, характеризующие состояние объекта.

Однако при управлении функционированием и развитием сложных экономических объектов нужна разносторонняя информация:

• сведения о состоянии производства (или обслуживания) и его обеспечении материальными, финансовыми и иными ресурсами, представляемые в виде данных или фактов (фактографическая информация);

• научно-техническая информация, представляемая в виде текстовых документов (документальная информация);

• нормативно-техническая, нормативно-методическая, маркетинговая, мониторинговая информация, являющаяся документально-фактографической, т. е. представляемой в форме текстов, из которых нужно извлекать конкретные данные о производственных нормативах, состоянии среды, сведения о наличии и ценах товаров на рынках и т. п.;

• нормативно-правовая информация, также представляемая в виде текстов, в которых нужно искать элементы (сложность заключается в том, что элементы — нормы, статьи, т. е. тоже тексты).

№>1(7)2007

Информатика — теория §

информационных процессов |

Процессы в технических приложениях — последовательность операций по про- ^ ектированию и производству изделий, в том числе сложных технических комплексов.

В экономических приложениях — организационно-технологические процедуры подготовки и реализации управленческих решений по организации производства, обслуживания, торговли и т. п.

Отображение и анализ процессов — весьма трудоемкая задача. Предложенный в 70-е годы XX века функционально-технологический подход для исследования информационных процессов при проектировании организационных структур и автоматизированных информационных систем предприятий реализовать в тот период не удалось.

Для представления и исследования процессов при проектировании информационных систем в настоящее время разработано семейство IDEF-технологий, которые являются полезным инструментом для анализа процессов в информационных системах.

Однако информационные процессы (это не только отображение реально протекающих материальных процессов на предприятиях. Существуют процессы возникновения и распространения научно-технической информации. В теории научно-технической информации о таких процессах принято говорить как об информационных потоках и исследовать их закономерности (законы Ципфа, Брэдфорда, Мандельброта, Вике-ри). Для развития предприятия и формирования ядра бизнеса исследование информационных потоков НТИ, мониторинговой информации — весьма важная задача, которой все больше начинают уделять внимание, в том числе в материалах сети Internet.

Информатика — теория информационных систем

Термин «система обработки данных» был введен при разработке систем радиоуправления ракетами и другими искусст-

109

Ив 1(7) 2007

I

I Л

¡1

со о ч

о £

§

0 §

1 и

и §

£ ¿2

венными космическими объектами. Он широко использовался при измерении и передаче информации о состоянии параметров организма космонавтов на борту космического корабля (системы типа «ТРАЛ»), при сборе и обработке статистической информации о состоянии атмосферы. В дальнейшем этот термин стал использоваться и применительно к социально-экономическим объектам.

Термин «система обработки данных» использовался в смысле сбора и обработки совокупности данных. В то же время понятие «система» — более сложная категория. Существуют различные определения системы [6].

В первых определениях система действительно рассматривалась как совокупность элементов и связей между ними, иногда с учетом их свойств (Л. фон Берталанфи, А. Холл, А. И. Уёмов и др.), но все же оговаривалось свойство целостности, которое должно проявляться после объединения элементов. Для того чтобы это подчеркнуть Ф. Е. Темников определял систему как организованное множество элементов.

Затем в определения стали вводить системообразующий критерий (М.Г. Гаазе-Рапопорт), а позднее — и цель в явном виде (В. Н. Сагатовский).

Цель применительно к информационным системам в технических приложениях трактуется требованиями к проектируемой системе, а в экономических системах — назначением (для внешней среды) и потребностями сотрудников организации.

Понятие «информационные потребности» введено в теории научно-технической информации, и первоначально было довольно жестко привязано к индивидуальным потребностям, что существенно усложняет исследование информационных потребностей. Однако индивидуальные потребности должны быть подчинены целям и задачам организации. И поэтому введение в теорию разработки автоматизированных систем управления (АСУ), и, в частности, автоматизированных информационных

систем (АИС), понятие «функциональной части» АИС (АСУ) позволяло проще решать проблему потребностей.

Структура функциональной части АСУ формировалась на основе анализа целей и функций организации, включая подсистемы и задачи, подлежащие автоматизации в соответствующий период планирования работ по созданию АСУ (для удобства вводилось понятие 1-й, 2-й и т. д. очереди АСУ). К сожалению, в настоящее время оно редко используется разработчиками информационных систем, равно как и понятие «потребности» вообще. А без этого нет системы. Есть лишь автоматизация отдельных процессов.

Но и рассмотренное определение системы, учитывающее цель — еще неполное. У.Р. Эшби обратил внимание на необходимость учета так называемого наблюдателя. Ю.И. Черняк интерпретировал наблюдателя как исследователя или проектировщика системы, и при этом ввел еще понятие «языка» наблюдателя: «Система — это отображение на языке наблюдателя (исследователя, проектировщика) элементов, связей и их свойств для решения определенной задачи, достижения цели» [6].

В дискуссиях 80-х годов XX века обсуждалась необходимость введения, если не языка проектирования системы в полном смысле этого понятия (хотя и такие попытки были [7]), то хотя бы системы проектирования АСУ [8], поскольку АСУ — постоянно развивающаяся система, усложняющаяся по мере развития, и без управления этим процессом перестает существовать как система.

Встречались и определения, предлагаемые для информационно-поисковых систем научно-технической информации, в которых отображался процесс информационного поиска. Известны, например, два определения информационно-поисковой системы (ИПС) А. И. Черного [9].

Первое —

IPS = О, Q, R, А

defx '

110

Не 1(7) 2007

где D — поисковый массив (некоторое множество документов); Q — множество информационных запросов;

R — множество отношений, иных связей и свойств, при наличии которых любому запросу ql е Q ставится в соответствие подмножество А;

A — ответ на информационный запрос, A с D.

Второе —

IPS = LS, D, TS, N

def x '

где LS — логико-семантический аппарат, т. е. информационно-поисковый язык, правила индексирования и критерии выдачи; TS — технические средства, т. е. приспособления или устройства, необходимые для записи и хранения поисковых образов, хранения документов и осуществления процесса сопоставления поисковых образов документов с поисковым предписанием или поисковым образом запроса;

N — люди, взаимодействующие с системой, т. е. пользующиеся данной ИПС и обслуживающие ее: осуществляющие индексирование документов и информационных запросов, выбирающие стратегию поиска, а также выполняющие другие интеллектуальные операции, без которых невозможен информационный поиск.

Для обеспечения возможности автоматизации процедуры информационного поиска было предложено [9] выделить в ИПС два уровня рассмотрения — абстрактный и конкретный.

Абстрактной ИПС была названа совокупность семантических средств

IPS = IRL, IND, KSS)

def '

где RL — информационно-поисковый язык, IND — правила индексирования, KSS — критерий смыслового соответствия (или выдачи информации).

Конкретной ИПС названа практически ig реализованная система, включающая мас- ^ сив документов D, в котором производится информационный поиск, технические сред- ^ ства TS реализации ИПС, а также взаимодействующих с ней людей N.

В последующем Ю.И. Шемакин [10] дал определение информационно-семантической системы примерно так:

ГIPS =

I f /,

ГTp =

где Ta — цель, St — структура,

Tp — подмножество технологических процессов для данной системы, Со — условия,

T — время для достижения цели — поиска необходимой информации, Met — методы переработки, Su — средства переработки, Sem — семантическая переработка семантической информации.

Для целей организации проектирования информационной системы Ю. Ф. Тельнов [11] дает определение:

IPS =

def '

где Ex — внешние элементы;

1п — внутренние элементы;

R — отношения (включая динамические

взаимодействия);

F —функции (процессы, операции);

T— период времени;

7 — закономерности.

Анализ определений системы показывает, что первые определения опирались на подход к исследованию и проектированию системы, базирующийся на отображении пространства состояний (элементов, связей и их свойств) и поиске мер близости на этом пространстве. Такой подход к теории систем М. Месарович называет терминальным, Ю.И. Черняк — лингвистическим или методом «языка» системы. Для краткости в теории систем его упрощенно называют подхо-

111

Нв 1(7) 2007

дом к исследованию или проектированию системы от элементов, т.е. «снизу» [6].

В определении В. Н. Сагатовского появилось понятие «цели», а при структуризации системы — «жизненного цикла», которое может быть реализовано с помощью процессного подхода.

Наиболее предпочтительным при создании информационных систем для социально-экономических объектов представляется определение Ю. И. Шемакина, в котором реализуется подход — от целей, потребностей (т.е. «сверху»). Опираясь на это определение, которое было дано для информационно-семантических систем, можно предложить более общее определение:

IPS = ZC, STR, TECH, COND)

def '

I £

I

i!

s 00 О to

si

0

1 §

Ig

0 §

1 f I

is £ Si

to ¿2

где ZC = {z} — совокупность или структура целей (потребностей, подсистем); STR = {STRnp, STR ор, ...} — совокупность структур, реализующих цели (STRпр — структуры производственных процессов, STRорг — организационно-технологические процедуры подготовки и реализации управленческих решений и т. п.); в структурах содержатся элементы и отношения (связи);

TECH = {meth, means, alg,...} — совокупность технологий (методы meth, средства means, алгоритмы alg и т.п.), реализующих сбор, хранение, обработку и представление данных в информационных системах;

COND = {jex, j n} — условия существования системы, т. е. факторы, влияющие на ее создание и функционирование (jex — внешние, jn — внутренние).

К условиям существования информационной системы можно отнести и нормативно-методические документы, регламентирующие ее проектирование и эксплуатацию. Но можно эту составляющую и отдельно включить в определение информационной системы.

Это определение позволяет отобразить на основе системно-целевого подхода фак-

тографические, документальные и документально-фактографические информационные системы, интегрированные многоуровневые системы, в том числе в тех случаях, когда система организации формируется с приобретением готовых программных продуктов, которые могут рассматриваться как средства, обеспечивающие подсистемы.

Зачем нужны определения системы?

Определения системы отражают концепцию ее исследования или проектирования. Запись определений в формализованном виде помогает сохранять целостное представление об этой концепции. Опыт показывает, что как только мы углубляемся в исследование одной из компонент, входящих в определение, так сразу теряем целостное представление, забываем, что без реализации всех компонент не будет системы.

Компоненты, входящие в определения, конечно, можно трактовать по-разному. Можно и для элементарной базы данных назвать цель или назначение ее создания, перечислить запросы, отвечающие какой-либо совокупности потребностей, определить ее структуру, методы и средства реализации, условия использования.

Однако следует иметь в виду закономерность коммуникативности, в соответствии с которой каждый уровень иерархии сложной системы ведет себя как двуликий Янус, и может рассматриваться в качестве средства реализации вышестоящих целей (быть подсистемой), так и в качестве системы по отношению к нижележащему уровню (характеризуемой всеми атрибутами системы: своей целью, средствами и т.п.). Поэтому важно понимать, что, разрабатывая информационную систему для организации, нужно исходить из целей этой организации, т. е. сформировать структуру функциональной части АИС на основе анализа целей и функций организации и определения наиболее значимых подсистем для автоматизации. А, следовательно, нужно начинать с формулировки концепции проекта системы, формирования определения системы, соответст-

112

Ив 1(7) 2007

вующего этой концепции, анализа целей и роли всех видов информационных ресурсов для реализации этой цели, а только затем выбирать технологии (методы, алгоритмы, средства, в том числе готовые программные продукты) с учетом их соответствия поставленным целям.

Что же должен содержать

Государственный образовательный стандарт по специальности «Прикладная информатика»?

Государственные образовательные стандарты (ГОС) создавались для того, чтобы отражать в них коллективный опыт передовых вузов и способствовать его распространению. Кроме того, любая стандартизация сдерживает развитие содержания образования.

Понятно, что при формулировании предложений по корректировке стандарта каждый вуз исходит из собственных представлений об информационной системе и возможностей. А «демократическое» усреднение приводит к стабилизации существующего состояния, а не развитию.

Поэтому современная тенденция к снижению регламентации, уменьшению числа обязательных дисциплин привлекательна. А особенно привлекательно выглядит предложение А. Н. Тихонова (который был министром высшего образования, когда вводились стандарты) в дискуссии, опубликованной в «Прикладной информатике» №4. Он предлагает не регламентировать дисциплины вообще, а включать в стандарты только требования к специалистам.

Казалось бы, это прекрасно! Вузам предоставляется свобода в наименованиях дисциплин и определении их содержания. Соответственно специалисты вузов, даже подготовленные по одной специальности, будут отличаться, и организации смогут более осознанно выбирать работников.

Однако за период, прошедший с момента внедрения стандартов, введен ряд нормативных документов, регламентирующих издание учебников, аттестацию специали-

стов. Для того чтобы получить гриф мини- § стерства на учебник, нужно чтобы его назва- ^ ние точно соответствовало названию дисциплины, входящей при этом в бакалаврский ^ перечень. Если дисциплина преподается магистрам, то учебник издать нельзя!

В прежние времена получить гриф было не просто и не быстро. Учебники проходили независимую экспертизу. Мы не знали экспертов. Большую роль играла и поддержка учебно-методических объединений. Однако название учебника мы могли предлагать с учетом предпочтений вуза, авторов. А теперь все учебники должны называться одинаково. Возможно, это в какой-то мере целесообразно для фундаментальных дисциплин (математики, физики), но для специальных — нежелательно, так как это сдерживает их развитие, не позволяет отразить профиль вуза и предпочтения автора.

Аналогично аттестация проводится по стандартным тестам, разрабатываемым учебно-методическими объединениями. А если вуз готовит специалистов по своим учебным планам, то может и не пройти аттестацию.

До тех пор пока будут оставаться эти требования — вузы несвободны. Нам нужно, чтобы дисциплины, по которым мы хотим получить гриф на учебник, входили в перечень бакалаврской части стандарта.

В этих условиях необходимо, чтобы в обязательной, бакалаврской части стандарта по «Прикладной информатике» были равноценно отражены все компоненты определения информатики, с которых начиналась статья, особенно в части информационных систем. По крайней мере, дисциплина «Информационные системы» (а возможно и «Информационно-поисковые системы») должна быть отделена от дисциплин, характеризующих информационные технологии, что при обучении современным информационным технологиям очень важно. Они тоже развиваются, и их также не следует слишком регламентировать. Необходимо оставить разделы для изучения в магистратуре.

Включение дисциплины «Информационные системы (по областям)» в магистер-

113

Ив 1(7) 2007

! I I

§ S

О

to

si

о £

is

lg

0 §

1 f

I §

£ Si

to ¿2

скую часть программы не позволит издать учебник под названием «Информационные системы». Притом, скорее всего, она будет посвящена углубленному изучению готовых программных продуктов (бухгалтерских, банковских, для налоговых органов и т. п.). Можно, конечно, в их число включить и мониторинговые, и маркетинговые системы, а также системы научно-технической информации. Однако есть ряд элементарных понятий, связанных с организацией информационного поиска (дескриптор, тезаурус, поисковый образ документа, поисковый образ запроса и т.п.), аналитико-синтетической обработкой документальной информации, определением информационных потребностей, информационным обслуживанием и т.п., которые полезно знать на уровне бакалавра.

Надеюсь, что проведенный анализ содержания понятия «информатика» будет способствовать совершенствованию Государственного образовательного стандарта по направлению «Прикладная информатика», поможет отразить в нем специфику технических и социально-экономических специальностей.

Список литературы

1. Темников Ф. Е. Информатика//Известия вузов: Электромеханика. 1963. №11.

2. Михайлов А.И., Черный А.И., Гиляревс-кий Р. С. Информатика — новое название теории научной информации//Научно-техническая информация. 1966. № 12.

3. Михайлов А.И., Черный А.И., Гиляревс-кий Р.С. Основы информатики. М.: Наука, 1968.

4. Михайлов А.И., Черный А.И., Гиляревс-кий Р. С. Научные коммуникации и информатика. М.: Наука, 1976.

5. Юсупов Р.М., Соколов Б. В. Информатика в системе научного знания XX и XXI веков//В сб. научных трудов: Кибернетика и информатика. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2006.

6. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник/Под ред. В.Н. Волковой и А.А. Емельянова. М.: Финансы и статистика, 2006.

7. Хорошилов А. В. Программно-аналитические средства системного анализа в АСУ. М.: МЭСИ, 1986.

8. Проблемы развития автоматизированных систем управления: Круглый стол редакции// Экономика и математические методы. Т. 1. 1976.

9. Черный А. И. Введение в теорию информационного поиска. М.: Наука, 1975.

10. Шемакин Ю.И., Романов А.А. Компьютерная семантика. М.: Научно-образовательный центр «Школа Китайгородской», 1995.

11. Тельнов Ю. Ф. Реинжиниринг бизнес-процессов. М.: Финансы и статистика, 2004.

От редакции

В ныне действующем ГОС информационные технологии «разведены» с информационными системами следующими основными свойствами, присущими 1Т:

• целью технологического процесса является получение информации;

• предметом обработки (объектом процесса) являются данные, как новые, так и накопленные (систематизированные) в информационных хранилищах (базах данных);

• информационно-коммуникационными средствами осуществления технологического процесса являются программные, аппаратные и программно-аппаратные информационные системы;

• процессы обработки данных разделяются на операции, объединяемые в технологические схемы в соответствии с задачей в данной области применения;

• выбор управляющих воздействий на процессы осуществляется лицами, принимающими решение (решения могут приниматься по мере необходимости или быть заранее подготовленными с применением методов оптимизации в виде программ или управленческой информации для их автоматизированной реализации);

• критериями оптимизации процесса являются своевременность доставки информации пользователю или промежуточному процессу, ее надежность, достоверность, полнота.

114