Информационные технологии в легкой промышленности к т н

Информационные технологии в легкой промышленности к. т. н. , доцент кафедры технологии и конструирования одежды Гирфанова Лилия Рашитовна 321 li@mail. ru

Информационная технология (ИТ) - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Телекоммуникации - дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи.

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

Информатизация общества обеспечивает: - активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде, научной, производственной и других видах деятельности человека; - интеграцию информационных технологий в научные и производственные виды деятельности, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности; - высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого человека к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, актуальность используемых данных.

Характерные черты информационного общества: решена проблема информационного кризиса, т. е. разрешено противоречие между информационной лавиной и информационным голодом; обеспечен приоритет информации по сравнению с другими ресурсами; главной формой развития станет информационная экономика; в основу общества будут заложены автоматизированные генерация, хранение, обработка и использование знаний с помощью новейшей информационной техники и технологии; информационная технология приобретет глобальный характер, охватывая все сферы социальной деятельности человека; формируется информационное единство всей человеческой цивилизации; с помощью средств информатики реализован свободный доступ каждого человека к информационным ресурсам всей цивилизации; реализованы гуманистические принципы управления обществом и воздействия на окружающую среду.

Опасные тенденции информатизации общества все большее влияние на общество средств массовой информации; информационные технологии могут разрушить частную жизнь людей и организаций; существует проблема отбора качественной и достоверной информации; многим людям будет трудно адаптироваться к среде информационного общества. Существует опасность разрыва между "информационной элитой" (людьми, занимающимися разработкой информационных технологий) и потребителями.

информатизация образования процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных или, как их принято называть, новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения, воспитания

Информационная культура – умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы

Признаки информационной культуры состоят в следующем: в конкретных навыках по использованию технических устройств (от телефона до персонального компьютера и компьютерных сетей); в способности использовать в своей деятельности компьютерную информационную технологию, базовой составляющей которой являются многочисленные программные продукты; в умении извлекать информацию из различных источников: как из периодической печати, так и из электронных коммуникаций, представлять ее в понятном виде и уметь ее эффективно использовать; во владении основами аналитической переработки информации; в умении работать с различной информацией; в знании особенностей информационных потоков в своей области деятельности.

Информационные ресурсы – отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах)

Информационный продукт – совокупность данных, сформированная производителем для распространения в вещественной или невещественной форме.

Информационная услуга – получение и предоставление в распоряжение пользователя информационных продуктов.

База данных – совокупность связанных данных, правила организации которых основаны на общих принципах описания, хранения и манипулирования данными. Базы данных принято разделять на библиографические и небиблиографические

Библиографические базы данных содержат вторичную информацию о документах, включая рефераты и аннотации

Небиблиографические базы данных имеют множество видов: справочные, содержащие информацию о различных объектах и явлениях, например адреса, расписания движения, телефоны магазинов и т. п. ; полного текста, содержащие первичную информацию, например статьи, журналы, брошюры и т. п. ; числовые, содержащие количественные характеристики и параметры объектов и явлений, например химические и физические данные, статистические и демографические данные и т. п. ; текстово–числовые, содержащие описания объектов и их характеристики, например по промышленной продукции, фирмам, странам и т. п. ; финансовые, содержащие финансовую информацию, предоставляемую банками, биржами, фирмами и т. п. ; юридические, содержащие правовые документы по отраслям, регионам, странам.

Основные виды информационных услуг

Дистанционный доступ к удаленным базам данных организуется в компьютерной сети в диалоговом режиме Услуги дистанционного доступа к базам данных можно классифицировать следующим образом: непосредственный доступ к базам данных может быть организован с локального места пользователя только при условии его обученности работе в коммуникационной среде. В противном случае следует воспользоваться услугами, предоставляемыми специальными организациями; косвенный доступ включает организацию обучения пользователей, выпуск бюллетеня новостей, организацию справочной службы, организацию встреч с пользователем для выяснения интересующих его вопросов, рассылку вопросников пользователям; услуга Downloading позволяет загрузить результаты поиска в центральной базе данных в свой персональный компьютер для дальнейшего использования в качестве персональной базы данных; регулярный поиск предусматривает регулярное проведение поиска в массивах одной или нескольких центральных баз данных и предоставление результатов поиска на терминал пользователю в удобное для него время.

Подготовка и оказание информационных услуг: связь (телефонная, телекоммуникационная) для предоставления осуществляемых в форме передачи данных информационных услуг; и обработка данных в вычислительных центрах; программное обеспечение; разработка информационных систем; разработка информационных технологий.

Сектора информационного рынка

1–й сектор – деловая информация, состоит из следующих частей: биржевая и финансовая информация – котировки ценных бумаг, валютные курсы, учетные ставки, рынок товаров и капиталов, инвестиции, цены. Поставщиками являются специальные службы биржевой и финансовой информации, брокерские компании, банки; статистическая информация – ряды динамики, прогнозные модели и оценки по экономической, социальной, демографической областям. Поставщиками являются государственные службы, компании, консалтинговые фирмы; коммерческая информация по компаниям, фирмам, корпорациям, направлениям работы и их продукции, ценам; о финансовом состоянии, связях, сделках, руководителях, деловых новостях в области экономики и бизнеса. Поставщиками являются специальные информационные службы.

2–й сектор – информация для специалистов, содержит следующие части: профессиональная информация – специальные данные и информация для юристов, врачей, фармацевтов, преподавателей, инженеров, геологов, метеорологов и т. д. ; научно–техническая информация – документальная, библиографическая, реферативная, справочная информация в области естественных, технических, общественных наук, по отраслям производства и сферам человеческой деятельности; доступ к первоисточникам – организация доступа к источникам информации через библиотеки и специальные службы, возможности приобретения первоисточников, их получения по межбиблиотечному абонементу в различных формах.

3–й сектор – потребительская информация, состоит из следующих частей: новости и литература – информация служб новостей и агентств прессы, электронные журналы, справочники, энциклопедии; потребительская информация – расписания транспорта, резервирование билетов и мест в гостиницах, заказ товаров и услуг, банковские операции и т. п. ; развлекательная информация – игры, телетекст, видеотекст.

4–й сектор услуги образования, включает все формы и ступени образования: дошкольное, специальное, среднее профессиональное, высшее, повышение квалификации и переподготовку. Информационная продукция может быть представлена в компьютерном или некомпьютерном виде: учебники, методические разработки, практикумы, развивающие компьютерные игры, компьютерные обучающие и контролирующие системы, методики обучения и пр.

5–й сектор – обеспечивающие информационные системы и средства, состоит из следующих частей: программные продукты – программные комплексы с разной ориентацией – от профессионала до неопытного пользователя компьютера: системное программное обеспечение, программы общей ориентации, прикладное программное обеспечение по реализации функций в конкретной области принадлежности, по решению задач типовыми математическими методами и др. технические средства – компьютеры, телекоммуникационное оборудование, оргтехника, сопутствующие материалы и комплектующие; разработка и сопровождение информационных систем и технологий – обследование организации в целях выявления информационных потоков, разработка концептуальных информационных моделей, разработка структуры программного комплекса, создание и сопровождение баз данных; консультирование по различным аспектам информационной индустрии – какую приобретать информационную технику, какое программное обеспечение необходимо для реализации профессиональной деятельности, нужна ли информационная система и какая, на базе какой информационной технологии лучше организовать свою деятельность и т. д. ; подготовка источников информации – создание баз данных по заданной теме, области, явлению и т. п.

функции информационного бизнеса управление финансами и ведение учета; управление кадрами; материально–техническое снабжение; организация производства; маркетинговые исследования; лизинговые операции; консультационное обслуживание; страхование имущества и информации; организация службы информационной безопасности; сервисное обслуживание.

Этапы развития информационных технологий По виду задач и процессов обработки информации: 1 -й этап (60 - 70 -е гг. ) — обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация рутинных действий человека. 2 -й этап (с 80 -х гг. ) — создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

Этапы развития информационных технологий По проблемам, стоящих на пути информатизации общества: 1 -й этап (до конца 60 -х гг. ) — характеризуется проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств. 2 -й этап (до конца 70 -х гг. ) — связывается с распространением ЭВМ серии IВМ/360. Проблема этого этапа – отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств. 3 -й этап (с начала 80 -х гг. ) – компьютер становится инструментом непрофессионального пользователя, а информационные системы - средством поддержки принятия его решений. Проблемы - максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде. 4 -й этап (с начала 90 -х гг. ) – создание современной технологии меж организационных связей и информационных систем. Проблемы этого этапа весьма многочисленны. Наиболее существенными из них являются: ─ выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи; ─ организация доступа к стратегической информации; ─ организация защиты и безопасности информации.

Этапы развития информационных технологий По преимуществу, которое приносит компьютерная технология: 1 -й этап (с начала 60 -х гг. ) — характеризуется довольно эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами. Основная проблема на этом этапе была психологическая - плохое взаимодействие пользователей, для которых создавались информационные системы, и разработчиков изза различия их взглядов и понимания решаемых проблем. Как следствие этой проблемы, создавались системы, которые пользователи плохо воспринимали и, несмотря на их достаточно большие возможности, не использовали в полной мере. 2 -й этап (с середины 70 -х гг. ) — связан с появлением персональных компьютеров. Изменился подход к созданию информационных систем – ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений. Пользователь заинтересован в проводимой разработке, налаживается контакт с разработчиком, возникает взаимопонимание обеих групп специалистов. На этом этапе используется как централизованная обработка данных, характерная для первого этапа, так и децентрализованная, базирующаяся на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочем месте пользователя. 3 -й этап (с начала 90 -х гг. ) — 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.

Требования к информационным технологиям • обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы (фазы), операции, действия; • включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели; • иметь регулярный характер. Этапы, действия, операции технологического процесса могут быть стандартизированы и унифицированы, что позволит более эффективно осуществлять целенаправленное управление информационными процессами.

Современные информационные технологии информатизация государственных органов управления, информатизация социальной сферы; информатизация экономики; информатизация образования; информатизация здравоохранения; информатизация промышленности; и т. д.

ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ НА ИНФОРМАЦИОННОМ РЫНКЕ Законы: "Об информации, информатизации и защите информации". "Об авторском праве и смежных правах", "О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных". "О правовой охране топологий интегральных схем"

Рассматривают информационные ресурсы в двух аспектах: как материальный продукт, который можно покупать и продавать; как интеллектуальный продукт, на который распространяется право интеллектуальной собственности, авторское право.

Классификация информационных технологий по типу обрабатываемой информации: данные; текст; графика; знания; объекты реального мира; объекты виртуального мира

Классификация информационных технологий Обеспечивающие - это технологии обработки информации, которые могут использоваться как инструментарий в различных предметных областях. При этом они могут обеспечивать решение задать разного плана и разной степени сложности. ОИТ могут быть разделены по классам задач, в зависимости от класса ОИТ используют разные виды компонентов и программных средств. Функциональные информационные технологии - это модификация обеспечивающих технологий для задач определенной предметной области, т. е. реализуется предметная технология.

Классификация информационных технологий В соответствии с типами пользовательского интерфейса: 1. ИТ, обслуживающие прикладной интерфейс. 2. ИТ, обслуживающие системный интерфейс. 3. ИТ, обслуживающие командный интерфейс. 4. ИТ, обслуживающие WIMP - интерфейс. 5. ИТ, обслуживающие SILK – интерфейс.

Классификация информационных технологий Системный интерфейс - набор приемов взаимодействия с компьютерами, которое реализуется операционной системой или ее надстройкой Прикладной интерфейс связан с реализацией некоторых функциональных информационных технологий Командный интерфейс - обеспечивает вывод на экран системного приглашения для ввода команды. Например, в MS-DOS это приглашение выглядит так C: > , а в операционной системе UNIX это знак доллара $ на экране. WIMP - интерфейс [Winows(окно)- Image(образ) -Menu(меню) Pointer(указатель)]. На экране высвечивается окно, содержащее образы программ и меню действия. Для выбора используется указатель. SILK [Speech(речь)- Image(образ)- Language(язык)- Knowledge(знания)]. При использовании SILK - интерфейса на экране по речевой команде происходит перемещение от одних поисковых образов к другим по смысловым связям.

Классификация информационных технологий В соответствии с методами и средствами обработки данных: 1. Глобальные – технологии, которые включают модели, методы, средства информационной базы в обществе. 2. Базовые - информационные технологии, которые ориентируются на конкретную область применения. 3. Конкретные - технологии, которые обрабатывают данные в процессе выполнения реальных задач пользователя.

Инструментарий информационных технологий текстовый процессор; настольные издательские системы; электронные таблицы; системы управления базами данных; электронные записные книжки; электронные календари; информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские и пр. ); экспертные системы и т. д.

Информационная система – человеко-компьютерная система для поддержки принятия решений и производства информационных продуктом, использующих компьютерную информационную технологию

Уровни технологического процесса переработки информации Этапы. Реализуются сравнительно длительные технологические процессы, состоящие из операций и действий последующих уровней. Например, технология создания шаблона документа в среде текстового процессора Microsoft Word состоит из следующих этапов: создание постоянной части формы в виде текстов и таблиц; создание постоянной части формы в виде кадра, в который помещается рисунок; создание переменной части формы; защита и сохранение формы.

Уровни технологического процесса переработки информации Операции. В результате выполнения операций создается конкретный объект, в выбранной на первом уровне программной среде. Например, этап создания постоянной части формы документа в виде кадра состоит из следующих операций: создание кадра; настройка кадра; внедрение в кадр рисунка.

Уровни технологического процесса переработки информации Действия. Совокупность стандартных для каждой программной среды приемов работы, приводящих к выполнению поставленной в соответствии операции целей, представляет собой действия. Каждое действие изменяет содержание экрана. Например, операция внедрения в кадр рисунка состоит из следующих действий: установка курсора в кадре; выполнение команды Вставка, Рисунок; установка значений параметров в диалоговом окне.

Уровни технологического процесса переработки информации Элементарные операции – это операции по управлению мышью и клавиатурой. Например, ввод команды, нажатие правой кнопки мыши, выбор пункта меню и т. п.

Информационные технологии должны отвечать следующим требованиям: обеспечивать высокую степень деления всего процесса обработки информации на этапы, операции, действия; включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели; иметь регулярный характер.

Можно выделить три уровня рассмотрения информационных технологий первый уровень — теоретический. Основная задача — создание комплекса взаимосвязанных моделей информационных процессов, совместимых параметрически и критериально; второй уровень — исследовательский. Основная задача — разработка методов, позволяющих автоматизировано конструировать оптимальные конкретные информационные технологии; третий уровень — прикладной, который целесообразно разделить на две страты: инструментальную и предметную.

Техническое обеспечение — это комплекс технических средств, предназна ченных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.

Комплекс технических средств составляют: компьютеры любых моделей; устройства сбора, накопления обработки, передачи и вывода информации; устройства передачи данных и линий связи; оргтехника и устройства автоматического съема информации; эксплуатационные материалы и др.

БАЗОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ Источниками данных в любой предметной области являются объекты и их свойства, процессы и функции, выполняемые этими объектами или для них.

БАЗОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ Любая предметная область рассматривается в виде трех представлений: Реальное представление предметной области Формальное представление предметной области Информационное представление предметной области

Извлечение информации формы и методы исследования данных: поиск ассоциаций, связанных с привязкой к какому-либо событию, обнаружение последовательностей событий во времени, выявление скрытых закономерностей по наборам данных, путем определения причинно-следственных связей между значениями определенных косвенных параметров исследуемого объекта (ситуации, процесса), оценка важности (влияния) параметров на развитие ситуации, классифицирование (распознавание), осуществляемое путем поиска критериев, по которым можно было бы относить объект (события, ситуации, процессы) к той или иной категории, кластеризация, основанная на группировании объектов по каким-либо признакам, прогнозирование событий и ситуаций.

Понятия объектно-ориентированного подхода Объект — это абстракция множества предметов реального мира, обладающих одинаковыми характеристиками и законами поведения. Объект характеризует собой типичный неопределенный элемент такого множества. Основной характеристикой объекта является состав его атрибутов (свойств). Атрибуты — это специальные объекты, посредством которых можно задать правила описания свойств других объектов. Экземпляр объекта — это конкретный элемент множества. Например, объектом может являться государственный номер автомобиля, а экземпляром этого объекта — конкретный номер К 173 ПА. Класс — это множество предметов реального мира, связанных общностью структуры и поведением. Элемент класса — это конкретный элемент данного множества. Например, класс регистрационных номеров автомобиля.

Понятия объектно-ориентированного подхода объект — это типичный представитель класса, а термины «экземпляр объекта» и «элемент класса» равнозначны:

Понятия объектно-ориентированного подхода Полиморфизм интерпретируется как способность объекта принадлежать более чем одному типу. Наследование выражает возможность определения новых классов на основе существующих с возможностью добавления или переопределения данных и методов. Основная проблема – избыточность информации, для решения которой используется обогащение информации.

Методы обогащения информации: Структурное обогащение предполагает изменение параметров сообщения, отображающего информацию в зависимости от частотного спектра исследуемого процесса, скорости обслуживания источников информации и требуемой точности. При статистическом обогащении осуществляют накопление статистических данных и обработку выборок из генеральных совокупностей накопленных данных. Семантическое обогащение означает минимизацию логической формы, исчислений и высказываний, выделение и классификацию понятий, содержания информации, переход от частных понятий к более общим. В итоге семантического обогащения удается обобщенно представить обрабатываемую либо передаваемую информацию и устранить логическую противоречивость в ней. Прагматическое обогащение является важной ступенью при использовании информации для принятия решения, при котором из полученной информации отбирается наиболее ценная, отвечающая целям и задачам пользователя.

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ Локальные сети; Сети передачи данных. При разработке и использовании сетей для обеспечения совместимости используется ряд стандартов, объединенных в семиуровневую модель открытых систем, принятую во всем мире и определяющую правила взаимодействия компонентов сети на данном уровне (протокол уровня) и правила взаимодействия компонентов различных уровней (межуровневый интерфейс)

Связь открытых систем

Эталонная семиуровневая модель, известная как модель OSI (Open System Intercongtction — связь открытых систем). Уровни: Физический уровень реализует физическое управление и относится к физической цепи, например телефонной, по которой передается информация. На этом уровне модель OSI определяет физические, электрические, функциональные и процедурные характеристики цепей связи, а также требования к сетевым адаптерам и модемам. Канальный уровень. На этом уровне осуществляется управление звеном сети (каналом) и реализуется пересылка блоков (совокупности битов) информации по физическому звену. Осуществляет такие процедуры управления, как определение начала и конца блока, обнаружение ошибок передачи, адресация сообщений и др. Канальный уровень определяет правила совместного использования сетевых аппаратных средств компьютерами сети.

Уровни: Сетевой уровень относится к виртуальной (воображаемой) цепи, которая не обязана существовать физически. С помощью интерфейса, обеспечиваемого этим уровнем, удается «спрятать» сложности управления передачей на физическом уровне. Программные средства данного уровня обеспечивают определение маршрута передачи пакетов в сети. Транспортный уровень. Первые три уровня образуют общую сеть, в которой коллективно могут работать многие пользователи. На транспортном уровне контролируется очередность пакетов сообщений и их принадлежность. Таким образом, в процессе обмена между компьютерами поддерживается виртуальная связь, аналогичная телефонной коммутации. Сеансовый уровень. В некоторых случаях трудно организовать процесс взаимодействия между пользователями из-за обилия способов такого взаимодействия. Для устранения этих трудностей на данном уровне координируются и стандартизируются процессы установления сеанса, управления передачей и приемом пакетов сообщений, завершения сеанса. На сеансовом уровне между компьютерами устанавливается и завершается виртуальная связь по такому же принципу, как при голосовой телефонной связи.

Уровни: Управление представлением. Программные средства этого уровня выполняют преобразования данных из внутреннего формата передающего компьютера во внутренний формат компьютера-получателя, если эти форматы отличаются друг от друга (например, IBM PC и DEC). Данный уровень включает функции, относящиеся к используемому набору символов, кодированию данных и способам представления данных на экранах дисплеев или печати. Помимо конвертирования форматов на данном уровне осуществляется сжатие передаваемых данных и их распаковка. Прикладной уровень относится к функциям, которые обеспечивают поддержку пользователю на более высоком прикладном и системном уровнях, например: - организация доступа к общим сетевым ресурсам: информации, дисковой памяти, программным приложениям, внешним устройствам (принтерам, стримерам и др. ); - общее управление сетью (управление конфигурацией, разграничение доступа к общим ресурсам сети, восстановление работоспособности после сбоев и отказов, управление производительностью); - передача электронных сообщений, включая электронную почту; - организация электронных конференций; - диалоговые функции высокого уровня.

Протокол является стандартом в области сетевого программного обеспечения и определяет совокупность функциональных и эксплуатационных требований к какому-либо его компоненту, которых придерживаются производители этого компонента. Протоколы сетевого взаимодействия можно классифицировать по степени близости к физической среде передачи данных. Это протоколы: - нижнего уровня, распространяемые на канальный и физический уровни модели OSI; - среднего уровня, распространяемые на сетевой, транспортный и сеансовый уровни OSI; - верхнего уровня, распространяемые на уровень представления и прикладной уровень модели OSI.

ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ Обработка информации состоит в получении одних «информационных объектов» из других «информационных объектов» путем выполнения некоторых алгоритмов и является одной из основных операций, осуществляемых над информацией, и главным средством увеличения ее объема и разнообразия.

Обработка информации При числовой обработке используются такие объекты, как переменные, векторы, матрицы, многомерные массивы, константы и т. д. При нечисловой обработке объектами могут быть файлы, записи, поля, иерархии, сети, отношения и т. д. Другое отличие заключается в том, что при числовой обработке содержание данных не имеет большого значения, в то время как при нечисловой обработке нас интересуют непосредственные сведения об объектах, а не их совокупность в целом. обработка числовая переменные нечисловая векторы отношения

Виды обработки информации: последовательная обработка, применяемая в традиционной фон-неймановской архитектуре ЭВМ, располагающей одним процессором; параллельная обработка, применяемая при наличии нескольких процессоров в ЭВМ; конвейерная обработка, связанная с использованием в архитектуре ЭВМ одних и тех же ресурсов для решения разных задач, причем если эти задачи тождественны, то это последовательный конвейер, если задачи одинаковые — векторный конвейер.

Классы архитектур ЭВМ: Архитектуры с одиночным потоком команд и данных (SISD). К этому классу относятся традиционные фоннеймановские однопроцессорные системы, где имеется центральный процессор, работающий с парами «атрибут — значение» . Особенностью данного класса является наличие одного (центрального) контроллера, управляющего рядом одинаковых процессоров. В зависимости от возможностей контроллера и процессорных элементов, числа процессоров, организации режима поиска и характеристик маршрутных и выравнивающих сетей выделяют: - матричные процессоры, используемые для решения векторных и матричных задач; - ассоциативные процессоры, применяемые для решения нечисловых задач и использующие память, в которой можно обращаться непосредственно к информации, хранящейся в ней; - процессорные ансамбли, применяемые для числовой и нечисловой обработки; - конвейерные и векторные процессоры.

Классы архитектур ЭВМ: Архитектуры с множественным потоком команд и одиночным потоком данных (MISD). К этому классу могут быть отнесены следующие конфигурации: мультипроцессорные системы, системы с мультобработкой, вычислительные системы из многих машин, вычислительные сети.

Основные процедуры обработки данных

Обработка информации Поддержка принятия решения является наиболее важным действием, выполняемым при обработке информации. Широкая альтернатива принимаемых решений приводит к необходимости использования разнообразных математических моделей. Создание документов, сводок, отчетов заключается в преобразовании информации в формы, пригодные для чтения как человеком, так и компьютером. С этим действием связаны и такие операции, как обработка, считывание, сканирование и сортировка документов. Реализация всех действий, выполняемых в процессе обработки информации, осуществляется с помощью разнообразных программных средств. Наиболее распространенной областью применения технологической операции обработки информации является принятие решений.

В зависимости от степени информированности о состоянии управляемого процесса, полноты и точности моделей объекта и системы управления, взаимодействия с окружающей средой, процесс принятия решения протекает в различных условиях: Принятие решений в условиях определенности. В этой задаче модели объекта и системы управления считаются заданными, а влияние внешней среды — несущественным. Поэтому между выбранной стратегией использования ресурсов и конечным результатом существует однозначная связь, откуда следует, что в условиях определенности достаточно использовать решающее правило для оценки полезности вариантов решений, принимая в качестве оптимального то, которое приводит к наибольшему эффекту. Если таких стратегий несколько, то все они считаются эквивалентными. Для поиска решений в условиях определенности используют методы математического программирования.

Процесс принятия решения: Принятие решений в условиях риска. В отличие от предыдущего случая для принятия решений в условиях риска необходимо учитывать влияние внешней среды, которое не поддается точному прогнозу, а известно только вероятностное распределение состояний. В этих условиях использование одной и той же стратегии может привести к различным исходам, вероятности появления которых считаются заданными или могут быть определены. Оценку и выбор стратегий проводят с помощью решающего правила, учитывающего вероятность достижения конечного результата.

Процесс принятия решения: Принятие решений в условиях неопределенности. Как и в предыдущей задаче между выбором стратегии и конечным результатом отсутствует однозначная связь. Кроме того, неизвестны также значения вероятностей появления конечных результатов, которые либо не могут быть определены, либо не имеют в контексте содержательного смысла. Каждой паре «стратегия — конечный результат» соответствует некоторая внешняя оценка в виде выигрыша. Наиболее распространенным является использование критерия по лучения максимального гарантированного выигрыша.

Процесс принятия решения: Принятие решений в условиях многокритериальности. В любой из перечисленных выше задач многокритериальность возникает в случае наличия нескольких самостоятельных, не сводимых одна к другой целей. Наличие большого числа решений усложняет оценку и выбор оптимальной стратегии. Одним из возможных путей решения является использование методов моделирования.

Искусственный интеллект Решение задач с помощью искусственного интеллекта заключается в сокращении перебора вариантов при поиске решения, при этом программы реализуют те же принципы, которыми пользуется в процессе мышления человек. Экспертная система пользуется знаниями, которыми она обладает в своей узкой области, чтобы ограничить поиск на пути к решению задачи путем постепенного сужения круга вариантов.

Для решения задач в экспертных системах используют: метод логического вывода, основанный на технике доказательств, называемой резолюцией и использующей опровержение отрицания (доказательство «от противного» ); метод структурной индукции, основанный на построении дерева принятия решений для определения объектов из большого числа данных на входе; метод эвристических правил, основанных на использовании опыта экспертов, а не на абстрактных правилах формальной логики; метод машинной аналогии, основанный на представлении информации о сравниваемых объектах в удобном виде, например, в виде структур данных, называемых фреймами.

Процесс выработки решения на основе первичных данных

Для поддержки принятия решений обязательным является наличие следующих компонент: обобщающего анализа; прогнозирования; ситуационного моделирования.

Система поддержки принятия решений предназначена для поддержки многокритериальных решений в сложной информационной среде. При этом под многокритериальностью понимается тот факт, что результаты принимаемых решений оцениваются не по одному, а по совокупности многих показателей (критериев) рассматриваемых одновременно. Информационная сложность определяется необходимостью учета большого объема данных, обработка которых без помощи современной вычислительной техники практически невыполнима. В этих условиях число возможных решений, как правило, весьма велико, и выбор наилучшего из них "на глаз", без всестороннего анализа может приводить к грубым ошибкам.

СППР решает две основные задачи: выбор наилучшего решения из множества возможных (оптимизация), упорядочение возможных решений по предпочтительности (ранжирование).

Два типа информационных систем поддержки принятия решений. 1. Системы поддержки принятия решений DSS (Decision Support System) осуществляют отбор и анализ данных по различным характеристикам и включают средства: - доступа к базам данных; - извлечения данных из разнородных источников; - моделирования правил и стратегии деловой деятельности; - деловой графики для представления результатов анализа; - анализа «если что» . 2. Искусственного интеллекта на уровне экспертных систем. Системы оперативной аналитической обработки OLAP (On. Line Analysis Processing) для принятия решений используют следующие средства: - специальные методы многомерного анализа; - специальные хранилища данных Data Warehouse.

Среди средств разработки информационных приложений можно выделить следующие основные группы: традиционные системы программирования; инструменты для создания файл-серверных приложений; средства разработки приложений «клиент—сервер» ; средства автоматизации делопроизводства и документооборота; средства разработки Интернет/Интранет-приложений; средства автоматизации проектирования приложений.

Классификации СППР По взаимодействию с пользователем выделяют три вида СППР: - пассивные помогают в процессе принятия решений, но не могут выдвинуть конкретного предложения; - активные непосредственно участвуют в разработке правильного решения; - кооперативные предполагают взаимодействие СППР с пользователем. Выдвинутое системой предложение пользователь может доработать, усовершенствовать, а затем отправить обратно в систему для проверки. После этого предложение вновь представляется пользователю, и так до тех пор, пока он не одобрит решение. По способу поддержки различают: - модельно-ориентированные СППР, используют в работе доступ к статистическим, финансовым или иным моделям; - СППР, основанные на коммуникациях, поддерживают работу двух и более пользователей, занимающихся общей задачей; - СППР, ориентированные на данные, имеют доступ к временным рядам организации. Они используют в работе не только внутренние, но и внешние данные; - СППР, ориентированные на документы, манипулируют неструктурированной информацией, заключенной в различных электронных форматах; - СППР, ориентированные на знания, предоставляют специализированные решения проблем, основанные на фактах. По сфере использования выделяют: - общесистемные - настольные СППР.

Архитектура СППР Функциональные СППР Являются наиболее простыми с точки зрения архитектуры. Они распространены в организациях, не ставящих перед собой глобальных задач и имеющих невысокий уровень развития информационных технологий. Отличительной особенностью функциональных СППР является то, что анализу подвергаются данные, содержащиеся в файлах операционных систем. Преимуществами подобных СППР являются компактность из-за использования одной платформы и оперативность в связи с отсутствием необходимости перегружать данные в специализированную систему. Из недостатков можно отметить следующие: сужение круга вопросов, решаемых с помощью системы, снижение качества данных из-за отсутствия этапа их очистки, увеличение нагрузки на операционную систему с потенциальной возможностью прекращения ее работы. СППР, использующие независимые витрины данных Применяются в крупных организациях, имеющих несколько подразделений, в том числе отделы информационных технологий. Каждая конкретная витрина данных создается для решения определенных задач и ориентирована на отдельный круг пользователей. Это значительно повышает производительность системы. Внедрение подобных структур достаточно просто. Из отрицательных моментов можно отметить то, что данные многократно вводятся в различные витрины, поэтому могут дублироваться. Это повышает затраты на хранение информации и усложняет процедуру унификации. Наполнение витрин данных достаточно сложно в связи с тем, что приходится использовать многочисленные источники. Отсутствует единая картина бизнеса организации, вследствие того что нет окончательной консолидации данных. СППР на основе двухуровневого хранилища данных Используется в крупных компаниях, данные которых консолидированы в единую систему. Определения и способы обработки информации в данном случае унифицированы. На обеспечение нормальной работы подобной СППР требуется выделить специализированную команду, которая будет ее обслуживать. Такая архитектура СППР лишена недостатков предыдущей, но в ней нет возможности структурировать данные для отдельных групп пользователей, а также ограничивать доступ к информации. Могут возникнуть трудности с производительностью системы. СППР на основе трехуровневого хранилища данных Такие СППР применяют хранилище данных, из которого формируются витрины данных, используемые группами пользователей, решающих сходные задачи. Таким образом, обеспечивается доступ, как к конкретным структурированным данным, так и к единой консолидированной информации. Наполнение витрин данных упрощается ввиду использования проверенных и очищенных данных, находящихся в едином источнике. Имеется корпоративная модель данных. Такие СППР отличает гарантированная производительность. Но существует избыточность данных, которая ведет к росту требований на их хранение. Кроме того, необходимо согласовать подобную архитектуру с множеством областей, имеющих потенциально различные запросы.

Структура СППР Выделяют четыре основных компонента: - информационные хранилища данных; - средства и методы извлечения, обработки и загрузки данных (ETL); - многомерная база данных и средства анализа OLAP; - средства Data Mining.

Структура СППР

ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ Хранение и накопление являются одними из основных действий, осуществляемых над информацией и главным средством обеспечения ее доступности в течение некоторого промежутка времени. В настоящее время определяющим направлением реализации этой операции является концепция базы данных, склада (хранилища) данных.

База данных совокупность взаимосвязанных данных, используемых несколькими пользователями и хранящихся с регулируемой избыточностью. Хранимые данные не зависят от программ пользователей, для модификации и внесения изменений применяется общий управляющий метод.

Банк данных система, представляющая определенные услуги по хранению и поиску данных определенной группе пользователей по определенной тематике.

Система баз данных совокупность управляющей системы, прикладного программного обеспечения, базы данных, операционной системы и технических средств, обеспечивающих информационное обслуживание пользователей.

Хранилище данных (ХД — используют также термины Data Warehouse, «склад данных» , «информационное хранилище» ) — это база, хранящая данные, агрегированные по многим измерениям. Основные отличия ХД от БД: агрегирование данных; данные из ХД никогда не удаляются; пополнение ХД происходит на периодической основе; формирование новых агрегатов данных, зависящих от старых — автоматическое; доступ к ХД осуществляется на основе многомерного куба или гиперкуба.

Витрины данных множество тематических БД, содержащих информацию, относящуюся к отдельным информационным аспектам предметной области.

Репозитарий упрощенном виде, можно рассматривать просто как базу данных, предназначенную для хранения не пользовательских, а системных данных. Технология репозитариев проистекает из словарей данных, которые по мере обогащения новыми функциями и возможностями приобретали черты инструмента для управления метаданными.

Основные функции репозитариев: парадигма включения/выключения и некоторые формальные процедуры для объектов; поддержка множественных версий объектов и процедуры управления конфигурациями для объектов; оповещение инструментальных и рабочих систем об интересующих их событиях; управление контекстом и разные способы обзора объектов репозитария; определение потоков работ.

Каждый из участников действия (пользователь, группа пользователей, «физическая память» ) имеет свое представление об информации. По отношению к пользователям применяют трехуровневое представление для описания предметной области: концептуальное, логическое и внутреннее (физическое). Концептуальный уровень связан с частным представлением данных группы пользователей в виде внешней схемы, объединяемых общностью используемой информации. Каждый конкретный пользователь работает с частью БД и представляет ее в виде внешней модели. Этот уровень характеризуется разнообразием используемых моделей (модель «сущность—связь» , ER-модель, модель Чена), бинарные и инфологические модели, семантические сети). Логический уровень является обобщенным представлением данных всех пользователей в абстрактной форме. Используются три вида моделей: иерархические, сетевые и реляционные.

Описание предметной области

Модели представления данных Сетевая модель является моделью объектов-связей, допускающей только бинарные связи «многие к одному» и использует для описания модель ориентированных графов. Иерархическая модель является разновидностью сетевой, являющейся совокупностью деревьев (лесом). Реляционная модель использует представление данных в виде таблиц (реляций), в ее основе лежит математическое понятие теоретикомножественного отношения, она базируется на реляционной алгебре и теории отношений.

Фрагмент предметной базы данных «Сбыт» и одно из его возможных концептуальных представлений

Представление предметной базы данных «Сбыт» на логическом уровне для различных моделей

Классификация БД По способу хранения информации: - интегрированные; - распределенные По типу пользователя: - однопользовательские; - многопользовательские По характеру использования данных: - прикладные; - предметные По характеру хранимой информации: — Фактографические (картотеки), — Документальные (архивы) По структуре организации данных: — Табличные (реляционные), — Иерархические,

Распределение данных по месту их использования может осуществляться различными способами: Копируемые данные. Одинаковые копии данных хранятся в различных местах использования, так как это дешевле передачи данных. Модификация данных контролируется централизованно; Подмножество данных. Группы данных, совместимые с исход ной базой данных, хранятся отдельно для местной обработки; Реорганизованные данные. Данные в системе интегрируются при передаче на более высокий уровень; Секционированные данные. На различных объектах используются одинаковые структуры, но хранятся разные данные; Данные с отдельной подсхемой. На различных объектах используются различные структуры данных, объединяемые в интегрированную систему; Несовместимые данные. Независимые базы данных, спроектированные без координации, требующие объединения.

Направления развития БД прикладные БД, ориентированные на конкретные приложения, например, может быть создана БД для учета и контроля поступления материалов; предметные БД, ориентированные на конкретный класс данных, например, предметная БД «Материалы» , которая может быть использована для различных приложений.

СУБД Конкретная реализация системы баз данных с одной стороны определяется спецификой данных предметной области, отраженной в концептуальной модели, а с другой стороны типом конкретной СУБД (МБД), устанавливающей логическую и физическую организацию. Для работы с БД используется специальный обобщенный инструментарий в виде СУБД (МБД), предназначенный для управления БД и обеспечения интерфейса пользователя.

Основные стандарты СУБД независимость данных на концептуальном, логическом, физическом уровнях; универсальность (по отношению к концептуальному и логическому уровням, типу ЭВМ); совместимость, неизбыточность; безопасность и целостность данных; актуальность и управляемость

Функции СУБД описание данных на концептуальном и логическом уровнях; загрузку данных; хранение данных; поиск и ответ на запрос (транзакцию); внесение изменений; обеспечение безопасности и целостности.

Основные направления развития машин баз данных (МБД): параллельная обработка; распределенная логика; ассоциативные ЗУ; конвейерные ЗУ; фильтры данных и др.

Совокупность процедур проектирования БД

Склад данных информационная поддержка принятия решений, а не оперативная обработка данных

Архитектура ХД

Основные принципы организации хранилищ данных следующие: 1. Предметная ориентация. В оперативной базе данных обычно поддерживается несколько предметных областей, каждая из которых может послужить источником данных для ХД. Например, для магазина, торгующего видео- и музыкальной продукцией, интерес представляют следующие предметные области: клиенты, видеокассеты, CD-диски и аудиокассеты, сотрудники, поставщики. Явно прослеживается аналогия между предметными областями ХД и классами объектов в объектно-ориентированных базах данных. Это говорит о возможности применения методов проектирования, применяемых в объектно-ориентированных СУБД. 2. Средства интеграции. Приведение разных представлений од них и тех же сущностей к некоторому общему типу. 3. Постоянство данных. В ХД не поддерживаются операции модификации в смысле традиционных баз данных. В ХД поддерживается модель «массовых загрузок» данных, осуществляемых в заданные моменты времени по установленным правилам в отличие от традиционной модели индивидуальных модификаций. 4. Хронология данных. Благодаря средствам интеграции реализуется определенный хронологический временной аспект, присущий содержимому ХД.

Основные направления научных исследований в области баз данных: развитие теории реляционных баз данных; моделирование данных и разработка конкретных моделей разнообразного назначения; отображение моделей данных, направленных на создание методов их преобразования и конструирования коммутативных отображений, разработку архитектурных аспектов отображения моделей данных и спецификаций определения отображений для конкретных моделей данных; создание СУБД с мультимодельным внешним уровнем, обеспечивающих возможности отображения широко распространенных моделей; разработка, выбор и оценка методов доступа; создание самоописываемых баз данных, позволяющих применять единые методы доступа для данных и метаданных; управление конкурентным доступом; развитие системы программирования баз данных и знаний, которые обеспечивали бы единую эффективную среду как для разработки приложений, так и для управления данными; совершенствование машины баз данных; разработка дедуктивных баз данных, основанных на применении аппарата математической логики и средств логического программирования, а также пространственно-временных баз данных; интеграция неоднородных информационных ресурсов.