КУРС «Медицинская информатика»
Лекция 3 Базовые технологии преобразования информации Ред. 2. 0 21. 02. 2014 г (с) Голубев А. Н.
Информационные технологии (ИТ) – это машинные способы выработки, хранения, передачи и использования информации. Представляют собой совокупность методов и способов получения, обработки и представления информации, направленных на изменение ее состояния, свойств, формы, содержания и осуществляемых в интересах пользователей. Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных шагов выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель информационной технологии - в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию. Информационная система является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства связи и т. д. Основная цель информационной системы - организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации. Например: текстовый процессор Microsoft Word – это информационная технология, а не информационная система, но он может включаться в любую из создаваемых систем. 3. 1
Уровни ИТ Первый уровень – теоретический. Создание комплекса взаимосвязанных моделей информационных процессов, совместимых параметрически и критериально (фундаментальная математика). Второй уровень - исследовательский. Разработка методов, позволяющих конструировать оптимальные информационные технологии (Информатика). Третий уровень – прикладной. Включает составляющие: - инструментальную (аппаратные средства и ПО) - предметную (разработчики информационных систем и пользователи). 3. 2
Базовые информационные технологии (ИТ) 1. 2. 3. 4. Автоматизация офиса Технологии защиты информации Телекоммуникационные технологии Корпоративные информационные технологии управления предприятием (АСУ) и Case-технологии 5. Финансово-экономические (бухгалтерские) и банковские ИТ 6. Промышленные ИТ (АСУ ТП) 7. Технологии автоматизированного проектирования (САПР) и CASE-технологии (автоматизация разработки ИС) 8. Геоинформационные технологии (ГИС) 9. Статистические информационные технологии и математическое моделирование 10. Информационные технологии в образовании 11. Технологии мультимедиа и виртуальной реальности 12. Технологии искусственного интеллекта 3. 4
1. Автоматизация офиса Компоненты офисных ИТ: Информационные технологии автоматизации офиса – это инструменты взаимодействия сотрудников как внутри организации, так и с внешними конрагентами на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и обработки информации. 3. 5
Средства автоматизации современного офиса - Телефония (Мини-АТС, DECT, Vo. IP) и серверы БД - Компьютеры сотрудников с офисным и другим прикладным ПО - Система электронный документооборот, и цифровая подпись - VPN (виртуальная частная сеть) и мобильный офис - Видеоконференцсвязь - Системы охраны и видеонаблюдения 3. 6
Офисное ПО Microsoft Office Open Office. org Star Office Текстовый редактор MS Word Writer Редактор электронных таблиц MS Excel Calc Средство создания и демонстрации презентаций MS Power. Point Impress Почтовый клиент и органайзер MS Outlook Система управления базами данных MS Access Base Редактор web-страниц MS Front. Page Writer - Издательская система MS Publisher - - Управление персональной информацией (заметки) MS One. Note - Schedule Сбор структурированных данных MS Info. Path - - Управление контактами MS Communicator - - Совместная работа в группах MS Groove - - Векторный графический редактор Растровый графический редактор MS Photo Draw - Mail & Discussion Base Draw - Image 3. 7
2. Технологии защиты информации • Информация, создаваемая, хранимая и обрабатываемая средствами вычислительной техники, определяет действия людей и технических систем. • Резко возросла опасность нанесения ущерба, связанная с хищением информации и воздействия на любую систему - социальную, биологическую или техническую, с целью ее уничтожения, снижения эффективности функционирования или воровства ее ресурсов: денег, товаров, оборудования. 3. 8
Информационные угрозы жизни и здоровью Поскольку всё больше различных устройств подключаются к компьютерным сетям. Нарушения в работе некоторые из цифровых устройств представляют потенциальную угрозу не для файлов компьютера, а для жизни человека. В наши дни многие устройства, в том числе медицинские приборы и транспортные компьютеры, имеет беспроводной интерфейс подключения к сети, поэтому возможен доступ к ним из сети Интернет. Злоумышленники могут это использовать. Например, цифровые кардиостимуляторы. Несанкционированный доступ к которым (взлом) был показан на одной из хакерских конференций. Во время демонстрации хакер-программист показал возможность управления таким прибором на расстоянии до 9 метров, в том числе это позволяет вызвать смертельный электрический разряд 830 вольт. Другая потенциальная угроза — компьютерные системы управления автомобилями, доступ к которым теоретически возможен через интернет и, как следствие, возможно неконтролируемое водителем поведение автомобиля. При таком большом количестве подключённых к интернету устройств убийство человека в дистанционном режиме становится относительно простым делом в техническом смысле. В 1997 году произошел первый в истории реальный случай убийства человека через Интернет. При задержании группы наркоторговцев один из них был ранен и попался властям, остальным удалось скрыться. Находясь в клинике, задержанный согласился сотрудничать с Федеральным бюро расследований и начал давать показания. Оставшиеся на свободе преступники наняли хакеров (компьютерных взломщиков), которые проникли в базы данных ФБР и, узнав новое имя бывшего сообщника наркоторговцев, выяснили его местонахождение. Далее, взломав систему управления аппаратурой медучреждения, они отключили аппарат искусственной вентиляции легких. Пострадавший, естественно, скончался. 3. 9
Виды информационных угроз 1. Нарушение работоспособности программных и технических средств. Физическая защита данных 2. Преднамеренные угрозы, заранее планируемые злоумышленниками для нанесения вреда. Логическая защита данных 3. 10
Методы защиты данных Физические Логические 1. Резервное копирование 3. Установка аппаратуры сетевой защиты данных (Firewall) 4. Криптографическая защита (шифрование) и электронная цифровая подпись (ЭЦП) 3. 11 Защита от потери несанкционированного информации в случае доступа сбоя работы 1. Администрирование аппаратуры 2. Антивирусная защита 2. Дублирование устройств 3. Бесперебойное питание 4. Условия эксплуатации
3. Телекоммуникационные технологии Это комплекс аппаратных и программных средств передачи данных в компьютерных сетях. 3. 12
Компьютерные сети 1. Локальная вычислительная сеть (LAN) Это несколько компьютеров, расположенных в пределах одного или нескольких помещений или зданий, способных обмениваться данными между собой. 2. Глобальная сеть (WAN) Это неограниченное число компьютеров, расположенных на большом расстоянии и использующих средства связи дальнего действия 3. 13
Виды локальных сетей Одноранговая (распределенная) локальная сеть Локальная сеть с выделенным сервером 3. 14
Глобальные сети • Телефонная и сотовая связь • Телевидение • Спутниковая и космическая связь • Корпоративные сети (Банковские, Военные и др. ) • • Интернет Частные сети (VPN -Virtual Private Network) 3. 15
4. Корпоративные ИТ и Автоматизированные системы управления (АСУ) Корпоративные ИТ предназначены для информационной поддержки решения задачи управления ресурсами предприятия. Эта задача относится к числу классических методик управления и является первой, где стали широко использоваться информационные технологии. Это связано с наличием хорошо отработанных экономико-математических моделей, эффективно реализуемых средствами вычислительной техники. Средства разработки корпоративных информационных систем: 1. Системы управления базами данных (СУБД) – это совокупность 2. 3. программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих создание и использование больших объемов данных и управление данными сохраненными во внешней памяти (на дисках). Workflow – это технология эффективного управления и мониторинга процессов деятельности компании Microsoft. Интранет – способ управления информационными ресурсами предприятия на основе технологии Интернет, с использованием сайтов и посредством браузера. 3. 16
CASE- технологии Это автоматизированные системы анализа, разработки и сопровождения сложных программных систем. (CASE - Computer-Aided System Engineering) В технологии программирования применяется два подхода к разработке информационных систем: -функциональномодульный (структурный) - объектноориентированный 3. 17
Примеры CASE-систем • «Business Studio» российского разработчика «ГК Современные технологии управления» • «CASE. Аналитик» компании Эйтекс (Россия) • «Power Designer» компании Sybase • «Silverrun» компании Silverrun Technologies Ltd. • «BPWin» и «ERWin» компании Logic. Works • «Designer/2000» компании Oracle. • «WEBsphere business modeler» компании IBM 3. 18
Автоматизированные системы управления (АСУ) АСУ обеспечивает информационную поддержку принятия решения сотрудниками предприятия, имеющими соответствующие полномочия (руководителями и менеджерами) на основе обработки первичных данных и учетных документов. Для эффективного управления требуется: § планирование состояния объекта управления; § оценка отклонений от планируемого состояния; § выявление причин отклонений; § анализ последствий возможных решений и корректирующих действий. Решение этих задач выполняется на основе анализа ОТЧЕТНЫХ ДАННЫХ, генерируемых АСУ. 3. 19
Виды отчетов в АСУ По времени создания: Регулярные, создаются в соответствии с установленным графиком. Специальные, создаются по запросам руководителей, для контроля за незапланированными ситуациями. По способу представления данных: - Суммирующие (итоговые). В этих отчетах данные сгруппированы, отсортированы и представлены в виде промежуточных и окончательных итогов по отдельным группам. - Сравнительные отчеты содержат данные, полученные из различных источников или классифицированные по различным признакам, которые используются для сравнения, в том числе в динамике. - Чрезвычайные отчеты содержат данные о выраженных отклонениях. 3. 20
АСУ лечебных учреждений Med. Work Карельская медицинская информационная система (КМИС) Система ДЕНТ Интерин для стоматологических ЛПУ 3. 21
Комплексные и Региональные медицинские АСУ Запись к врачу через Интернет Инфо. Клиника 3. 22
Интеграция медицинских систем в социальные проекты Социальная карта: - банковская карта - проездной билет - медицинский полис - пенсионное удостоверение - дисконтная карта - электронная подпись и др. Открыть сайт 3. 23
5. Финансово-экономические (бухгалтерские) ИТ Это технологии контроля за финансовой деятельностью предприятий и организаций. Применение: Планирование - информация о предполагаемой прибыли и потребности в денежных ресурсах. Контроль - информация сравнения фактических доходов и затрат с планом. Анализ - выясняется, была ли достигнута предприятием поставленная цель. Если не была, то каковы причины. По результатам анализа принимаются решения по совершенствованию системы управления предприятием. 3. 24
Основные финансовоэкономические системы • 1 С-Пердприятие • «Бухгалтерия БЭСТ» • Бухгалтерия «Парус» • Система «Галактика» • «Инфо-бухгалтер» • и др. 3. 25
Cистема 1 C: Предприятие 3. 26
Банковские информационные технологии - Пластиковые карты - Электронные деньги - Кредитные предложения - Депозиты - Инвестиции 3. 27
6. ИТ в промышленности (АСУ ТП) В автоматизированных системах управления технологическими процессами объектами управления являются станки и оборудование, выполняющие изготовление промышленной продукции или поставку производственных ресурсов. Эти технологии контролируют параметры работы оборудования, определяющие режим и качество обработки, состояние механизмов и др. Задачей АСУ ТП является оптимизация этих параметров. Их разработка и применение нацелены на сокращение и, возможно, полное исключение человека, из контура управления (роботизированные системы). 3. 28
Примеры АСУ ТП - Электроэнергетика - Газовая промышленность - Нефтепереработка - Телефонные и сотовые сети связи - Конвейерные сборочные производства и др. 3. 29
7. Автоматизированное проектирование (САПР) В машиностроении производственный цикл предприятия, определяемый временем нахождения деталей, узлов и готовых изделий в цехах, составляет 1% всего времени от начала проектирования до выпуска готовой продукции, остальные 99% приходятся на конструкторскую и технологическую подготовку производства. 3. 30
Направления развития САПР - Универсальные графические пакеты программ для черчения, объемного моделирования и фотореалистической визуализации (Auto. CAD, Arhi. CAD) - Среда для создания приложений конструирования (собственно САПР для решения разнообразных проектных и технических задач в различных областях, ГОСТы, Нормы и Регламенты) - Графический редактор в специализированных приложениях - САПР для непрофессионалов (проектирование мебели, интерьера) - 3 D принтеры 3. 31
Перспективы САПР Применение 3 D-принтеров - Индивидуальное промышленное производство разработка моделей и «распечатка» предметов - Космические путешествия изготовление предметов в длительных полётах - Индивидуальное изготовление под конкретное применение – ремонт деталей машин и протезирование органов человека Репортаж о 3 D принтере 3. 32
8. Геоинформационные технологии и системы (ГИС) Геоинформационные системы (ГИС) предназначены для использования средств работы с пространственновременными данными, представленными в виде системы электронных карт, и предметно-ориентированных сред обработки картографической информации 3. 33
Принципы создания ГИС Основным источником получения растровых моделей географических карт является цифровая обработка аэрокосмических снимков. Цифровая карта может быть организована в виде множества слоев (покрытий или карт подложек). 3. 34
Применение ГИС в медицине Этапы создания ГИС Оцифровка картографического материала Обработка пространственных данных в ГИС Привязка данных статистики 3. 35
Создание тематических карт ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ ТУБЕРКУЛЕЗОМ Концентрация высокой заболеваемости туберкулезом в юго-восточных районах Волгоградской области И вдоль магистрали Волгоград-Москва
9. Статистические ИТ Статистика изучает массовые явления в жизни общества, выявляет взаимосвязи между явлениями и дает обоснованную оценку социально-экономического состояния и потенциала страны. Основные задачи Государственной статистики: • сбор, обработка и представление статистической информации различным пользователям о всех отраслях государства • гарантирование полноты и научной обоснованности всей официальной статистической информации • координация статистической деятельности органов управления экономикой • предоставление всем пользователям равного доступа к открытой статистической информации. Медицинская статистика - изучает явления в сфере охраны здоровья людей и научных разработок в биологии, медицине и фармакологии. 3. 36
Росстат 3. 37
10. ИТ в образовании Применение ИТ в образовании и обучении, в конечном счете, заключается в разработке и использовании ПО учебного назначения. В системе образования создается огромное количество ПО для поддержки учебного процесса. Это базы данных, информационно-справочные системы, хранилища информации (депозитарии) любого типа (включая графику и видео), компьютерные обучающие программы, а также программы, позволяющие осуществлять администрирование учебного процесса. Современный этап применения компьютерной технологии обучения в учебном процессе заключается в использовании компьютера как средства обучения не эпизодически, а систематически с первого до последнего занятия при любом виде обучения. 3. 38
Способы применения ИТ в образовании Развитие полиграфии на основе издательских систем - учебники, с большим числом иллюстраций. Электронные учебники, которые могут быть установлены на сервере и переданы через сеть на домашний или портативный компьютер. Интерактивные учебники, содержащие средства, анимации и мультипликации, а также видеоизображения, в динамике демонстрирующие принципы и способы реализации отдельных процессов и явлений. Компьютерные обучающие системы для проведения учебноисследовательских работ. Они реализуют моделирование как процессов, так и явлений, т. е. создают новую учебную компьютерную среду, в которой обучаемый является активным участником и может сам вести учебный процесс. Системы виртуальной реальности, в которых учащийся становится участником компьютерной модели, отображающей окружающий мир Системы дистанционного обучения. Дистанционное образование становится особенно актуальным для отдаленных регионов, для людей с малой подвижностью, а также при самообразовании и самостоятельной работе учащихся. 3. 39
11. Мультимедиа - это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку пользоваться разнородными данными: графика, текст, звук, видео, организованными в единую информационную среду. Виды систем Мультимедиа: - Линейные - кинофильм - Нелинейные (интерактивные) компьютерные презентации, игры, «Гипермедиа» 3. 40
Применение Мультимедиа Области применения Мультимедиа: - реклама, - искусство, - образование, - индустрия развлечений, - техника, - медицина, - бизнес, - научные исследования (пространственновременные приложения) и др. 3. 41
Виртуальная реальность Тренажеры- симуляторы: - Обучение вождению - Подготовка пилотов гражданской и военной авиации - Подготовка космонавтов 3. 42
12. Технологии искусственного интеллекта Система называется интеллектуальной, если в ней реализованы следующие основные функции: • накапливать знания об окружающем систему мире, классифицировать и оценивать их с точки зрения прагматической полезности и непротиворечивости, инициировать процессы получения новых знаний, осуществлять соотнесение новых знаний с ранее хранимыми; • пополнять поступившие знания с помощью логического вывода, отражающего закономерности в окружающем систему мире или в накопленных ею ранее знаниях, получать обобщенные знания на основе более частных знаний и логически планировать свою деятельность; • общаться с человеком на языке, максимально приближенном к естественному человеческому языку, и получать информацию от каналов, аналогичных тем, которые использует человек при восприятии окружающего мира, уметь формировать для себя или по просьбе человека (пользователя) объяснение собственной деятельности, оказывать пользователю помощь за счет тех знаний, которые хранятся в памяти, и тех логических средств рассуждений, которые присущи системе. 3. 43 Профессор Д. А. Поспелов
Виды интеллектуальных систем • Интеллектуальные информационно-поисковые системы (голосовой поиск Google) • Экспертные системы (ЭС) аккумулирует знания, правила и рассуждения опытных специалистов в предметной области (база знаний). Применяются в биологии, медицине, зоология и др. • Расчетно-логические системы позволяют решать управленческие и проектные задачи по их постановкам (описаниям) и исходным данным вне зависимости от сложности математических моделей этих задач • Гибридные интеллектуальные системы - роботизированные системы 3. 44
Интеллектуальные системы Робот-няня Интеллектуальная парковочная система автомобиля Собака робот AIBO Робот e-NUVO преподаватель Робот-пылесос 3. 45
Роботизированные больничные системы 3. 46
9. Медицинская информатика СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! ДО СВИДАНИЯ!
Скачать презентацию КУРС Медицинская информатика Лекция 3 Базовые технологии
Слайды Мединформатика-Лекция 3+ Леч1к Базовые технологии ред2_0.ppt