МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И ПРАВА

INTERNATIONAL INSTITUTE OF ECONOMICS AND LAW

Г.А. Цыганов

ИНФОРМАТИКА

ПЛАН-КОНСПЕКТ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА

Для студентов факультета экономики и управления (Цикл общих математических

и естественно-научных дисциплин)

Москва

Издательство МИЭП2004

2

Автор-составитель канд. физ.-мат. наук, доц. Г.А. Цыганов

Информатика: План-конспект лекционного курса /Автор-составитель Г.А. Цыганов. – М.: МИЭП, 2004. – 132 с.

Курс разработан в соответствии с принятой в МИЭП концептуальной формулой образовательной деятельности. Для студентов факультета экономики и управления. Цикл общих математических и естественно-научных дисциплин.

© Международный институт экономики и права, 2004

3

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время информатика становится одной из ведущих областей человеческой деятельности. Наука и производство, сфера услуг, управление и человеческое общение, быт и досуг – все, что есть в них нового и передового, так или иначе связано с информатикой.

Современная экономика является благодатной почвой для внедрения самых передовых достижений информатики. Рынок продуктов информатики наполнен огромным количеством автоматизированных систем по решению экономических задач. Именно развитие банковских сетей послужило базой развития современных компьютерных сетей локального и глобального характера. Одними из первых систем искусственного интеллекта экспертного типа были и остаются системы в области экономики.

Таким образом, образовательный цикл по всем специальностям экономики немыслим без глубокого знания основ современной информатики и прежде всего без приобретения практических навыков обращения с ее основными продуктами: компьютерами, компьютерными сетями и системами.

Сложность дисциплины «Информатика» заключается в том, что, с одной стороны, она как наука находится в стадии становления и многие ее понятия и концепции еще не достигли строгого классического оформления, с другой – как область индустрии она претерпевает столь бурное развитие, что ознакомление с ее технической основой тоже является определенной проблемой, так что изучение основ информатики и овладение навыками управления информационной техникой – непростая задача.

Целью данного курса является развитие у студентов-экономистов самостоятельного подхода к освоению базовых понятий современной информатики, а также приобретение навыков по освоению компьютерной техники, технологии и программных продуктов общего и специального назначения.

4

ПЛАН-КОНСПЕКТ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА

Тема 1. Основные понятия информатики

Основные вопросы темы1. Понятия «информатика», «информация», «данное» и их взаимосвязь.2. Свойства информации и ее измерение.3. Информатика как наука и отрасль производства.4. Понятие информатизации общества.5. Экономические и правовые аспекты информатики.

1. Термин «информатика» (от фр. informatique) происходит от французских слов information (информация) и automatique (автоматика) и дословно означает «информационная автоматика».

Широко распространен также англоязычный вариант этого термина – «Сomputer science», что означает «наука о технике компьютера».

Инфоpматика – это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации,

а также закономерности и методы ее создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.

В 1978 г. международный научный конгресс официально закрепил за понятием «информатика» области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации – массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

Инфоpматика – научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Ее основные направления:

теоpия инфоpмации, изучающая процессы, связанные с передачей, приемом, преобразованием и хранением информации;

методы искусственного интеллекта, позволяющие создавать программы для решения задач, требующих определенных интеллектуальных усилий при выполнении их человеком

5

(логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);

системный анализ, заключающийся в анализе назначения проектируемой системы и в установлении требований, которым она должна отвечать;

pазpаботка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения; методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа; средства телекоммуникации, в том числе глобальные

компьютерные сети, объединяющие все человечество в единое информационное сообщество;

разнообразные пpиложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

Как любая отрасль человеческой деятельности, которая поставляет свои продукты и услуги на общественный рынок, информатика обладает экономическими показателями и нуждается в правовых нормах и правовой защите. Экономические атрибуты продуктов информатики, выставленных на продажу (товары и услуги), обладают всеми необходимыми свойствами (себестоимость, стоимость, цена и т.п.). Однако информация имеет особый экономический статус в отличие от данных, являющихся носителями информации. Кроме того, следует иметь в виду, что информатика является капиталоемкой отраслью.

Информатика затрагивает широкий круг правовых вопросов. Только в условиях правовой регулируемости всех сторон и участков информационного процесса возможно успешное функционирование информационной технологии. Правовые вопросы возникают как на этапе создания, так и на этапе функционирования автоматизированных информационных систем.

Информатика – быстро развивающаяся отрасль человеческой деятельности: это наука и производство, услуги и быт, образование и досуг, решение задач интеллектуального и духовного развития.

Согласно известному закону Мора, компьютер может «сравниться» с мозгом человека при быстродействии в квадрильоны операций в секунду, однако самые «умные» машины станут просто нашим «программным одеянием».

Вот только несколько подходов к определению понятия «информатика». Информатика – это:

название фундаментальной естественной науки, изучающей проблемы передачи и обработки информации (А.П. Ершов);

6

наука о преобразовании информации, которая базируется на вычислительной технике. Предметом информатики является вычислительная технология как социально-исторический феномен… состав информатики – это три неразрывно связанные составные части: техничес-кие, программные и алгоритмические средства (А.А. Дородницын);

синтетическая дисциплина, которая включает в себя разработку новой технологии научных исследований и проектирования, основанной на использовании ЭВТ, и несколько крупных научных дисциплин, связанных с проблемой общения с машиной и, наконец, с созданием машины (Н.Н. Моисеев);

комплексная научная и технологическая дисциплина, которая изучает прежде всего важнейшие аспекты разработки, проектирования, создания, «встраивания» машинных систем обработки данных, а также их воздействия на жизнь общества (В.С. Михалевич);

наука о проблемах обработки различных видов информации, создании новых видов высокоэффективных ЭВМ, позволяющая предоставлять человеку широкий спектр информационных ресурсов (Э.А. Якубайтис);

наука об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях (Французская академия);

наука, техника и применение машинной обработки, хранения и передачи информации (М. Брой, Германия);

отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах деятельности (СЭС).

Из знакомства с вышеперечисленными определениями можно сделать вывод, что предметом информатики являются общие свойства и структура информации, а также информационная технология.

Но что же тогда такое информация?Термин «информация» происходит от латинского informatio, что

означает разъяснение, осведомление, изложение. С позиций материалистической философии информация есть отражение реального мира. Сообщение – это форма представления информации в виде речи,

7

текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц, различного рода сигналов, а также разнообразных их сочетаний и структур. В широком смысле информация – это понятие, отражающее обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами.

Информация – это знания об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состояниях.

Наряду с информацией в информатике часто употребляется понятие «данные». Покажем, в чем их отличие.

Данные могут рассматриваться как факты и записанные наблюдения, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. Если появляется возможность использовать эти данные для уменьшения неопределенности представлений о чем-либо, данные превращаются в информацию. Поэтому можно утверждать, что информацией являются используемые данные. Все вышесказанное кажется каламбуром. Однако нельзя отрицать, что наряду с материально-вещественной и материально-энергетической составляющей объективной реальности существует еще и третья составляющая, благодаря которой выделяются «познаются» и используются определенные порции первых двух, определяя все многообразие окружающего мира. Эта составляющая и есть информация. Как правило, информационная составляющая проявляется как результат взаимодействия объектов окружающего мира и первоначально представляется как некоторое множество данных – фактов, понятий, может быть, инструкций представленных в условной форме, удобной для передачи, обработки, преобразования и интерпретации различными способами (ручным, механизированным, автоматизированным, автоматическим). Наличие такого множества данных является объективной реальностью. Используя рефлекторные свойства, навыки, опыт, приобретенные знания, объекты окружающего мира пытаются осуществить informatio доступных им данных, и как только в этих данных появляется возможность использования их, эти данные наполняются новым качеством, что делает их информацией. Следовательно, информацию можно понимать как результат разъяснения, осведомления, изложения (informatio) данных до такой степени, пока в этих данных не появится возможность использования их. С точки зрения человеческого общества, информация – это данные, наполненные определенным смыслом в зависимости от принятых условий и соглашений. Например, напишем на листе бумаги десять номеров телефонов в виде последовательности десяти чисел и покажем их знакомому человеку. Он воспримет эти цифры

8

как данные, не имеющие никакого смысла. Однако, если против каждого номера указать название фирмы и сферу ее деятельности, цифры обретут определенность и превратятся из данных в информацию, которую в дальнейшем можно использовать.

Когда возникает потребность в обработке информации с использованием современных программно-технических средств, возникает необходимость ее формализации с применением технических средств, которые в большинстве своем могут манипулировать данными, представленными последовательностями 0 и 1.

Одной из важнейших разновидностей информации является экономическая информация. Ее отличительная черта – связь с процессами управления коллективами людей, организацией. Экономическая информация сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг. Значительная часть ее связана с общественным производством и может быть названа производственной информацией.

Экономическая информация – совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сферах.

Минимальной единицей экономической информации является реквизит. Реквизит описывает определенное свойство экономического объекта, процесса, явления и представляет собой неразрывное единство наименования и значения. Различают реквизиты качественные и количественные. Качественные реквизиты имеют значения, представленные в виде символов. Например: цвет – красный. Здесь цвет – наименование реквизита, красный – значение реквизита. Количественные реквизиты имеют числовые значения, над которыми можно выполнять вычислительные операции. Например: сахар, т – 1000. Здесь сахар, т – наименование реквизита с указанием единицы измерения; 1000 – значение реквизита. В отдельных случаях единицы измерения выделяются в качестве реквизитов. Например: единица измерения – тонны. Здесь «единица измерения» – наименование реквизита, тонны – значение реквизита. Логически состоятельные совокупности реквизитов получили название Составной единицы экономической информации, или СЕИ. Документообразующие СЕИ называются экономическими показателями, или просто показателями. Показатель в своем составе обязательно имеет количественный реквизит, или основание.

9

Реквизиты, СЕИ и показатель являются основой теории экономических информационных систем. Представление экономической информации в виде реквизитов, СЕИ и показателей сыграло решающую роль в появлении и становлении понятия «база данных» как основного понятия для представления данных на машинно-доступных носителях информации.

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

Для потребителя информации очень важной характеристикой является ее адекватность.

Адекватность информации – это определенный уровень соответствия создаваемого с помощью полученной информации образа существующему в действительности объекту, процессу, явлению и т.п.

В реальной жизни вряд ли возможна ситуация, когда можно рассчитывать на полную адекватность информации. Всегда присутствует некоторая степень неопределенности. От степени адекватности информации реальному объекту или процессу зависит правильность принятия человеком решений.

Адекватность информации выражается в трех формах: синтаксической, семантической, прагматической.

Для синтаксической составляющей адекватности информации имеются разработанные меры информации и данных. Одна из них получила название «количество информации» и характеризует степень уменьшения неопределенности системы в результате получения того или иного сообщения. В случае получения полной информации о системе с N-возможными состояниями Шенон предложил оценивать количество информации энтропией системы, равной:

где Рi – вероятность того, что система находится в i-м состоянии.Вторая мера – это объем данных, измеряемый количеством символов

(разрядов) в том или ином сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения объема данных. Так, в двоичной системе счисления единицей измерения является бит (bit – binary digit – двоичный разряд). В современных

10

ЭВМ наряду с минимальной единицей измерения данных «бит» широко используется укрупненная единица измерения «байт», равная восьми бит, а также производные – килобайт, равная 210 байт; мегабайт, равная 220 байт; гигабайт, равная 230 байт и т.д.

Для семантической составляющей адекватности информации наибольшее признание получила тезаурусная мера, которая связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение. Для этого используется понятие «тезаурус пользователя».

Тезаурус – это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.

В зависимости от соотношений между смысловым содержанием информации S и тезаурусом пользователя Sp изменяется количество семантической информации Ic, воспринимаемой пользователем и включаемой им в дальнейшем в свой тезаурус.

Максимальное количество семантической информации Ic потребитель приобретает при согласовании ее смыслового содержания S со своим тезаурусом Sp (Sp = Sp opt), когда поступающая информация понятна пользователю и несет ему ранее не известные (отсутствующие в его тезаурусе) сведения.

Следовательно, количество семантической информации в сообщении, количество новых знаний, получаемых пользователем, являются величиной относительной. Одно и то же сообщение может иметь смысловое содержание для компетентного пользователя и быть бессмысленным (семантический шум) для некомпетентного.

Для прагматической составляющей адекватности информации важна полезность информации (ценность). Эта мера также величина относительная, обусловленная особенностями использования этой информации в той или иной системе. Ценность информации целесообразно измерять в тех же самых единицах (или близких к ним), в которых измеряется целевая функция. Так, в экономической системе прагматические свойства (ценность) информации будет определяться ростом экономического эффекта, достигнутым благодаря использованию этой информации для управления системой.

Достоверность информации определяется ее свойством отражать реально существующие объекты с необходимой точностью. Измеряется достоверность информации доверительной вероятностью необходимой точности, т.е. вероятностью того, что отображаемое информацией

11

значение параметра отличается от истинного значения этого параметра в пределах необходимой точности.

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

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

3. Информатика в широком смысле представляет собой единство разно-образных отраслей науки, достижений техники и производства, связанных с переработкой информации главным образом с помощью компьютеров и теле-коммуникационных средств связи во всех сферах человеческой деятельности.

Информатику в узком смысле можно представить как отрасль, состоящую из трех взаимосвязанных частей – технических средств (hardware), программных средств (software), алгоритмических средств (brainware). В свою очередь, информатику как в целом, так и каждую ее часть обычно рассматривают как отрасль народного хозяйства (производство технических и программных средств, разработка технологий передачи и обработки информации), как фундаментальную науку (разработка методологии создания информационного обеспечения, теория создания информационных систем и технологий) и как прикладную дисциплину (разработка и внедрение информационных систем и технологий в конкретных областях, создание прикладных систем информационных коммуникаций, изучение прикладных информационных процессов).

Специфика и значение информатики как отрасли производства состоят в том, что от нее во многом зависит рост производительности труда в народном хозяйстве. Более того, для нормального развития производственных отраслей производительность труда в самой информатике должна возрастать более высокими темпами, так как в современном обществе информация все чаще выступает как предмет

12

конечного потребления: людям необходима информация о событиях, происходящих в мире, о предметах и явлениях, относящихся к их профессиональной деятельности, о развитии науки и самого общества. Дальнейший рост производительности труда и уровня благосостояния возможен лишь на основе использования новых интеллектуальных средств и человеко-машинных интерфейсов, ориентированных на прием и обработку больших объемов мультимедийной информации (текст, графика, видеоизображение, звук, анимация). При отсутствии достаточных темпов увеличения производительности труда в информатике может произойти существенное замедление роста производительности труда во всем народном хозяйстве. В настоящее время около 50% всех рабочих мест в мире поддерживается средствами обработки информации.

Информатика как фундаментальная наука включает методологию создания информационного обеспечения процессов управления любыми объектами на базе компьютерных информационных систем. Существует мнение, что одна из главных задач этой науки – выяснение, что такое информационные системы, какое место они занимают, какую должны иметь структуру, как функционируют, какие общие закономерности им свойственны. В Европе можно выделить следующие основные научные направления в области информатики: разработка сетевой структуры, компьютерно-интегрированные производства, экономическая и медицинская информатика, информатика социального страхования и окружающей среды, профессиональные информационные системы.

Цель фундаментальных исследований в информатике – получение обобщенных знаний о любых информационных системах, выявление общих закономерностей их построения и функционирования.

Цель информатики как прикладной дисциплины: изучение закономерностей информационных процессов

(накопление, переработка, распространение); создание информационных моделей коммуникаций в различных

областях человеческой деятельности; разработка информационных систем и технологий в конкретных

областях и выработка рекомендаций относительно их жизненного цикла: для этапов проектирования и разработки систем, их производства, функционирования и т.д.

Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.

Задачи информатики:

13

исследование информационных процессов любой природы; разработка информационной техники и создание новейшей

технологии переработки информации на базе полученных результатов исследования информационных процессов;

решение научных и инженерных проблем создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной жизни.

Информатика существует не сама по себе, а является комплексной научно-технической дисциплиной, призванной создавать новую информационную технику и технологии для решения проблем в других областях. Она предоставляет методы и средства исследования другим областям, даже таким, где считается невозможным применение количественных методов из-за неформализуемости процессов и явлений. Особенно следует выделить в информатике методы математического моделирования и распознавания образов, практическая реализация которых стала возможной благодаря достижениям компьютерной техники.

4. Комплекс индустрии информатики станет ведущим в информационном обществе. Тенденция ко все большей информированности в обществе в значительной степени зависит от прогресса информатики как единства науки, техники и производства.

В связи с этим появляется новая концепция развития человеческого общества, концепция информационного общества.

Информационное общество – это общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей ее формы – знаний.

Прогнозируется превращение всего мирового пространства в еди-ное компьютеризированное и информационное сообщество людей. Любое жилище оснащено всевозможными электронными приборами и компьютеризированными устройствами. Деятельность людей будет сосредоточена главным образом на обработке информации, а материальное производство и производство энергии будет возложено на машины.

Ряд ученых выделяют такие черты информационного общества, как: решение проблемы информационного кризиса, обеспечение

приоритета информации по сравнению с другими ресурсами, развитие информационной экономики;

приобретение информационной технологией глобального характера, проникновение ее во все сферы социальной деятельности человека.

14

Ближе всех на пути к информационному обществу стоят страны с развитой информационной индустрией, к числу которых следует отнести США, Японию, Англию, Германию, страны Западной Европы. В этих странах уже давно одним из направлений государственной политики является направление, связанное с инвестициями и поддержкой инноваций в информационную индустрию, в развитие компьютерных систем и телекоммуникаций.

Деятельность отдельных людей, групп, коллективов и организаций сейчас все в большей степени начинает зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Прежде чем предпринять какие-то действия, необходимо провести большую работу по сбору и переработке информации, ее осмыслению и анализу. Отыскание рациональных решений в любой сфере требует обработки больших объемов информации, что подчас невозможно без привлечения специальных технических средств.

Лавинообразное возрастание объема информации особенно стало заметным в середине XX в. Потоки информации хлынули на человека, не давая ему возможности воспринять эту информацию в полной мере. Ориентироваться в информации становилось все труднее. Подчас выгоднее стало создавать новый материальный или интеллектуальный продукт, нежели вести розыск аналога, сделанного ранее. Образование больших потоков информации обусловливается:

чрезвычайно быстрым ростом числа документов, отчетов, диссертаций, докладов и т.п., в которых излагаются результаты научных исследований и опытно-конструкторских работ;

постоянно увеличивающимся числом периодических изданий в разных областях человеческой деятельности;

появлением разнообразных данных (метеорологических, геофизических, медицинских, экономических и др.), записываемых обычно на магнитных лентах и поэтому не попадающих в сферу действия системы коммуникации.

Как результат – наступает информационный кризис (взрыв), который имеет следующие проявления:

а) появляются противоречия между ограниченными возможностями человека в восприятии и переработке информации и существующими мощными потоками и массивами хранящейся информации. Так, например, общая сумма знаний менялась вначале очень медленно, но уже с 1900 г. она удваивалась каждые 50 лет, к 1950 г. удвоение происходило каждые 10 лет, к 1970 г. – уже каждые 5 лет, с 1990 г. – ежегодно;

15

б) существует большое количество избыточной информации, которая затрудняет восприятие полезной для потребителя информации;

в) возникают определенные экономические, политические и другие социальные барьеры, которые препятствуют распространению информации. Например, по причине соблюдения секретности часто необходимой информацией не могут воспользоваться работники разных ведомств.

Эти причины породили весьма парадоксальную ситуацию – в мире накоплен громадный информационный потенциал, но люди не могут им воспользоваться в полном объеме в силу ограниченности своих возможностей. Информационный кризис поставил общество перед необходимостью поиска путей выхода из создавшегося положения. Внедрение ЭВМ, современных средств переработки и передачи информации в различные сферы деятельности послужило началом нового эволюционного процесса, называемого информатизацией, в развитии человеческого общества, находящегося на этапе индустриального развития.

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

Для успешной реализации программы информатизации желательно следовать общим для всего мирового сообщества принципам, которые состоят в следующем:

в отказе от стремления в первую очередь обеспечить экономический рост страны;

необходимости замены экономической структуры, основанной на тяжелой промышленности, структурой, базирующейся на наукоемких отраслях;

признании приоритетного характера информационного сектора. Основой успешного экономического развития становится создание новой инфраструктуры и сектора услуг, способных поддержать национальную экономику;

широком использовании достижений мировой науки и техники; во вложении значительных финансовых средств в

информатизацию, как государственную, так и частную;

16

в объявлении роста благосостояния страны и ее граждан за счет облегчения условий коммуникации и обработки информации главной целью информатизации.

Результатом процесса информатизации является создание информационного общества, где манипулируют не материальными объектами, а символами, идеями, образами, интеллектом, знаниями.

В период перехода к информационному обществу необходимо подготовить человека к быстрому восприятию и обработке больших объемов информации, овладению современными средствами информатизации, методами и технологией работы. Новые условия работы порождают зависимость информированности одного человека от информированности другого. Становится уже недостаточным уметь просто самостоятельно осваивать и накапливать информацию, а следует учиться такой технологии работы с информацией, в результате которой подготавливаются и принимаются решения на основе коллективного знания. Человек должен иметь определенный уровень культуры обращения с информацией. Для отражения этого факта был введен термин «информационная культура».

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

Информационная культура связана с социальной природой человека. Она является продуктом разнообразных творческих способностей человека и проявляется в следующих аспектах:

в конкретных навыках по использованию технических устройств (от телефона до персонального компьютера и компьютерных сетей);

способности использовать в своей деятельности компьютерную информационную технологию, базовой составляющей которой являются многочисленные программные продукты;

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; знании особенностей информационных потоков в своей области

деятельности. Информационная культура вбирает в себя знания из тех наук, которые

способствуют ее развитию и приспособлению к конкретному виду

17

деятельности (кибернетика, информатика, теория информации, математика, теория проектирования баз данных и ряд других дисциплин). Неотъемлемой частью информационной культуры являются знание новой информационной технологии и умение ее применять как для автоматизации рутинных операций, так и в неординарных ситуациях, требующих нетрадиционного творческого подхода.

В информационном обществе необходимо начинать овладевать информационной культурой с детства, сначала с помощью электронных игрушек, а затем привлекая персональный компьютер. Для высших учебных заведений социальным заказом информационного общества следует считать обеспечение уровня информационной культуры студента, необходимой для работы в конкретной сфере деятельности. В процессе привития информационной культуры студенту наряду с изучением теоретических дисциплин информационного направления много времени уделяется компьютерным информационным технологиям, являющимся базовыми составляющими будущей сферы деятельности. Причем качество обучения должно определяться степенью закрепленных устойчивых навыков работы в среде базовых инфор-мационных технологий при решении типовых задач сферы деятельности.

Для информатизации общества необходимы: всеобщая компьютеризация; всемерное развитие средств коммуникаций; всеобщее обучение основам информатики и навыкам владения пере-

довыми информационными технологиями; решение правовых проблем информатики; гармоничное социальное развитие человека и общества.Одним из ключевых понятий процесса информатизации общества стало

понятие «информационные ресурсы». В Федеральном законе «Об информации, информатизации и защите информации» информационные ресурсы трактуются как отдельные документы и массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах). В этих документах и массивах информации в разных формах представлены знания, которыми обладали люди, создававшие их. Таким образом, информационные ресурсы – это знания, подготовленные людьми для использования и зафиксированные на материальном носителе в виде документов, баз данных, баз знаний, алгоритмов, компьютерных программ, а также произведений искусства, литературы, науки.

18

Информационные ресурсы страны, региона, организации должны рассматриваться как стратегические ресурсы, аналогичные по значимости запасам сырья, энергии, ископаемых и прочим ресурсам.

Развитие мировых информационных ресурсов позволило: превратить деятельность по оказанию информационных услуг в гло-

бальную человеческую деятельность; сформировать мировой и внутригосударственный рынок

информационных услуг; образовать всевозможные базы данных ресурсов регионов и

государств, к которым возможен сравнительно недорогой доступ; повысить обоснованность и оперативность принимаемых решений

в фирмах, банках, биржах, промышленности, торговле и т.д. за счет своевременного использования необходимой информации.

Информационные ресурсы являются базой для создания информационных продуктов. Любой информационный продукт отражает информационную модель его производителя и воплощает его собственное представление о конкретной предметной области, для которой он создан. Информационный продукт, являясь результатом интеллектуальной деятельности человека, должен быть зафиксирован на материальном носителе любого физического свойства в виде документов, статей, обзоров, программ, книг и т.д.

5. Экономический фундамент информатики основывается на ее продуктах и услугах.

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

Информационный продукт может распространяться такими же способами, как и любой другой материальный продукт, с помощью услуг.

Услуга – результат непроизводственной деятельности предприятия или лица, направленный на удовлетворение потребности человека или организации в использовании различных продуктов.

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

Информационные услуги возникают только при наличии баз данных в компьютерном или некомпьютерном варианте.

Как и при использовании традиционных видов ресурсов и продуктов, люди должны знать, где находятся информационные ресурсы, сколько они стоят, кто ими владеет, кто в них нуждается, насколько они доступны.

19

Ответы на эти вопросы можно получить, если существует рынок информационных продуктов и услуг.

Рынок информационных продуктов и услуг (информационный рынок) – система экономических, правовых и организационных отношений по торговле продуктами интеллектуального труда на коммерческой основе.

Информационный рынок характеризуется определенной номенклатурой продуктов и услуг, условиями и механизмами их предоставления, ценами. В отличие от торговли обычными товарами, имеющими материально-вещественную форму, здесь в качестве предмета продажи или обмена выступают информационные системы, информационные технологии, лицензии, патенты, товарные знаки, ноу-хау, инженерно-технические услуги, различного рода информация и прочие виды информационных ресурсов.

Основным источником информации для информационного обслуживания в современном обществе являются базы данных.

Поставщиками информационных продуктов и услуг могут быть: центры, где создаются и хранятся базы данных, а также

производятся постоянное накопление и редактирование в них информации;

центры, распределяющие информацию на основе разных баз данных; службы телекоммуникации и передачи данных; специальные службы, куда стекается информация по конкретной

сфере деятельности для ее анализа, обобщения, прогнозирования, например консалтинговые фирмы, банки, биржи;

коммерческие фирмы; информационные брокеры. Потребителями информационных продуктов и услуг могут быть

различные юридические и физические лица, решающие задачи.Совокупность средств, методов и условий, позволяющих

использовать информационные ресурсы, составляет информационный потенциал общества. Это не только весь индустриально-технологический комплекс производства современных средств и методов обработки и передачи информации, но также сеть научно-исследовательских, учебных, административных, коммерческих и других организаций, обеспечивающих информационное обслуживание на базе современной информационной технологии.

В настоящее время в России быстрыми темпами идет формирование рынка информационных продуктов и услуг, важнейшими компонентами которого являются:

20

техническая и технологическая составляющие. Это современное информационное оборудование, мощные компьютеры, развитая компьютерная сеть и соответствующие им технологии переработки информации;

нормативно-правовая составляющая. Это юридические документы: законы, указы, постановления, которые обеспечивают цивилизованные отношения на информационном рынке;

организационная составляющая. Это элементы государственного регулирования взаимодействия производителей и распространителей информационных продуктов и услуг.

В инфраструктуре российского рынка информационных продуктов и услуг можно выделить следующие составляющие:

деловая информация; информация для специалистов; потребительская информация.Деловая информация включает следующие части: 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.

Информация для специалистов включает 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

21

приобретения первоисточников, их получения по межбиблиотечному абонементу в различных формах.

Потребительская информация включает следующие части: 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. Услуги образования включают все формы и ступени образования:

дошкольное, школьное, специальное, среднепрофессиональное, 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.

Информационные продукты и услуги, обеспечивающие информационные системы и средства, включают следующие части:

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.;

22

подготовка источников информации – создание баз данных по заданной теме, области, явлению и т.п.

В сфере экономики информатизация бизнеса охватывает практически все его составляющие:

управление финансами и ведение учета; управление кадрами; материально-техническое снабжение; организацию производства; маркетинговые исследования; лизинговые операции; консультационное обслуживание; страхование имущества и информации; организацию службы информационной безопасности; сервисное обслуживание; коммерцию; куплю-продажу ценных бумаг; комплексное управление предприятием (фирмой). Правовые аспекты информатики включают как правовые отношения

внешнего характера, связанные с защитой продуктов и услуг информатики, так и правовые отношения внутреннего характера, отражающие статус предприятий, организаций и учреждений отрасли и науки информатики, их функционирование и взаимодействие, а также нормативные требования к разработке, созданию и использованию продуктов и услуг информатики.

Развитие рыночных отношений в информационной деятельности поставило вопрос о защите информации и информационных технологий как объекта интеллектуальной собственности и имущественных прав на нее. В Российской Федерации принят ряд указов, постановлений и законов: «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».

Важной стороной правовых аспектов информатики являются правовая поддержка электронного документооборота и придание юридической силы электронному документу.

Подробнее см.: 3, 7, 11, 12.

Тема 2. Основные составляющие информационного процесса и условия его реализации

Основные вопросы темы1. Информационный процесс и его основные составляющие.

23

2. Этапы становления и развития информационного процесса в человеческом обществе.

3. Понятие информационной технологии. 4. Особенности современной информационной технологии.5. Основные виды информационной технологии в экономике.

1. Информационный процесс носит всеобщий характер. Он реализуется практически во всех областях окружающей нас действительности, начиная от бесконечного микромира и кончая бесконечностью космоса, от простейшего живого организма и их сообществ до конкретного человека и высокоразвитых социумов. Однако с развитием материи и социального разума условия протекания информационного процесса постоянно меняются. Появление высокоразвитой информационной техники и социальных форм эффективного ее использования выдвинуло информационный процесс на передний план развития человеческого общества, сделав его одной из ведущих компонент производительных сил. Такие понятия, как информатизация общества, информационное общество, становятся общепринятыми и постоянно изучаемыми.

Взаимодействие пользователя с компьютером является самым важным звеном в современной информационной технологии. Проблема заключается не только в технической части (все больше и больше разнообразного оборудования подключается к компьютеру), но и в программно-технологической части, связанной с представлением данных в компьютере, а также в средствах общения пользователя с компьютером. Наиболее остро эта проблема обозначилась с вводом аудио- (звуковых), а впоследствии и видеоэффектов в компьютерную обработку. Появление мультимедиа в определенной степени решило эту проблему: компьютер стал разговаривать, «понимать» речь, воспроизводить видео, а с буквенно-цифровой и графической информацией он уже давно умел работать. Кроме всего прочего, компьютер «научился» общаться с пользователем в «дружественном» режиме: где подскажет пользователю, а где и сам воспримет подсказку.

Информационный процесс представляет собой комплекс операций, процедур и действий, основными из которых являются:

сбор информации, включающий восприятие, анализ и предварительную подготовку информации;

ввод, преобразование и контроль вводимой информации; накопление информации, включая хранение и актуализацию

информации;

24

поиск и выбор накопленной информации; обработка информации; интерпретация результатов обработки информации, включая пред-

варительный просмотр результатов; выдача результатной информации; использование информации; обмен информацией, включающий различные способы и методы

передачи информации.

2. С появлением человеческого разума условия протекания информационного процесса приобрели революционный характер. Можно четко выделить следующие революционные подвижки в развитии информационного процесса:

появление членораздельной речи (возможность осмысления данных – носителей информации, а тем самым избирательного восприятия смысловой информации);

появление письменности (возможность сохранения информации – центральная функция информационного процесса);

изобретение книгопечатания (возможность широкого распространения информации – передачи информации);

появление электричества, радиосвязи, телефонии, телеграфии (возможность «мгновенной» коммуникационной передачи информации);

изобретение компьютера и компьютерных Web-сетей (возможность разнообразной обработки и интерпретации информации).

Все указанные этапы революционного развития информационного процесса можно рассматривать как периоды становления и развития информационной технологии.

3. Технология в переводе с греческого (techne) означает искусство, мастерство, умение. Под процессом следует понимать определенную совокупность действий, исходящую из заданных начальных условий и направленную на достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализовываться с помощью совокупности различных средств и методов.

В общем плане технология – это комплекс научных и инженерных знаний, воплощенных в способах, приемах труда, наборах материально-вещественных факторов производства, способах их соединения для создания какого-либо продукта или услуги.

25

Известно, что, применяя разные технологии к одному и тому же материальному ресурсу, можно получить разные изделия, продукты. То же самое будет справедливо и для технологии переработки информации.

Информационная технология является наиболее важной составляющей процесса использования информационных ресурсов общества.

К настоящему времени информационная технология прошла несколько этапов, смена которых определялась главным образом развитием научно-техничес-кого прогресса, появлением новых технических средств переработки информации. Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и применение телекоммуникационных средств связи определили новый этап развития информационной технологии и, как следствие, изменение ее названия за счет присоединения одного из синонимов: «новая», «компьютерная» или «современная».

Новая информационная технология – информационная технология с «дружественным» интерфейсом работы пользователя, использующая персональные компьютеры и телекоммуникационные средства.

Выделяют следующие основные принципы новой информационной технологии:

интерактивный (диалоговый) режим общения с компьютером; интегрированность (стыковка, взаимосвязь) программных продуктов; гибкость процесса изменения как данных, так и постановок задач.

4. Особенности современного этапа развития информационной технологии:

электронные способы и методы обработки информации; широкое использование компьютерных телекоммуникаций; наличие широкого спектра общесистемных, инструментальных

и прикладных программных средств; постоянное обновление и пополнение информационных массивов

в виде баз данных и знаний; мультимедийный, гипертекстный характер взаимодействия

пользователя с компьютером как основным средством реализации информационных технологий.

Инструментарий информационной технологии – это один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы с которым позволяет достичь поставленную пользователем цель.

В области экономики в качестве инструментария информационной технологии широко используются: текстовый процессор (редактор),

26

электронные презентации, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари, информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, банковские, для маркетинга, менеджмента и пр.), экспертные системы, системы поддержки принятия решений и т.д.

5. Для области экономики характерны следующие виды информационных технологий:

технология обработки данных; информационно-поисковые технологии; технология управления; технологии поддержки принятия решений; технологии документооборота (офисные технологии); технологии искусственного интеллекта, включая информационные

технологии экспертных систем; интегрированные информационные технологии.Информационная технология обработки данных предназначена для

решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне операционной (исполнительской) деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций управленческого труда. На уровне операционной деятельности решаются следующие задачи:

обработка данных об операциях, производимых фирмой; создание периодических контрольных отчетов о состоянии дел

в фирме; получение ответов на всевозможные текущие запросы и

оформление их в виде бумажных документов или отчетов.Информационно-поисковые технологии, как правило, имеют дело с

неструктурированными документами. Особенностью этих технологий является широкое использование лингвистических средств информатики. Для обеспечения информационно-поискового процесса в массиве неструктурированных документов необходимо для каждого такого документа представить его поисковый образ. Кроме этого, необходимо разработать аппарат формализации запросов, представляемых, как правило, на естественном языке, и удобный пользовательский интерфейс, использующий этот аппарат.

27

Целью информационной технологии управления является удовлетворение информационных потребностей всех без исключения сотрудников предприятия, имеющих дело с принятием решений. Она может быть полезна на любом уровне управления.

Эта технология ориентирована на решение менее структурированных задач, если их сравнивать с задачами, решаемыми с помощью информационной технологии обработки данных.

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

оценка планируемого состояния объекта управления; оценка отклонений от планируемого состояния; выявление причин отклонений; анализ возможных решений и действий.Главной особенностью информационной технологии поддержки

принятия решений является качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой технологии, происходит в результате итерационного процесса, в котором участвуют:

система поддержки принятия решений в роли вычислительного звена и объекта управления;

человек как управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат вычислений на компьютере.

Окончание итерационного процесса происходит по воле человека. В этом случае можно говорить о способности информационной системы совместно с пользователем создавать новую информацию для принятия решений.

Дополнительно к этой особенности информационной технологии поддержки принятия решений можно указать еще ряд ее отличительных характеристик:

ориентация на решение плохо структурированных (формализованных) задач;

сочетание традиционных методов доступа и обработки компьютерных данных с возможностями математических моделей и методами решения задач на их основе;

направленность на непрофессионального пользователя компьютера;

28

высокая адаптивность, обеспечивающая возможность приспосабливаться к особенностям имеющегося технического и программного обеспечения, а также требованиям пользователя.

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

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

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

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

Технология экспертных систем основана на использовании искусственного интеллекта. Экспертные системы дают возможность менеджеру или специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания.

Решение специальных задач требует специальных знаний. Однако не каждая компания может себе позволить держать в своем штате экспертов по всем связанным с ее работой проблемам или даже приглашать их каждый раз, когда проблема возникла. Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость.

29

Основой экспертных технологий являются компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму эвристических правил (эвристик). Эвристики не гарантируют получения оптимального результата с такой же уверенностью, как обычные алгоритмы, используемые для решения задач в рамках технологии поддержки принятия решений. Однако часто они дают в достаточной степени приемлемые решения для их практического использования. Все это делает возможным использовать технологию экспертных систем в качестве советующих систем.

Особенностями технологии экспертных систем являются: принятие решений, превосходящих возможности пользователя; способность экспертных систем пояснять свои рассуждения в про-

цессе получения решения; использование нового компонента информационной технологии –

знаний.Важнейшей особенностью современного этапа развития

информационных технологий является мультимедийный и гипертекстный характер взаимодействия пользователя с этими технологиями. Исторически существует много подходов к определению понятия «мультимедиа», однако наиболее близкими к существу вопроса является наличие следующих свойств:

многосредность; интерактивная компьютерная информационная технология, объе-

диняющая в единый комплекс разные приложения, отличающиеся формой представления данных (средой);

программно-аппаратная среда, обеспечивающая пользовательский интерфейс между компьютером и пользователем на уровне естественных человеческих сред (слуха и звука, включая речь; зрения, включая широкий спектр цветовой гаммы и динамику изображений; механического движения).

Под интерфейсом понимают средства взаимодействия.Подробнее см.: 1, 6–9.

Тема 3. Автоматизированные информационные системы в экономике

Основные вопросы темы1. Понятие системы; автоматизированной информационной системы (АИС).2. Классификация АИС в экономике.3. Структура АИС.4. Виды АИС в экономике.

30

1. Автоматизированные информационные системы представляют собой как бы оболочку, в которую заключены и функционируют конкретные информационные технологии. Понятие системы является одним из важнейших понятий информатики. Системообразующим фактором любых систем является взаимодействие. Именно в результате взаимодействия элементов появляется свойство системы, как целостной совокупности, которое отличается от свойств входящих в нее элементов и связей и от простой суммы их свойств. Это свойство системы получило название эмерджентности. Любые части системы, обладающие свойством эмерджентности, будем называть подсистемами. Часть системы, которая не подлежит делению при данном рассмотрении системы, назовем элементом системы. Появление автоматизированных информационных систем ознаменовало выделение в человеческой деятельности нового направления под названием «Информатика». Само научно-техническое понятие системы возникло в недрах кибернетики, однако сразу было обнаружено, что информационное взаимодействие отдельных элементов практически любой системы является системообразующим фактором, который позволяет так объединить взаимосвязанные элементы (каждый из которых имеет свои индивидуальные характеристики и свойства), что появляется новое свойство (отличное от всех индивидуальных характеристик и свойств элементов), характеризующее всю совокупность единым целостным понятием – «система».

В настоящее время автоматизированные информационные системы являются основным продуктом информатики. Экономика оказалась благодатной сферой человеческой деятельности для внедрения автоматизированных систем различного назначения.

Что же такое система вообще? Поскольку не существует какого-либо общепринятого определения понятия системы, то в качестве такого примем следующее: система – это целостная совокупность элементов любого типа, взаимосвязанных между собой, взаимодействие которых обеспечивает достижение поставленной цели.

Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области.

Информационная система – это взаимосвязанная, взаимодействующая совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

31

2. Функционирование информационной системы основано на использовании информационной технологии. Тип и вид информационной технологии определяет класс информационных систем. Информационная техно-логия может быть ручная, механизированная, автоматизированная, авто-матическая. В соответствии с этим информационные системы могут быть ручными, механизированными, автоматизированными, автоматическими.

Ручные информационные системы характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком.

Механизированные информационные системы характеризуются использованием механических устройств в информационном процессе.

Автоматические информационные системы выполняют все операции по переработке информации без участия человека.

Автоматизированные информационные системы (АИС) предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль отводится компьютеру. В современном толковании в термин «информационная система» вкладывается обязательно понятие автоматизируемой системы.

Современный этап развития информатики характеризуется широким распространением АИС.

Под АИС будем понимать человеко-машинную систему обработки информации, в которой оптимальным образом сочетаются работа автоматических устройств и деятельность человека.

Современное понимание АИС предполагает использование компьютера в качестве основного технического средства переработки информации.

По областям применения АИС классифицируются: на автоматизированные системы организационного управления; автоматизированные системы управления технологическими

процессами (АСУТП); автоматизированные интегрированные (корпоративные)

информационно-управленческие системы (КИС); системы автоматизированного проектирования (САПР).По характеру обработки информации АИС можно классифицировать

следующим образом: автоматизированные информационно-поисковые системы (АИПС); системы поддержки принятия решений (СППР); экспертные системы; информационно-аналитические системы.

32

Автоматизированные системы организационного управления предназначены для автоматизации функций управленческого персонала. Учитывая наиболее широкое применение и разнообразие этого класса систем, часто любые информационные системы понимают именно в данном толковании. К этому классу относятся информационные системы управления как промышленными фирмами, так и непромышленными объектами: гостиницами, банками, торговыми фирмами (АСУП), а также отдельными отраслями народного хозяйства (ОАСУ).

АСУТП служат для автоматизации функций производственного персонала. Они широко используются для поддержания технологического процесса в металлургической и машиностроительной промышленности.

САПР предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов, архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.

КИС используются для автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от проектирования до сбыта продукции. Автоматизированные интегрированные информационно-управленческие системы представляют собой многофункциональный программно-технологический комплекс, охватывающий взаимодействующую совокупность автоматизированных рабочих мест организационного управления и управления технологическими процессами. Под автоматизированным рабочим местом (АРМ) понимается взаимосвязанный комплекс программных, технических, методических, организационных и технологических средств, обеспечивающий решение задач, характерных для конкретного рабочего места.

АИПС производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. Одним из видов АИПС являются информационно-справочные системы, в понятие которых входят: информационный массив определенной предметной области, информационно-поисковый аппарат, техническая база для реализации информационного процесса, пользовательский интерфейс, технологические навыки пользователя работы с системой.

Экспертные системы представляют собой специализированные программные комплексы, аккумулирующие знания высококвалифицированных специалистов и использующие их для решения слабоструктурированных задач. Они обладают высокой степенью интеллекта, так как для них характерна обработка знаний, а не данных.

33

СППР – это человеко-машинная система, в которой используются данные и знания объективного и субъективного характера с целью решения слабоструктурированных (плохо формализованных) задач менеджмента и маркетинга. В этих системах широко используются модельные задачи.

Информационно-аналитические системы обладают мощным математическим аппаратом, позволяющим проводить всесторонний анализ результатов деятельности предприятия и осуществлять прогноз на базе этого анализа.

При создании или при классификации информационных систем неизбежно возникают проблемы, связанные с формальным – математическим и алгоритмическим описанием решаемых задач. От степени формализации во многом зависят эффективность работы всей системы, а также уровень автоматизации, определяемый степенью участия человека при принятии решения на основе получаемой информации.

Чем точнее математическое описание задачи, тем выше возможности компьютерной обработки данных и тем меньше степень участия человека в процессе ее решения. Это и определяет степень автоматизации задачи.

Различают три типа задач, для которых создаются информационные системы: структурированные (формализуемые), неструктурированные (неформализуемые) и частично структурированные.

Функциональный признак определяет назначение подсистемы, а также ее основные цели, задачи и функции. Структура информационной системы может быть представлена как совокупность ее функциональных подсистем, а функциональный признак может быть использован при классификации информационных систем.

В хозяйственной практике производственных и коммерческих объектов типовыми видами деятельности, которые определяют функциональный признак классификации информационных систем, являются: производственная, маркетинговая, финансовая, кадровая.

3. Структура информационной системы может быть представлена совокупностью отдельных ее частей, называемых подсистемами.

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

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

34

системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем.

Среди обеспечивающих подсистем выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.

Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.

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

Для создания информационного обеспечения необходимы: ясное понимание целей, задач, функций всей системы управления

организацией; выявление движения информации от момента возникновения и до ее

использования на различных уровнях управления, представленной для анализа в виде схем информационных потоков;

совершенствование системы документооборота; наличие и использование системы классификации и кодирования; владение методологией создания концептуальных информационно-

логических моделей, отражающих взаимосвязь информации; создание массивов информации на машинных носителях, что требует

наличия современного технического обеспечения.Техническое обеспечение АИС – комплекс технических средств,

предназначенных 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.Документацией оформляются предварительный выбор технических

средств, организация их эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение. Документацию можно условно разделить на три группы:

35

общесистемную, включающую государственные и отраслевые стандарты по техническому обеспечению;

специализированную, содержащую комплекс методик по всем этапам разработки технического обеспечения;

нормативно-справочную, используемую при выполнении расчетов по техническому обеспечению.

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

К средствам математического обеспечения относятся: средства моделирования процессов управления; типовые задачи управления; методы математического программирования, математической

статистики, теории массового обслуживания и др.В состав программного обеспечения входят общесистемные и

специальные программные продукты, а также техническая документация.К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы

программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.

Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-матема-тическую модель задачи, контрольные примеры.

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

Организационное обеспечение реализует следующие функции: анализ существующей системы управления организацией, где будет

использоваться АИС, и выявление задач, подлежащих автоматизации;

36

подготовку задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование АИС и технико-экономическое обоснование ее эффективности;

разработку управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности системы управления.

Организационное обеспечение создается по результатам предпроект-ного обследования на первом этапе построения баз данных.

Правовое обеспечение АИС – совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.

В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти. В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой информационной системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.

Правовое обеспечение этапов разработки информационной системы включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика и правовым регулированием отклонений от договора.

Правовое обеспечение этапов функционирования информационной системы включает:

статус информационной системы; права, обязанности и ответственность персонала; правовые положения отдельных видов процесса управления; порядок создания и использования информации и др.

4. В настоящее время трудно представить предприятие, организацию, учреждение, в которых не использовалась бы информация по правовым вопросам. С нормативными правовыми документами работают не только юристы. Руководители и специалисты обращаются к законодательным актам при ведении бухгалтерии и делопроизводства, при управлении кадрами, организации и планировании производства и бизнеса. Законы регулируют все области человеческой деятельности.

С другой стороны, на данном этапе развития Российского государства законотворческая активность настолько велика, что только за один месяц принимается до тысячи законодательных документов и еще больше

37

различных изменений в действующих законодательных актах. Чтобы не оказаться в плену устаревшей информации, не совершить дорогостоящих ошибок, необходимо иметь надежный инструмент для решения правовых вопросов. Именно этим обусловливается появление на рынке компьютерных услуг большого количества справочных правовых систем («Консультант Плюс», «Гарант», «ЮСИС», «Кодекс» и др.).

Хозяйственная деятельность предприятия, организации, учреждения весьма разнообразна, однако для всех видов деятельности характерны стоимостная оценка, учет и контроль. Поэтому одной из важнейших форм управления хозяйственной деятельностью любого предприятия является управление его финансово-денежной деятельностью через бухгалтерский учет.

Автоматизированные системы бухгалтерского учета буквально заполонили рынок компьютерных услуг. Здесь можно встретить системы-конструкторы управления деятельностью предприятия любого уровня, системы бухгалтерского учета для малых, средних и крупных предприятий, корпоративные системы финансового учета, отдельные пакеты прикладных программ финансового анализа деятельности предприятия и просто специальные пакеты прикладных программ.

Автоматизированные системы бухгалтерского учета относятся к системам, имеющим дело с совокупностью строго регламентированных человеко-машинных операций, выполняемых в определенной последовательности, начиная с момента создания первичного документа и заканчивая составлением сводной финансовой отчетности.

Современный этап развития автоматизированных систем учета и анализа финансовой деятельности предприятия характеризуется ориентацией на локальную сетевую обработку данных бухгалтерского учета, а в случае корпоративных систем ориентация осуществляется на глобальные компьютерные сети.

В качестве примера можно указать такие АИС бухгалтерского и финансового учета, как: «1С-бухгалтерия», «Инфо-бухгалтер», «Парус», «Комтек», «Инотек-бухгалтер» и др.

Ни одно предприятие, организация, учреждение не может обойтись без кадровой службы, характерной особенностью которой является четкое соблюдение нормативно-правовой базы трудового законодательства. Переход на контрактную систему организации труда в еще большей степени требует четкого ведения и слежения за соблюдением условий и норм организации труда. Значительный объем рабочего времени кадровой службы тратится на составление и ведение кадровых документов и их архива. В отдельных случаях, особенно это характерно для малых предприятий, кадровая служба ведется совместно с другими трудовыми обязанностями.

38

Все это явилось причиной появления на рынке компьютерных услуг автоматизированных систем управления персоналом – автоматизированных систем учета кадров. Значительный интерес представляют системы, которые наряду с традиционными функциями кадрового учета и ведения баз данных по кадровому составу обладают возможностями автоматизированного составления кадровых документов по выверенным шаблонам в соот-ветствии с нормами трудового законодательства. Одной из таких систем является компьютерная система «Кадры и трудовые контракты», разработанная ТОО «Паритет Софт», «Управление персоналом» фирмы «Инфософт».

В последнее время большое внимание уделяется созданию и внедрению корпоративных (комплексных) информационных систем, практически все сайты Интернет, посвященные созданию АИС, предлагают свои услуги в этом направлении. «Галактика», «Флагман», «Сфера», «Лагуна», «Парус» – это небольшой перечень широко известных КИС.

Подробнее см.: 1, 2, 4, 6–8.

Тема 4. Информационное моделирование и информационные модели

Основные вопросы темы1. Понятие информационной модели. Особенности информационного

моделирования.2. Этапы построения информационных моделей.3. Понятие формализации. Инструментарий информационного

моделирования.4. Понятие эргономики.

1. Модель – исходное понятие информатики. Модель – это образ, аналог оригинала, но построенный средствами и методами, отличными от оригинала. Модели бывают натурные и идеальные. В натурных моделях средством построения модели являются натуральные элементы природы. Сред-ством построения идеальных моделей служит абстракция: мысль, сим-вольная конструкция, математическая структура, информация. В зависимости от «материала», используемого для построения идеальных моделей, они могут быть мыслительными, символьными, математическими, информационными, гибридными (т.е. сочетающими различные средства построения.

39

Информационная модель – это модель, построенная с использованием данных и информации с применением средств информатики (информационно-вычислительной техники, алгоритмов и программ).

Процесс создания и использования моделей называется моделированием. Моделирование возникло как метод научного исследования. Оно используется в случаях, когда исследуемый объект недоступен, или непосредственное изучение объекта сопряжено с риском для жизни, или сложный исследуемый объект нельзя расчленить для изучения его без разрушения объекта. Появление мощных компьютеров, развитых средств телекоммуникаций, высокоразвитого программного обеспечения, эксплуатация которых стала доступной широкому кругу пользователей, сделало информационное моделирование наиболее универсальным, гибким, объединяющим практически все разновидности идеальных моделей. Кроме этого, информационное моделирование изменило статус самого моделирования как метода научного исследования. Появляются информационные модели, которые становятся орудием, инструментарием, средством труда. Среди них такие продукты информатики, как текстовые редакторы, электронные таблицы, электронные презентации. Достижения современной информатики проявляют в тенденции практически неограниченные возможности информационного моделирования. Информационное моделирование проникает во все области человеческой деятель-ности и бытия. Построение модели начинается с постановки задачи. Успеш-ная постановка задачи – это более 60%успеха построения адекватной модели.

2. Построение информационной модели включает следующие этапы: постановка задачи; структуризация и параметризация объекта моделирования

(декомпозиция); синтез модели; опробование модели; функционирование модели.Постановка задачи – это точная формулировка решения задачи

на компьютере с описанием входной и выходной информации.Постановка задачи – обобщенный термин, который означает

определенность содержательной стороны обработки данных. Постановка задачи связана с конкретизацией основных параметров ее реализации, определением источников и структурой входной и выходной информации, востребуемой пользователем.

40

К основным характеристикам функциональных задач, уточняемым в процессе ее формализованной постановки, относятся:

цель или назначение задачи, ее место и связи с другими задачами; условия решения задачи с использованием средств

вычислительной техники; содержание функций обработки входной информации при

решении задачи; требования к периодичности решения задачи; ограничения по срокам и точности выходной информации; состав и форма представления выходной информации; источники входной информации для решения задачи; пользователи задачи (кто осуществляет ее решение и пользуется

результатами решения).Выходная информация по задаче может быть представлена в виде

документа типа листинга или машинограммы, сформированных кадров – видеограммы на экране монитора файла базы данных, выходного сигнала устройства управления.

Входная информация по задаче определяется как данные, поступающие на вход задачи и используемые для ее решения. Входной информацией служат первичные данные документов ручного заполнения, информация, хранимая в файлах базы данных (результаты решения других задач, нормативно-справочная информация – классификаторы, кодификаторы, справочники), входные сигналы отдатчиков.

Обычно постановка задач выполняется в едином комплексе работ по созданию структуры внутри машинной базы данных, проектированию форм и маршрутов движения документов, изменению организации управления в рамках предметной области.

Этап структуризации и параметризации объекта моделирования заключается в формальном разбиении объекта на отдельные части с учетом их взаимосвязи и взаимодействия, т.е. на этом этапе осуществляется декомпозиция моделируемого объекта. Разбиение осуществляется до той степени, пока каждая отдельная часть моделируемого объекта не будет описана формальными параметрами с достаточной полнотой, а процессы функционирования отдельных частей и процессы их взаимодействия не будут представлены определенными формальными зависимостями.

Этап синтеза модели, собственно построение самой модели, заключается в составлении единого параметрического описания моделируемого объекта с учетом многообразных зависимостей между различными параметрами, обеспечивающего достижение поставленной

41

цели и соответствия определенным критериям. В большинстве случаев информационная модель представляет сложную многокритериальную оптимизационную задачу с большими объемами и потоками информации.

Достижение цели информационного моделирования оценивается на этапе опробования модели. На этом этапе оценивается адекватность информационной модели моделируемому объекту. Под адекватностью понимается степень соответствия построенной информационной модели моделируемому объекту или процессу.

Указанные выше этапы информационного моделирования динамически связаны между собой. На каждом из перечисленных этапов возможен возврат на любой из предыдущих до тех пор, пока не будет достигнута требуемая адекватность модели моделируемому объекту или процессу. Возможен отрицательный исход моделирования, когда в рамках предоставленных условий не удается достичь необходимой адекватности модели моделируемому объекту или процессу.

Этап функционирования информационной модели начинается с момента принятия модели в эксплуатацию в случае, если построенная модель признана адекватной на этапе ее опытной апробации.

3. Важнейшее значение в информационном моделировании имеет формализация как информационных объектов, так и действий над ними. Формализация начинается с возможности параметризации и сопоставления объектов и процессов.

Назовем процедуру (операцию) формализованной, если она определена и однозначно понимаема (человеком, вычислительной машиной, другим техническим устройством).

Обычно формализация предполагает возможность многократного повторения процедуры (неуникальность), пригодность ее для некоторого множества исходных данных (вариантность входов), возможность фиксации последовательности действий на каком-либо носителе для хранения, передачи, тиражирования.

Назовем процедуру (операцию) неформализованной, если она производится с использованием интуиции человека, т.е. с неполным осознанием аргументов и приемов выбора действия.

В качестве примера формализованной операции можно рассмотреть работу программы на ЭВМ, в то же время составление новой программы может быть примером неформализованной операции.

42

4. Информационное моделирование на современном этапе развития информатики невозможно без привлечения технических средств, прежде всего компьютеров и средств телекоммуникаций, без использования программ и алгоритмов, а также обеспечения условий применения указанных средств на конкретном рабочем месте, т.е. достижений науки под названием эргономика.

Эргономика – это наука, изучающая взаимодействие человека и машины в конкретных условиях производственной деятельности с целью рациона-лизации производства.

Требования эргономики состоят: в оптимальном распределении функций в системе «человек–машина»; рациональной организации рабочего места; соответствии технических средств психофизиологическим, биомеха-

ническим и антропологическим требованиям; создании оптимальных для жизнедеятельности и

работоспособности человека показателей производственной среды; обязательном соблюдении санитарно-гигиенических требований

к условиям труда.Подробнее см.: 3, 5, 7.

Тема 5. Алгоритмизация и программирование – инструментарий информатики

Основные вопросы темы1. Алгоритмизация и программирование – основа информатики.2. Классификация программных продуктов.3. Инструментарий и методы программирования.4. Типы программных продуктов по характеру создания и использования.

1. Алгоритмизация является одним из основных инструментариев информационной технологии. Существуют Государственные стандарты по алгоритмизации и среди них – стандарт по описанию алгоритма. Они позволяют составлять унифицированные алгоритмы и применять элементы автоматизации процессов алгоритмизации и программирования, используя соответствующие формализованные языки и готовые алгоритмы.

Алгоритмизация информационных процессов немыслима без наведения порядка в языковых средствах общения. Здесь существенную роль играет лингвистическое обеспечение – средство формализации естествен-ного языка.

43

Процесс программирования задачи, а именно составление взаимоувязанной системы программных модулей, или, как иногда говорят, пакетов прикладных программ (ППП), является одним из самых трудоемких при создании информационной технологии. Чаще всего используются имеющиеся в обращении готовые программные изделия и настраиваемые интерактивные программные оболочки. При этом осуществляется настройка программного изделия на конкретные информационные структуры и потоки – обучение системы. В перспективных программных оболочках процесс настройки-обучения системы автоматизирован до уровня вариантной интерактивной подсказки и встроенных метаязыковых средств, включающих в себя одновременно средства автоматизации алгоритмизирования и программирования.

На этапе программирования также возможен возврат к этапу постановки задачи в смысле ее уточнения. В настоящее время в области программирования и требований к программам и программным системам проведена достаточно широкая и глубокая стандартизация на международном и национальном уровнях.

Алгоритм относится к фундаментальным понятиям информатики. На понятии алгоритма построены все основные принципы составления программ для вычислительных машин.

Алгоритм – это точное предписание выполнения вычислительного процесса от варьируемых исходных данных к искомому результату.

Алгоритм – это система точно сформулированных правил, определяющая процесс преобразования допустимых исходных данных (входной информации) в желаемый результат (выходную информацию) за конечное число шагов.

Алгоритм решения задачи имеет ряд обязательных свойств: дискретность – разбиение процесса обработки информации на более

простые этапы (шаги выполнения); определенность – однозначность выполнения каждого отдельного

шага преобразования информации; результативность – конечность действий алгоритма решения задач,

позволяющая получить желаемый результат при допустимых исходных данных за конечное число шагов;

массовость – пригодность алгоритма для решения определенного класса задач.

В алгоритме отражаются логика и способ формирования результатов решения с указанием необходимых расчетных формул, логических условий, соотношений для контроля достоверности выходных результатов.

44

В алгоритме обязательно должны быть предусмотрены все ситуации, которые могут возникнуть в процессе решения комплекса задач.

Алгоритм решения комплекса задач и его программная реализация тесно взаимосвязаны. Специфика применяемых методов проектирования алгоритмов и используемых при этом инструментальных средств разработки программ может повлиять на форму представления и содержание алгоритма обработки данных.

Процесс создания алгоритмов называется алгоритмизацией.Для описания алгоритмов используются графические методы в виде

блок-схем, или структурированная текстовая запись с использованием псевдокода. Достоинство блок-схемы – ее безусловная наглядность. Однако блок-схемы приходится рисовать, а не записывать. Самое неприятное – это внесение изменений и исправлений в блок-схемы, требующее перерисовки рамок и стрелок, а иногда и всей блок-схемы. Еще более сложно искать ошибки в запутанных блок-схемах. Однако язык блок-схем определяется отечественными стандартами документирования алгоритмов и программ.

Достоинство структурированной записи алгоритмов заключается в простоте их чтения и ввода с экрана ЭВМ. По форме они могут просто совпадать с записью программ, а разница между ними в том, что алгоритмы записываются на родном языке, понятном широкому кругу людей, а программы – на языке программирования, понятном компьютерам.

Следующее достоинство структурированной записи – это простота внесения исправлений и изменений с использованием даже простейших редакторов текстов.

По этим причинам за рубежом блок-схемы не используются ни для документирования, ни для обучения, а все современные языки программирования построены на принципах структурной записи текстов.

Программа – это непрерывная последовательность кодов, которые воспринимаются процессором как команды и выполняются.

2. Программные продукты можно классифицировать по различным признакам. Рассмотрим классификацию, в которой основополагающим признаком является область использования программных продуктов, а именно:

аппаратная часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ; функциональные задачи различных предметных областей; технология разработки программ.В соответствии с этим выделяются три класса программных продуктов: системное программное обеспечение; пакеты прикладных программ;

45

инструментарий технологии программирования.Системное программное обеспечение направлено: на создание операционной среды функционирования других

программ; обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера

и вычислительной сети; проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера

и вычислительных сетей; выполнение вспомогательных технологических процессов

(копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Системное программное обеспечение тесно связано с типом компьютера и является его неотъемлемой частью. Программные продукты в основном ориентированы на квалифицированных пользователей – профессионалов в компьютерной области: системного программиста, администратора сети, прикладного программиста, оператора. Однако знание базовой технологии работы с этим классом программных продуктов требуется и конечным пользователям персонального компьютера, которые самостоятельно не только работают со своими программами, но и выполняют обслуживание компьютера, программ и данных.

Программные продукты данного класса носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области. К ним предъявляются высокие требования по надежности и технологичности работы, удобству и эффективности использования.

Пакеты прикладных программ (ППП) служат программным инструментарием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом программных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.

Установка программных продуктов на компьютер выполняется квалифицированными пользователями, а непосредственную их эксплуатацию осуществляют, как правило, конечные пользователи – потребители информации, деятельность которых во многих случаях весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Пакет прикладных программ – это комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

46

Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами программиста. Программные продукты данного класса поддерживают все техно-логические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования являются системные и прикладные программисты.

Инструментарий технологии программирования – совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов.

3. Ядро системного программного обеспечения составляет базовое программное обеспечение, представляющее минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

В базовое программное обеспечение входят: операционная система; операционные оболочки (текстовые и графические); сетевая операционная система.Операционная система предназначена для: начального запуска компьютера; контроля и диагностики всех основных частей и ресурсов

компьютера; управления вычислительным процессом и ресурсами ЭВМ; обеспечения общения пользователя с компьютером посредством

набора пользовательских команд. Операционная система – это главная программа, управляющая работой

компьютера в целом. На персональных компьютерах типа IBM PC используются в основном операционные системы MS DOS и Windows, UNIX, LINUX. В персональных компьютерах Macintosh применяется операционная система OS/7.

Операционная система Windows – это наиболее современная и удобная операционная система для старших моделей персональных компьютеров IBM PC с оперативной памятью более 2 Мбайт и памятью на жестких дисках не менее 80 Мбайт.

На персональных компьютерах IBM PC используется несколько версий операционной системы Windows, как то: Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 и Windows XP, отличающихся своими функциями и возможностями.

47

Сетевые операционные системы (ОС) – комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых услуг (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES, Windows NT, Win-dows 95.

Они оцениваются по комплексу критериев: производительность, разнообразие возможностей связи пользователей, возможности администрирования.

Операционная система Windows NT является многозадачной, предназначенной для архитектуры клиент-сервер и использования различных протоколов транспортного уровня сетевой операционной системы, имеет 32-разрядную архитектуру и обеспечивает функции локальной сети:

возможность каждой абонентской системы в сети быть сервером или клиентом;

совместную работу группы пользователей – адресацию оперативной и внешней памяти большого размера;

многозадачность и многопоточность обработки данных; поддержку мультипроцессорной обработки и др.Операционные оболочки – это специальные программы,

предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.

Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.

Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор сервисных, дополнительно устанавливаемых программ, которые можно классифицировать по функциональному признаку следующим образом:

программы диагностики работоспособности компьютера; антивирусные программы, обеспечивающие защиту компьютера,

обнаружение и восстановление зараженных файлов;

48

программы обслуживания дисков, обеспечивающие проверку качества поверхности магнитного диска, контроль сохранности файловой системы на логическом и физическом уровнях, сжатие дисков, создание страховых копий дисков, резервирование данных на внешних носителях и др.;

программы архивирования данных, которые обеспечивают процесс сжатия информации в файлах с целью уменьшения объема памяти для ее хранения;

программы обслуживания сети.Эти программы часто называются утилитами.Утилиты – программы, служащие для выполнения вспомогательных

операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики, тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т.п.).

Класс прикладных программных средств наиболее представителен, что обусловлено прежде всего широким применением средств компьютерной техники во всех сферах деятельности человека, созданием автоматизированных информационных систем различных предметных областей.

Типовые представители прикладного программного обеспечения в области экономики представлены проблемно-ориентированными ППП – это самый представительный класс программных продуктов, в него входят:

ППП:а) автоматизированного бухгалтерского учета;б) финансовой деятельности;в) управления персоналом (кадровый учет);г) управления материальными запасами;д) управления производством; банковские информационные системы; корпоративные информационные системы; системы поддержки принятия решения; экспертные системы.Основные направления в развитии проблемно-ориентированных

программных средств включают: создание программных комплексов в виде автоматизированных

рабочих мест (АРМ) управленческого персонала;

49

создание интегрированных систем управления предметной областью на базе вычислительных сетей, объединяющих АРМ в единый программный комплекс с архитектурой клиент-сервер;

организация данных больших информационных систем в виде распределенной базы данных на сети ЭВМ;

наличие простых языковых средств конечного пользователя для запросов к базе данных;

настройка функций обработки силами конечных пользователей (без участия программистов);

защита программ и данных от несанкционированного доступа (парольная защита на уровне функций, режимов работы, данных).

Наиболее важно для данного класса программных продуктов создание дружественного интерфейса для конечных пользователей.

ППП автоматизированного проектирования предназначены для поддержания работы конструкторов и технологов, связанных с разработкой чертежей, схем, диаграмм, графическим моделированием и конструированием, созданием библиотеки стандартных элементов (темплетов) чертежей и их многократным использованием, созданием демонстрационных иллюстраций и мультфильмов.

Отличительной особенностью этого класса программных продуктов являются высокие требования к технической части системы обработки данных, наличие библиотек встроенных функций, объектов, интерфейсов с графическими системами и базами данных.

ППП общего назначения – это программные продукты, поддерживающие преимущественно информационные технологии конечных пользователей. Они включают:

системы управления базами данных (СУБД); текстовые процессоры; табличные процессоры; средства электронных презентаций; интегрированные пакеты, представляющие набор нескольких

программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые информационные технологии, реализованные на общей вычислительной и операционной платформе;

программы – переводчики, средства проверки орфографии и распознавания текста;

органайзеры (планировщики) – программное обеспечение для планирования рабочего времени, составления протоколов встреч, расписаний, ведения записной и телефонной книжек;

50

ППП электронной почты; настольные издательские системы, обеспечивающие

информационную технологию компьютерной издательской деятельности;

программные продукты мультимедиа; системы искусственного интеллекта.Программирование – теоретическая и практическая деятельность,

связанная с созданием программ.Программирование является собирательным понятием и может

рассматриваться и как наука, и как искусство, на этом основан научно-практический подход к разработке программ.

Программа – результат интеллектуального труда, для которого характерно творчество, а оно, как известно, не имеет четких границ. В любой программе присутствует индивидуальность ее разработчика, программа отражает определенную степень искусства программиста. Вместе с тем программирование предполагает и рутинные работы, которые могут и должны иметь строгий регламент выполнения и соответствовать стандартам.

Программирование базируется на комплексе научных дисциплин, направленных на исследование, разработку и применение методов и средств разработки программ (специализированного инструментария создания программ). При разработке программ используются ресурсоемкие и наукоемкие технологии, высококвалифицированный интеллектуальный труд.

Программирование – это развитая отрасль хозяйственной деятельности, связанная со значительными затратами материальных, трудовых и финансовых ресурсов. По данным зарубежных источников, в середине 90-х гг. в мире было занято программированием до 2% трудоспособного населения. Совокупный оборот в сфере создания программных средств достигает нескольких сот миллиардов долларов в год.

В связи с ростом потребности в разнообразных программах обработки данных весьма актуален вопрос применения эффективных технологий программирования и их перевода на промышленную основу. Это означает:

стандартизованность, тиражируемость и воспроизведение различными разработчиками методов программирования;

внедрение прогрессивных инструментальных средств разработки программ;

использование специальных методов и приемов организации работ по разработке программ.

51

В настоящее время бурно развивается направление, связанное с технологией создания программных продуктов. Это обусловлено переходом на промышленную технологию производства программ, стремлением к сокращению сроков, трудовых и материальных затрат на производство и эксплуатацию программ, обеспечению гарантированного уровня их качества. Это направление часто называют программотехникой. Программотехника – технология разработки, отладки, верификации и внедрения программного обеспечения. Инструментарий технологии программирования – программные продукты поддержки (обеспечения) технологии программирования.

В рамках этих направлений сформировались следующие группы программных продуктов:

средства для создания приложений, включающие: локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ, и интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;

СASE-технология (Computer-Aided System Engineering), представляющая методы анализа, проектирования и создания программных систем и предназначенная дли автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем.

Средства для создания приложений – совокупность языков и систем программирования, а также различные программные комплексы для отладки и поддержки создаваемых программ.

Локальные средства разработки программ включают языки и системы программирования, а также инструментальную среду пользователя.

Язык программирования – формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере.

Языки программирования, если в качестве признака классификации взять синтаксис образования его конструкций, можно условно разделить на классы:

машинные языки – языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды);

машинно-ориентированные языки – языки программирования, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблеры);

52

алгоритмические языки – не зависящие от архитектуры компьютера языки программирования для отражения структуры алгоритма (Паскаль, Фортран, Бейсик и др.);

процедурно-ориентированные языки – языки программирования, где имеется возможность описания программы как совокупности процедур (подпрограмм);

проблемно-ориентированные языки – языки программирования, предназначенные для решения задач определенного класса (Лисп, РПГ, Симула и др.);

интегрированные системы программирования.Другой классификацией языков программирования является их

деление на языки, ориентированные на реализацию основ структурного программирования, и объектно-ориентированные языки, поддерживающие понятие объектов и их свойств и методов обработки. Программа, подготовленная на языке программирования, проходит этап трансляции, тогда происходит преобразование исходного кода программы в объектный код, который далее пригоден к обработке редактором связей. Редактор связей – специальная программа, обеспечивающая построение загрузочного модуля, пригодного к выполнению.

Трансляция может выполняться с использованием средств компиляторов или интерпретаторов. Компиляторы транслируют всю программу, но без ее выполнения. Интерпретаторы, в отличие от компиляторов, выполняют пооператорную обработку и выполнение программы.

Существуют специальные программы, предназначенные для трассировки и анализа выполнения других программ, так называемые отладчики. Лучшие отладчики позволяют осуществить трассировку (отслеживание выполнения программы в пооператорном варианте), идентификацию места и вида ошибок в программе, «наблюдение» за изменением значений переменных, выражений и т.п. Для отладки и тестирования правильности работы программ создается база данных контрольного примера.

Системы программирования включают: компилятор; интегрированную среду разработчика программ; отладчик; средства оптимизации кода программ; набор библиотек (возможно с исходными текстами программ); редактор связей;

53

сервисные средства (утилиты) для работы с библиотеками, текстовыми и двоичными файлами;

справочные системы; документатор исходного кода программы; систему поддержки и управления проектом программного

комплекса.Средства поддержки проектов, как новый класс программного

обеспечения, предназначены для: отслеживания изменений, выполненных разработчиками программ; поддержки версий программы с автоматической разноской

изменений; получения статистики о ходе работ проекта.Инструментальная среда представлена специальными средствами,

встроенными в пакеты прикладных программ, такими, как: библиотека функций, процедур, объектов и методов обработки; макрокоманды; клавишные макросы; языковые макросы; программные модули-вставки; конструкторы экранных форм и отчетов; генераторы приложений; языки запросов высокого уровня; языки манипулирования данными; конструкторы меню и многое другое.Средства отладки и тестирования программ предназначены для

подготовки разработанной программы к промышленной эксплуатации.Интегрированные среды разработки программ. Дальнейшим

развитием локальных средств разработки программ, которые объединяют набор средств для комплексного применения на всех технологических этапах создания программ, являются интегрированные программные среды разработчиков. Основное назначение инструментария данного вида – повышение производительности труда программистов, автоматизация создания кодов программ, обеспечивающих интерфейс пользователя графического типа, разработка приложений для архитектуры клиент-сервер, запросов и отчетов.

CASE-технология создания информационных систем. Средства CASE-технологии – сформировавшееся на рубеже 80-х гг. направление. Массовое применение затруднено крайне высокой стоимостью и предъявляемыми требованиями к оборудованию рабочего места разработчика.

54

CASE-технология – программный комплекс, автоматизирующий весь технологический процесс анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных программных систем.

Средства CASE-технологий делятся на две группы: встроенные в систему реализации – все решения по

проектированию и реализации привязаны к выбранной системе управления базами данных (СУБД);

независимые от системы реализации – все решения по проектированию ориентированы на унификацию начальных этапов жизненного цикла и средств их документирования, обеспечивают большую гибкость в выборе средств реализации.

Основное достоинство CASE-технологии – поддержка коллективной работы над проектом за счет возможности работы в локальной сети разработчиков, экспорта/импорта любых фрагментов проекта, организационного управления проектом.

Некоторые CASE-технологии ориентированы только на системных проектировщиков и предоставляют специальные графические средства для изображения различного вида моделей:

диаграмму потоков данных (DFD – data flow diagrams) совместно со словарями данных и спецификациями процессов;

диаграмму «сущность-связь» (ERD – entity relationship diagrams), являющуюся инфологической моделью предметной области (см. гл. 15);

диаграмму переходов состояний (STD – state transition diagrams), учитывающую события и реакцию на них системы обработки данных.

Диаграмма DFD устанавливает связь источников информации с потребителями, выделяет логические функции (процессы) преобразования информации, определяет группы элементов данных и их хранилища (базы данных).

Описание структуры потоков данных, определение их компонентов хранятся в актуальном состоянии в словаре данных, который выступает как база данных проекта. Каждая логическая функция может детализироваться с помощью DFD нижнего уровня согласно методам нисходящего проектирования.

Выполняются автоматизированное проектирование спецификаций программ (задание основных характеристик для разработки программ) и ведение словаря данных.

55

Другой класс CASE-технологий поддерживает только разработку программ, включая:

автоматическую генерацию кодов программ на основании их спецификаций;

проверку корректности описания моделей данных и схем потоков данных;

документирование программ согласно принятым стандартам и актуальному состоянию проекта;

тестирование и отладку программ.Кодогенерация программ выполняется двумя способами: создание

каркаса программ и создание полного продукта. Каркас программы служит для последующего ручного варианта редактирования исходных текстов, обеспечивая возможность вмешательства программиста; полный продукт не редактируется вручную.

В рамках CASE-технологий проект сопровождается целиком, а не только его программные коды. Проектные материалы, подготовленные в CASE-технологии, служат заданием программистам, а само программирование скорее сводится к кодированию – переводу на определенный язык структур данных и методов их обработки, если не предусмотрена автоматическая кодогенерация.

Большинство CASE-технологий использует также метод «прототипов» для быстрого создания программ на ранних этапах разработки. Кодогенерация программ осуществляется автоматически – до 85–90% объектных кодов и текстов на языках высокого уровня.

Программные продукты для создания приложений. Данный класс программных средств, как уже отмечалось выше, весьма представителен. Приведем характеристику некоторых продуктов, которые предлагает фирма Microsoft.

Макроассемблер MASM, обеспечивающий создание программ, быстро манипулирующих с данными большой размерности, поддерживающих различные форматы объектных файлов. Кроме того, можно создавать динамические библиотеки (DLL, VBX) для Microsoft Visual Basic, генерировать DOS-, Windows-приложения. Средства данного языка наиболее часто используются для разработки драйверов – специальных программ для эмуляции нестандартных устройств, подключаемых к компьютеру, различных преобразований форматов данных, поддержания интерфейсов доступа к данным в разнородных программных системах.

Компилятор Visual C++ for Windows Professional Edition 1.5 является системой программирования объектно-ориентированного типа, обеспечивающей просмотр иерархии классов объектов приложения (Source

56

Browser), работу отладчика (Debugger), компилятора и др. В состав пакета входит библиотека классов MFC (Microsoft Foundation Classes Library), содержащая классы для реализации сложного пользовательского интерфейса, средства изготовления структуры пользовательского интерфейса (AppWizard), создания диалогов, меню, икон, растров, курсоров (Арр Studio), свойств новых интерфейсных классов, наследующих свойства классов MFC (Class Wizard). Компилятор полностью поддерживает стандарт OLE 2.0 системы Windows, ODBC (Open DataBase Connectivity) – для обеспечения доступа к данным в различных форматах, хранимых как в локальной базе данных, так и на сервере баз данных.

Visual Basic for Windows 4.0 – система программирования объектно-ориентированного типа, транслирующая команды по мере их ввода, позволяющая создавать и управлять множеством объектов (кнопками, флажками, комбинированными списками, окнами ввода, переключателями, линейками и т.п.), обеспечивающая поддержку объектов OLE 2.0. Данный язык является языковой платформой приложений Microsoft Office и имеет диалект Microsoft Basic for Application.

Microsoft IMSL Mathematical and Statistical Library – математическая и статистическая библиотеки набора функций и примеров их использования (более 1000), которые можно вызвать из программ, написанных на языке C++.

Средства поддержки проектов Microsoft Delta for Windows, используемые для независимой от всего проекта новой версии программного модуля, отслеживания новых версий, автоматической разноски изменений по копиям проекта программной системы.

Технологические стандарты Microsoft, которые могут быть использованы разработчиками прикладных программ.

OLE (Object Linking and Embedding) – позволяющий создавать приложения, включающие в свой состав объекты, полученные из других приложений.

Объект имеет две составляющие: внешнее представление объекта; способ редактирования объекта.Любой объект может либо внедряться, либо связываться с

приложением.Технология OLE 2.0 обеспечивает: редактирование «чужого» объекта внутри приложения;

57

экономию трудовых затрат на разработку программ за счет ссылок на существующие внешние объекты;

информационную интеграцию приложений.ODBC (Open DataBase Connectivity) – создание единого интерфейса

доступа к различным базам данных на различных платформах.Программа выступает в качестве клиента, а база данных – в качестве

сервера, доступ реализуется с помощью драйвера. Разработчики новых СУБД обеспечивают создание соответствующих их форматам драйверов. Для создания прикладных программ, использующих стандарт ODBC, используется инструментарий ODBC Sowtware Development Kit (SDK).

MAPI (Messaging Application Program Interface) – обеспечение независимости приложений от систем связи в режиме телекоммуникаций, который также работает по принципу драйвера.

MAPI поддерживает стандарт Х.400 Association's Common Messaging Calls (CMC), a также ряд других интерфейсов (API, SDK, DDK).

Существуют также и интегрированные инструментальные среды для разработчиков программ других фирм:

Delphi 2.0; Clarion for Windows 1.5 и др.Специфика современной информационной технологии состоит в

бурном развитии сетевых комплексов вычислительных машин, в создании программ для работы в архитектуре сети типа файл-сервер и клиент-сервер.

Различают такие методы программирования, как: метод нисходящего проектирования, который предполагает

последовательное разложение общей функции обработки данных на простые функциональные элементы («сверху вниз»). В результате строится иерархическая схема, отражающая состав и взаимоподчиненность отдельных функций, носящих название «функциональная структура алгоритма (ФСА) приложения». На основе этой структуры разрабатывается программный продукт;

модульное программирование, основанное на понятии модуля – логически взаимосвязанной совокупности функциональных элементов, оформленных в виде отдельных программных модулей. Модуль характеризуют:а) один вход и один выход – на входе программный модуль

получает определенный набор исходных данных, выполняет содержательную обработку и возвращает один набор

58

результатных данных, т.е. реализуется стандартный принцип IPO (Input – Process – Output) – вход–процесс–выход;

б) функциональная завершенность – модуль выполняет перечень регламентированных операций для реализации каждой отдельной функции в полном составе, достаточных для завершения начатой обработки;

в) логическая независимость – результат работы программного модуля зависит только от исходных данных, но не зависит от работы других модулей;

г) слабые информационные связи с другими программными модулями – обмен информацией между модулями должен быть по возможности минимизирован;

д) обозримый по размеру и сложности программный элемент; е) структурное программирование, которое основано на модульной

структуре программного продукта и типовых управляющих структурах алгоритмов обработки данных различных программных модулей.

4. Все программы по характеру создания, использования и категориям пользователей можно представить двумя типами: утилитарные программы и программные продукты (изделия).

Утилитарные программы («программы для себя») предназначены для удовлетворения нужд их разработчиков. Чаще всего утилитарные программы выполняют роль сервиса в технологии обработки данных либо являются программами решения функциональных задач, не предназначенных для широкого распространения.

Программные продукты (изделия) предназначены для удовлетворения потребностей пользователей, широкого распространения и продажи.

Программный продукт разрабатывается на основе промышленной технологии выполнения проектных работ с применением современных инструментальных средств программирования. Специфика заключается в уникальности процесса разработки алгоритмов и программ, зависящего от характера обработки информации и используемых инструментальных средств. На создание программных продуктов затрачиваются значительные ресурсы – трудовые, материальные, финансовые; требуется высокая квалификация разработчиков.

Как правило, программные продукты требуют сопровождения, которое осуществляется специализированными фирмами – распространителями программ (дистрибьюторами), реже – фирмами-разработчиками. Сопровождение программ массового применения

59

сопряжено с большими трудозатратами – исправление обнаруженных ошибок, создание новых версий программ и т.п.

Сопровождение программного продукта – поддержка работоспособности программного продукта, переход на его новые версии, внесение изменений, исправление обнаруженных ошибок и т.п.

Программные продукты должны обладать следующими свойствами: мобильностью, что означает их независимость от технического

комплекса системы обработки данных, операционной среды, сетевой технологии обработки данных, специфики предметной области и т.п. Мобильный (многоплатформный) программный продукт может быть установлен на различных моделях компьютеров и операционных систем, без ограничений на его эксплуатацию в условиях вычислительной сети. Функции обработки такого программного продукта пригодны для массового использования без каких-либо изменений;

надежностью работы, которая определяется бесперебойностью и устойчивостью в работе программ, точностью выполнения предписанных функций обработки, возможностью диагностики возникающих в процессе работы программ ошибок;

эффективностью, которая оценивается как с позиций прямого его назначения – требований пользователя, так и с точки зрения расхода вычислительных ресурсов, необходимых для эксплуатации программных продуктов. Расход вычислительных ресурсов оценивается через объем внешней памяти для размещения программ и объем оперативной памяти для запуска программ;

учетом человеческого фактора, что означает обеспечение дружественного интерфейса для работы конечного пользователя, наличие контекстно-зависимой подсказки или обучающей системы в составе программного средства, хорошей документации для освоения и использования заложенных в программном средстве функциональных возможностей, анализ и диагностику возникших ошибок и др.;

модифицируемостью, что означает способность к внесению изменений, например расширение функций обработки, переход на другую техническую базу обработки и т.п.;

коммуникативностью, которая основана на максимально возможной их интеграции с другими программами, обеспечении обмена данными в общих форматах представления

60

(экспорт/импорт баз данных, внедрение или связывание объектов обработки и др.).

В условиях существования рынка программных продуктов важными характеристиками являются:

стоимость; количество продаж; время нахождения на рынке (длительность продаж); известность фирмы-разработчика и программы; наличие программных продуктов аналогичного назначения.Программы любого вида характеризуются жизненным циклом,

состоящим из отдельных этапов: маркетинг рынка программных средств, спецификация требований

к программному продукту; проектирование структуры программного продукта; программирование (создание программного кода), тестирование,

автономная и комплексная отладка программ; документирование программного продукта, подготовка

эксплуатационной и технологической документации; выход на рынок программных средств, распространение

программного продукта; эксплуатация программного продукта пользователями; сопровождение программного продукта; снятие программного продукта с продажи, отказ от

сопровождения.Подробнее см.: 1, 7, 12.

Тема 6. Базы данных и знаний в экономике

Основные вопросы темы1. Базы данных и базы знаний – важное звено современной

информационной технологии.2. Понятие базы данных и системы управления базами данных.3. Понятие базы знаний и экспертной системы.

1. База данных – это компьютеризованная система ведения записей. Хотя ее фундаментальные компоненты – данные, аппаратное обеспечение, программные средства остаются по существу такими же, как в файловых структурах, однако объемы, мощность, спектр возможностей баз данных выросли неизмеримо.

За последние пять лет наблюдается тенденция к усложнению структур данных. Простые виды информации, представимой в форме чисел и

61

текстовых строк, не утратив своей значимости, дополняются сегодня много-численными мультимедийными документами, графическими образами, хронологическими рядами, процедурными, или активными, данными и мириадами прочих сложных информационных форм.

Еще один важный фактор – широкое распространение дешевых высокопроизводительных компонентов, таких, как мультипроцессоры, на основе недорогих быстрых микропроцессоров. Ежегодно мы наблюдаем также рост емкости и снижение стоимости доступных и удобных в эксплуатации дисковых устройств и новых видов массовой памяти.

В последние годы появилась целая плеяда весьма изощренных систем управления базами данных (СУБД), поддерживающих новые коллекции данных и способных реализовать преимущества современных аппаратных средств.

Кардинальные изменения затрагивают не только вычислительную инфраструктуру; подобную же революцию претерпевает сегодня и сообщество пользователей. Едва ли не любое предприятие имеет в качестве своей органической составной части систему компьютерной обработки информации. Мир пронизан «нервными волокнами» разного рода электронных информационных коммуникаций – от свободно структурированной Всемирной паутины (WWW – World Wide Web) до поистине астрономической по своим масштабам Системы наблюдения Земли.

Построение современных распределенных информационных систем сегодня напрямую связано с реляционными и объектно-ориентированными СУБД, которые в последнее время утвердились как основные средства для обработки данных в информационных системах различного масштаба – от больших приложений обработки трансакций в банковских системах до персональных систем на РС. В настоящее время существует множество систем управления базами данных (СУБД) и других программ, выполняющих сходные функции.

В зависимости от архитектуры СУБД делятся на локальные и распределенные СУБД. Все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере, а распределенной – на нескольких под общим управлением. За несколько десятилетий последовательно появлялись системы (СУБД), основанные на трех базовых моделях данных: иерархической, сетевой и реляционной.

Наряду с базами данных и СУБД разрабатываются, создаются и используются базы знаний и экспертные системы.

Экспертные системы представляют собой одно из самостоятельных направлений в рамках работ по искусственному интеллекту. Основная

62

цель создания экспертных систем – это разработка такой компьютерной технологии, которая позволяет при решении задач, трудных для человека-эксперта, достигать (или превосходить) качества и эффективности решений.

Экспертная система имитирует поведение эксперта (специалиста) в какой-либо предметной области (например, в биологии), может генерировать новую информацию в этой области и давать разумные советы исследователям. В основе операций экспертной системы – обработка базы знаний (не смешивать с базой данных).

Суть экспертной системы заключается в возможности представить неточные (неформальные) знания, которые, как правило, не попадают в книги и руководства, в виде логико-семантических моделей, в отличие от формальных моделей данных, которыми фиксируются точные знания. Неточные знания являются результатом обобщения многолетнего опыта работы и интуиции специалиста. Эти знания представляют собой многообразие эмпирических (эвристических) приемов, правил и соотношений, характерных, как правило, для конкретной узкоспециализированной области человеческой деятельности.

Методы экспертных систем как программных продуктов в значительной степени инвариантны к областям применения. Список областей применения экспертных систем весьма широк, в нем достойное место занимает экономика. Более чувствительны методы экспертных систем к типам решаемых задач: принятие решения в условиях неопределенности (неполноты информации), распознавание образов и интерпретации, предсказания, диагностика, планирование, управление и контроль и др.

Однако экспертные системы относятся к таким компьютерным системам, вычислительная способность которых определяется в первую очередь наращиваемой базой знаний, а уж потом используемыми методами.

2. База данных – это наименование совокупности структурированных, логически взаимосвязанных данных, хранимой в запоминающих устройствах вычислительной машины и предназначенной для решения широкого спектра задач, относящихся к определенной предметной области.

Под предметной областью принято понимать часть реального мира, подлежащего изучению для организации управления и в конечном счете автоматизации, например, предприятие, вуз и т.д.

Создавая базу данных, пользователь стремится упорядочить информацию по различным признакам и быстро извлекать выборку с произвольным сочетанием признаков. Сделать это возможно, только если данные структурированы.

63

Структурирование – это введение соглашений о способах представления данных.

Неструктурированными называются данные, записанные, например, в текстовом файле.

Пользователями базы данных могут быть различные прикладные программы, программные комплексы, а также специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными пользователями.

Понятие базы данных тесно связано с такими понятиями структурных элементов, как поле, запись, файл.

Поле – это элементарная единица логической организации данных, которая соответствует неделимой единице информации – реквизиту. Для описания поля используются следующие характеристики:

имя (фамилия, имя, отчество, дата рождения); тип (символьный, числовой, календарный); длина (15 байт, причем будет определяться максимально

возможным количеством символов); точность (для числовых данных, например, два десятичных знака

для отображения дробной части числа).Запись – это совокупность логически связанных полей. Экземпляр записи

– отдельная реализация записи, содержащая конкретные значения ее полей.Файл (таблица) – это совокупность экземпляров записей одной

структуры.Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных

представляет собой множество структур данных, ограничений целостности и операций манипулирования данными. С помощью модели данных могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.

Модель данных – совокупность структур данных и операций их обработки, осуществляемых СУБД.

СУБД основывается на использовании иерархической, сетевой или реляционной модели, на комбинации этих моделей или на некотором их подмножестве.

Иерархическая структура представляет совокупность элементов, связанных между собой по правилам ориентированного графа типа перевернутого дерева. Поэтому иерархические структуры часто называют древообразными.

К основным понятиям иерархической структуры относятся: уровень, элемент (узел), связь. Узел – это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. Узлы представляются вершинами графа.

64

Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей.

К каждой записи базы данных существует только один (иерархический) путь от корневой записи.

Сетевая структура также представляет совокупность элементов, связанных между собой по правилам ориентированного графа, но в этом графе каждый элемент может быть связан с любым другим элементом. В этой модели возможны различные типы связей: один к одному (в этом случае имеем практически иерархическую модель), один ко многим, многие ко многим.

Понятие реляционной структуры (англ. relation – отношение) связано с разработками известного американского специалиста в области систем баз данных Е. Кодда.

Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

каждый элемент таблицы – один элемент данных; все столбцы в таблице однородные, т.е. все элементы в столбце

имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.) и длину; каждый столбец имеет уникальное имя; одинаковые строки в таблице отсутствуют; порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.Отношения представлены в виде таблиц, строки которых соответствуют

кортежам или записям, а столбцы – атрибутам отношений, доменам, полям.Поле, каждое значение которого однозначно определяет

соответствующую запись, называется простым ключом (ключевым полем). Если записи однозначно определяются значениями нескольких полей, то такая таблица базы данных имеет составной ключ.

65

По технологии обработки данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен распределенный доступ к такой базе. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях.

Распределенная база данных – это согласованные базы данных, расположенные в разных узлах компьютерной сети под общим управлением.

По способу доступа к данным базы данных разделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным (сетевым) доступом.

Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем:

файл-сервер; клиент-сервер.Файл-сервер – это архитектура систем БД с сетевым доступом,

предполагающая выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На такой машине хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной базе данных. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает. Пользователи могут создавать также на рабочих станциях локальные БД, которые используются ими монопольно.

Архитектура клиент-сервер подразумевает, что помимо хранения централизованной базы данных центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использование языка запросов SQL.

В современной технологии баз данных предполагается, что создание базы данных, ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляются с помощью специального программного инструментария – системы управления базами данных.

Система управления базой данных – это совокупность языковых и программных средств для описания данных, создания и формирования

66

базы данных, манипулирования данными, обеспечения доступа к данным широкого круга прикладных программ, а также сохранность данных и их восстановление.

СУБД предназначена для централизованного управления базой данных в интересах всех работающих в этой системе.

По степени универсальности различают два класса СУБД: системы общего назначения; специализированные системы.СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо

предметную область или на информационные потребности какой-либо группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной системе и поставляется многим пользователям как коммерческое изделие. Такие СУБД обладают средствами настройки на работу с конкретной базой данных. Использование СУБД общего назначения в качестве инструментального средства для создания автоматизированных информационных систем, основанных на технологии баз данных, позволяет существенно сокращать сроки разработки, экономить трудовые ресурсы. Этим СУБД присущи развитые функциональные возможности и даже определенная функциональная избыточность.

Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.

СУБД общего назначения – это сложные программные комплексы, предназначенные для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатацией базы данных информационной системы.

Рынок программного обеспечения ПК располагает большим числом разнообразных по своим функциональным возможностям коммерческих систем управления базами данных общего назначения, а также средствами их окружения практически для всех массовых моделей машин и для различных операционных систем. Среди них широкое распространение имеют:

dBASE, компании Borland International; Microsoft Access; Microsoft FoxPro; Paradox, компании Borland.Языковые средства СУБД используются для выполнения двух

основных функций:

67

описания представления базы данных; выполнения операций манипулирования данными.Первая из этих функций обеспечивается языком описания

(определения) данных (ЯОД). Описание базы данных средствами ЯОД называется схемой базы данных. Они включают описание структуры базы данных и налагаемых на нее ограничений целостности в рамках тех правил, которые регламентированы моделью данных, используемой СУБД. ЯОД некоторых СУБД обеспечивают также возможности задания ограничений доступа к данным или полномочий пользователей.

ЯОД не всегда синтаксически оформляется в виде самостоятельного языка. Он может быть составной частью единого языка данных, сочетающего возможности определения данных и манипулирования данными.

Язык манипулирования данными (ЯМД) позволяет запрашивать предусмотренные в системе операции над данными из базы данных.

Имеются многочисленные примеры языков СУБД, объединяющих возможности описания данных и манипулирования данными в единых синтаксических рамках. Популярным языком такого рода является реляционный язык SQL. Язык запросов SQL (Structured Query Language) реализован в целом ряде популярных СУБД для различных типов ЭВМ либо как базовый, либо как альтернативный. В силу своего широкого использования он является международным стандартом языка запросов. Язык SQL предоставляет развитые возможности как конечным пользователям, так и специалистам в области обработки данных.

Важнейшим этапом проектирования базы данных является разработка инфологической (информационно-логической) модели предметной области. В инфологической модели средствами структур данных в интегрированном виде отражают состав и структуру данных, а также информационные потребности приложений (задач и запросов).

Информационно-логическая (инфологическая) модель предметной области отражает предметную область в виде совокупности информационных объектов и их структурных связей.

Инфологическая модель предметной области строится первой. Предварительная инфологическая модель строится еще на предпроектной стадии и затем уточняется на более поздних стадиях проектирования баз данных. Потом на ее основе строятся концептуальная (логическая), внутренняя (физическая) и внешняя модели.

Концептуальный уровень соответствует логическому аспекту представления данных предметной области в интегрированном виде.

68

Концептуальная модель состоит из множества экземпляров различных типов данных, структурированных в соответствии с требованиями СУБД к логической структуре базы данных.

Внутренняя модель состоит из отдельных экземпляров записей, физически хранимых во внешних носителях.

Внешний уровень поддерживает частные представления данных, которые требуются конкретным пользователям. Внешняя модель является подмножеством концептуальной модели. Возможно пересечение внешних моделей по данным.

3. Искусственный интеллект – это одно из направлений информатики, цель которого – разработка аппаратно-программных средств, позволяющих пользователю-непрограммисту ставить и решать свои задачи, традиционно считающиеся интеллектуальными, общаясь с ЭВМ на ограниченном подмножестве естественного языка.

Представление знаний и разработка систем, основанных на знаниях, являются основным направлением развития искусственного интеллекта. Оно связано с разработкой моделей представления знаний, созданием баз знаний, образующих ядро экспертных систем (ЭС), моделей и методов извлечения и структурирования знаний и сливается с инженерией знаний.

Начиная с середины 80-х гг. происходит коммерциализация искусственного интеллекта. Растут ежегодные капиталовложения, создаются промышленные экспертные системы.

При изучении интеллектуальных систем традиционно возникает вопрос: что же такое знания и чем они отличаются от обычных данных, десятилетиями обрабатываемых ЭВМ?

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

Знания, безусловно, связаны с данными, основываются на них, но представляют результат мыслительной деятельности человека, обобщают его опыт, полученный в ходе выполнения какой-либо практической деятельности. Они получаются эмпирическим путем.

Знания в информатике – это выявленные закономерности предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в этой области. С определенной степенью точности можно сказать, что знания – это зафиксированный результат мыслительной деятельности (правил, законо-мерностей, соотношений, связей и т.п.) с определенными наборами данных. Следовательно, ставя задачу формирования и обработки знаний с использованием ЭВМ, необходимо найти в современной компьютерной

69

технологии такой объект, который мог бы отображать прежде всего действие, а затем уже зафиксированный результат этого действия. Единственно возможным видом такого объекта в компьютерных технологиях являются алгоритмы и программы. Таким образом, компьютерными аналогами знаний являются программы и запрограммированные алгоритмы, т.е. программы с отложенным действием. Как только в запрограммированные алгоритмы вставляются необходимые параметры, они автоматически превращаются в исполняемые программы. В этом заключается существенное различие баз данных и баз знаний.

Под базой знаний понимается наименованная совокупность структурированных, логически взаимосвязанных программных модулей и запрограммированных алгоритмов, реализующих правила, зависимости, отношения, характерные для узкой предметной области, хранящаяся в запоминаю-щих устройствах вычислительной машины и предназначенная для решения узкоспециализированных задач.

При построении баз знаний важное значение имеет модель представления знаний.

Существуют десятки моделей (или языков) представления знаний для различных предметных областей. Большинство из них может быть сведено к следующим классам:

продукционные; семантические сети; фреймы; формальные логические модели.Продукционная модель, или модель, основанная на правилах, позволяет

представить знания в виде предложений типа: «Если (условие), то (действие)».Под условием понимается некоторое предложение-образец, по

которому осуществляется поиск в базе знаний, а под действием – действия, выполняемые при успешном исходе поиска (они могут быть промежуточными, выступающими далее как условия, и терминальными или целевыми, завершающими работу системы).

При использовании продукционной модели база знаний состоит из набора правил. Программа, управляющая перебором правил, называется машиной вывода.

Термин «семантическая» означает смысловая, а семантика – это наука, устанавливающая отношения между символами и объектами, которые они обозначают.

70

Семантическая сеть – это ориентированный граф, вершины которого – понятия, а дуги – отношения между ними.

Понятиями обычно выступают абстрактные или конкретные объекты, а отношения – это связи типа: «это», «имеет частью», «принадлежит», «любит». Характерной особенностью семантических сетей является обязательное наличие трех типов отношений:

класс – элемент класса; свойство – значение; пример элемента класса.Проблема поиска решения в базе знаний семантической сети сводится

к задаче поиска фрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, соответствующей поставленному вопросу.

Особенностью модели представления знаний в виде фреймов является структура, представляющая некоторый концептуальный объект или ситуацию, которая может быть заполнена конкретными значениями.

Под фреймом понимается абстрактный образ или ситуация.Например, слово «комната» вызывает у слушающих образ комнаты:

«жилое помещение с четырьмя стенами, полом, потолком, окнами и дверью, площадью». Из этого описания ничего нельзя убрать (например, убрав окна, мы получим уже чулан, а не комнату), но в нем есть «дырки», или «слоты», – это незаполненные значения некоторых атрибутов – количество окон, цвет стен, высота потолка, покрытие пола и др.

В теории фреймов такой образ называется фреймом. Фреймом называется также и формализованная модель для отображения образа.

Модель фрейма является достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить все многообразие знаний о мире через:

фреймы-структуры, для обозначения объектов и понятий (заем, залог, вексель);

фреймы-роли (менеджер, кассир, клиент); фреймы-сценарии (банкротство, собрание акционеров,

празднование именин); фреймы-ситуации (тревога, авария, рабочий режим устройства) и др. Традиционно в представлении знаний выделяют формальные логические

модели, основанные на классическом исчислении предикатов первого порядка, когда предметная область или задача описывается в виде набора аксиом.

База знаний является ядром экспертных систем. Экспертная система – это компьютерная программа, использующая

экспертные знания в виде баз знаний для обеспечения высокоэффективного решения задач в некоторой узкоспециализированной области.

71

В нашей стране современное состояние разработок в области экспертных систем можно охарактеризовать как стадию всевозрастающего интереса к ним среди экономистов, финансистов, преподавателей, инженеров, медиков, психологов, программистов, лингвистов. К сожалению, этот интерес имеет пока достаточно слабое материальное подкрепление.

Поэтому распространяются «подделки» под экспертные системы в виде многочисленных диалоговых систем и интерактивных пакетов прикладных программ, которые дискредитируют в глазах пользователей это чрезвычайно перспективное направление. Процесс создания экспертной системы требует участия высококвалифицированных специалистов в области искусственного интеллекта, которых пока выпускает небольшое количество высших учебных заведений страны.

Современные экспертные системы широко используются для тиражирования знаний ведущих специалистов практически во всех сферах экономики. Традиционно знания существуют в двух видах – коллективный опыт и личный опыт.

Если большая часть знаний в предметной области представлена в виде коллективного опыта (например, высшая математика), эта предметная область не нуждается в экспертных системах.

Если в предметной области большая часть знаний является личным опытом специалистов высокого уровня (экспертов), если эти знания по каким-либо причинам слабо структурированы, такая предметная область, скорее всего, нуждается в экспертной системе.

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

Основными элементами экспертной системы могут быть: база знаний; решатель (механизм вывода); механизм объяснений; интерфейс пользователя; механизм пополнения знаний.База знаний (БЗ) – ядро ЭС, совокупность знаний предметной области,

записанная на машинный носитель в форме, понятной эксперту и пользователю (обычно на некотором языке, приближенном к естественному). Параллельно такому «человеческому» представлению существует БЗ во внутреннем «машинном» представлении.

72

Решатель – программа, моделирующая ход рассуждений эксперта на основании знаний, имеющихся в БЗ. Синонимы: дедуктивная машина, блок логического вывода.

Механизм объяснений – программа, позволяющая пользователю получить ответы на вопросы: «Как была получена та или иная рекомендация?» и «Почему система приняла такое решение?» Ответ на вопрос «как» – это трассировка всего процесса получения решения с указанием использованных фрагментов БЗ, т.е. всех шагов цепи умозаключений. Ответ на вопрос «почему» – ссылка на умозаключение, непосредственно предшествовавшее полученному решению, т.е. отход на один шаг назад.

Интерфейс пользователя – комплекс программ, реализующих диалог пользователя с ЭС как на стадии ввода информации, так и получения результатов.

Механизм пополнения знаний – интеллектуальный редактор БЗ – программа, представляющая инженеру по знаниям возможность создавать БЗ в диалоговом режиме. Включает в себя систему вложенных меню, шаблонов языка представления знаний, подсказок и других сервисных средств, облегчающих работу с базой.

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

В коллектив разработчиков ЭС входят как минимум четыре человека: эксперт; инженер по знаниям; программист; пользователь.Возглавляет коллектив инженер по знаниям, это ключевая фигура при

разработке систем, основанных на знаниях.В зависимости от типа решаемых задач ЭС могут быть: ЭС по интерпретации данных. Под интерпретацией понимается

определение смысла данных, результаты которого должны быть согласованными и корректными. Обычно предусматривается многовариантный анализ данных;

ЭС по решению задач диагностики. Под диагностикой понимается обнаружение неисправности в некоторой системе. Неисправность – это отклонение от нормы. Такая трактовка позволяет с единых теоретических позиций рассматривать и неисправность оборудования в технических системах, и заболевания живых организмов,

73

и всевозможные аномалии в экономических системах и процессах. Важной спецификой является необходимость понимания функциональной структуры («анатомии») диагностирующей системы;

мониторинговые ЭС. Основная задача мониторинга – непрерывная интерпретация данных в реальном масштабе времени и сигнализация о выходе тех или иных параметров за допустимые пределы. Главные проблемы – «пропуск» тревожной ситуации и инверсная задача «ложного» срабатывания. Сложность этих проблем в размытости симптомов тревожных ситуаций и необходимости учета временного контекста;

ЭС по решению задач проектирования. Проектирование состоит в подготовке спецификаций на создание «объектов» с заранее определенными свойствами. Под спецификацией понимается весь набор необходимых документов: чертеж, пояснительная записка и т.д. Основные проблемы здесь – получение четкого структурного описания знаний об объекте и проблема «следа». Для организации эффективного проектирования и, в еще большей степени, перепроектирования необходимо формировать не только сами проектные решения, но и мотивы их принятия. Таким образом, в задачах проектирования тесно связываются два основных процесса, выполняемых в рамках соответствующей ЭС: процесс вывода решения и процесс объяснения;

ЭС по решению задач прогнозирования. Прогнозирующие системы логически выводят вероятные следствия из заданных ситуаций. В прогнозирующей системе обычно используется параметрическая динамическая модель, в которой значения параметров «подгоняются» под заданную ситуацию. Выводимые из этой модели следствия составляют основу для прогнозов с вероятностными оценками;

советующие ЭС. Данный тип систем использует знания высококвалифицированных специалистов в качестве выработки альтернативных вариантов ответов на поставленные вопросы с объяснением каждого варианта. Советующие ЭС широко используются в области экономики.

При построении ЭС широко используются следующие инструментальные средства:

языки искусственного интеллекта (LISP и Prolog));

74

экспертные оболочки. Под «оболочками» понимают «пустые» версии существующих экспертных систем, т.е. готовые экспертные системы без базы знаний. Примером такой оболочки может служить GURU, EMYCIN. Достоинство оболочек в том, что они вообще не требуют работы программистов для создания готовой экспертной системы. Требуется только специалист в предметной области для заполнения базы знаний;

специальный программный инструментарий. В эту группу программных средств искусственного интеллекта входят специальные инструментарии общего назначения. Как правило, это библиотеки и надстройки над языком искусственного интеллекта.

Процесс создания экспертных систем получил название «инженерия знаний».

Вначале осуществляется выбор проблемы, которая будет предметом будущей ЭС, и в соответствии с ней выбор эксперта.

После того как инженер по знаниям убедился, что: данная задача может быть решена с помощью экспертной системы; экспертную систему можно создать предлагаемыми на рынке средствами; имеется подходящий эксперт; предложенные критерии производительности являются разумными; затраты и срок их окупаемости приемлемы для заказчика, он составляет план разработки. План определяет шаги процесса разработки и необходимые затраты, а также ожидаемые результаты. В процессе разработки и последующего расширения системы инженер по знаниям и эксперт обычно

работают вместе. Инженер по знаниям помогает эксперту структурировать знания, определять и формализовать понятия и правила, необходимые для решения проблемы.

Сначала создается прототип ЭС, а затем он развивается до промышленного образца.

Подробнее см.: 7, 11, 12.

Тема 7. Документальные информационно-поисковые технологии

Основные вопросы темы1. Особенности документальных информационно-поисковых технологий.2. Документальные справочные правовые системы в экономике.

1. Документальные информационные технологии обслуживают класс задач, которые не предполагают однозначного ответа на поставленный вопрос. Базу данных таких систем образует совокупность

75

неструктурированных текстовых документов (статьи, книги, рефераты, тексты законов) и графических объектов, снабженная тем или иным формализованным аппаратом поиска. На входе и выходе документальных информационно-поисковых систем основной единицей является документ. Цель системы, как правило, – выдать в ответ на запрос пользователя список документов или объектов, в какой-то мере удовлетворяющих сформулированным в зап-росе условиям. Например, выдать список всех статей, в которых встречается слово «ключ». Принципиальной особенностью документальной системы является ее способность, с одной стороны, выдавать ненужные пользователю документы (например, где слово «ключ» употреблено в ином смысле, чем предполагалось), а с другой – не выдавать нужные (например, если автор употребил какой-то синоним или ошибся в написании). Документальная система должна уметь по контексту определять смысл того или иного термина [например, различать «рак» (животное), «Рак» (созвездие) и «рак» (болезнь)].

Важное значение для адекватного поиска нужных документов в автоматизированных информационно-поисковых системах (АИПС) имеют средства формализации естественного языка, позволяющие отображать содержательную (семантическую) составляющую документа. Эту функцию выполняют лингвистические средства.

Основными компонентами лингвистического обеспечения являются: совокупность информационно-поисковых языков; системы классификации и кодирования информации; правила формализации естественного языка; нормативно-методические материалы по описанию и пользованию

составными элементами лингвистического обеспечения.Одна из составляющих лингвистических средств, расширенная до

объектного представления, послужила основой современной гипертекстной информационной технологии. Сегодня практически все поисковые машины Интернета используют технологию поиска, аналогичную АИПС.

Документальный информационно-поисковый процесс начинается с информационной потребности, т.е. с объективной необходимости получить ту или иную информацию. Но информационная потребность есть

результат мыслительной деятельности, о котором можно узнать только в том случае, если этот результат представлен в той или иной языковой форме, т.е. прежде всего в форме запросов на естественном языке. Здесь следует иметь в виду, что смысловое (содержательное) наполнение информационной потребности и формулировка ее на естественном языке

76

могут достаточно сильно отличаться. Следовательно, выражение информационной потребности в языковой форме приводит к определенной потере части ее содержания.

Далее, естественно-язычная форма представления информационной потребности в виде запросов не может напрямую использоваться при общении с машиной, она должна быть формализована.

С помощью лингвистического обеспечения запросы и документы, представленные на естественном языке, преобразуются в поисковые предписания (ПП) и поисковые образы документов (ПОД). Эти формализованные представители запросов и документов, совместно с текстами документов, являются предметом обработки на ЭВМ по соответствующим поисковым алгоритмам. Как всякая формализация представление запросов и документов в виде ПП и ПОД приводит к потере определенной части смыслового содержания как запроса, так и документа. Кроме этого, сам алгоритм поиска представляет собой формализованную процедуру сопоставления ПП с массивом ПОД, а в силу формализации и здесь возможны определенные потери.

В связи с возможными потерями определенной части смыслового содержания как запроса, так и документа, не исключая алгоритма поиска, желательно иметь критерии оценки документального информационно-поискового процесса. Такие критерии в теории и практике документальных информационно-поисковых систем имеются. Среди них следует отметить:

релевантность; пертинентность.Релевантность – это степень смыслового соответствия

документальной выдачи информационно-поисковой системой запросу. Эта характеристика информационно-поискового процесса является объективной, так как она устанавливается экспертным путем, а не автором запроса. Таким образом, релевантный документ – это документ, смысловое содержание которого соответствует запросу.

Пертинентность – это степень смыслового соответствия документальной выдачи информационно-поисковой системой информационной потребности. Эта характеристика информационно-поискового процесса является субъективной, так как она может быть установлена только автором запроса.

Существуют следующие количественные оценки указанных характеристик информационно-поискового процесса. Релевантность современных информационно-поисковых систем оценивается величиной не менее 70–80%, пертинентность – в редких случаях превышает 10%.

77

В настоящее время документальная информационно-поисковая технология обогатилась мощными средствами гипертекста в сочетании с мультимедиа.

Гипертекстовая технология или просто гипертекст – это способ представления информации при помощи связей между документами и/или их фрагментами путем выделения в них областей, позволяющих переходить от одного к другому, содержащему связанную информацию.

2. Важным классом документальных информационно-поисковых систем, в которых оптимальным образом сочетается традиционная документальная информационно-поисковая технология с новой гипертекстовой технологией, являются справочные правовые системы.

В области экономики справочные правовые системы имеют широкое распространение. Основной причиной этого явления является то, что такие системы представляют собой удобный и эффективный аппарат для ежедневной работы с быстро меняющейся правовой экономической информацией.

Справочная правовая система (СПС) включает: правовую базу данных; поисковый аппарат; интерфейс пользователя; подсистему пополнения правовой базы данных.Правовая база российского законодательства различных уровней

в настоящее время составляет огромное количество документов – правовых актов. Для организации поиска необходимо упорядочить этот огромный массив документов. Одним из эффективных способов такого упорядочения являются системы классификации правовой информации. В суще-ствующих СПС используются системы классификации, в основном учитывающие мнения высококвалифицированных юристов, привлеченных к подготовке правовых документов к вводу в систему, и естественно круг пользователей, на которых ориентируется та или иная СПС. В последнее время все большее число СПС ориентируется на рекомендации документа «О классификации правовых актов», получившего одобрение в Указе Президента РФ от 15 марта 2000 г. № 511.

Важным инструментом, обеспечивающим эффективность поиска информации в правовой базе данных, являются ключевые слова, представленные словарем. Словарь ключевых слов представляет собой расположенные в алфавитном порядке наиболее часто употребляемые понятия (слова и словосочетания) из области правовой лексики.

78

Наконец, все современные СПС отображают официально установленные взаимосвязи правовых документов в виде смысловых и формальных ссылок, используя механизм гипертекста.

В СПС могут быть представлены следующие виды поиска: по реквизитам; полнотекстовый; по специализированным классификаторам.Основным видом поиска является поиск по реквизитам. С этой целью в СПС

используется интерфейс пользователя посредством карточки (картотеки) реквизитов. В этой карточке можно одновременно назначить значения одному или нескольким реквизитам, названия которых имеются в карточке.

Полнотекстовый поиск осуществляется по всем полным текстам документов с использованием общих словарей и логических связей между словами, выбранными из словарей.

Поиск с использованием специализированных классификаторов требует разработки многоуровневых классификаций путем назначения рубрик с глубокими иерархическими связями. Суть поиска заключается в нахождении нужной ветви иерархической связи исходя из набора рубрик (тем) верхнего уровня классификационной схемы. Эффективность этого вида поиска зависит от соотношения субъективных и объективных факторов, заложенных в основу системы классификации правовой информации.

Предварительным результатом поиска в СПС является список документов (перечень названий правовых актов). Дальнейший поиск осуществляется уже в найденном списке документов и продолжается до тех пор, пока не будет найден нужный документ.

Все современные СПС обладают возможностью поиска документа в тексте.Важной характеристикой СПС является возможность сохранения

результатов поиска – это либо папки, либо закладки, либо история поиска по запросу, либо сочетание отдельных возможностей сохранить документы.

Поскольку большинство правовых документов существуют не сами по себе, а имеют связи с другими правовыми актами (либо это документы, которые упоминаются в найденном документе, либо документы, в которых упоминается найденный документ), с целью реализации указанных связей в СПС вводятся соответствующие понятия респондентов и корреспондентов.

В настоящее время на рынке СПС работает достаточно много компаний – разработчиков систем и очень большое число сервисных фирм, осуществляющих поставку и текущее обслуживание СПС. Наиболее известны в России следующие продукты и разработавшие их компании:

79

«Консультант Плюс» (АО «Консультант Плюс»); «ГАРАНТ» (НПП «Гарант-Сервис»); «Кодекс» (Центр компьютерных разработок).В числе систем, созданных государственными предприятиями для

обеспечения потребностей в правовой информации государственных ведомств, следует прежде всего назвать:

«Эталон» (НЦПИ при Министерстве юстиции РФ); «Система» (НТЦ «Система» при ФАПСИ).Кроме того, на российском рынке представлены такие системы, как: «ЮСИС» (фирма «Интралекс»); «Референт» (ЗАО «Референт-Сервис»); «Юридический Мир» (издательство «Дело и право»); «Ваше право» и «Юрисконсульт» (фирма «Информационные

системы и технологии»); системы «1С:Кодекс», «1С:Гарант», «1С:Эталон» (компания «1C»); система «Законодательство России» (Ассоциация развития

банковских технологий) и некоторые другие. Степень распространенности продуктов той или иной компании

на российском рынке весьма различна, и в настоящее время абсолютно точно оценить ее не представляется возможным, а данные, иногда публикуемые самими компаниями, могут быть достаточно субъективными.

Особенностью СПС «ГАРАНТ» являлась ориентация на единую базу правовых документов, однако в последнее время в ее составе появились локальные базы правовых документов, ориентированные на определенные группы пользователей.

Особенностью СПС «Консультант Плюс» была ориентация на локальные правовые базы данных правовых документов, хотя в последнее время в ее составе появились мощные интегрированные базы правовых документов.

Особенностью СПС «ЮСИС» является ориентация на аналитическую обработку правовых документов. Эта СПС обладает наиболее мощной базой правовых актов и может включать в свой состав автоматизированное рабочее место делопроизводства.

Подробнее см.: 1, 2, 7, 8.

Тема 8. Современная техническая база информатики

Основные вопросы темы1. Информационно-вычислительная техника информатики.2. Офисное и вспомогательное оборудование информатики.3. Средства передачи данных.

80

4. Технические средства размножения информации.

1. Как показано в теме 3, техническое обеспечение является одной из основных частей автоматизированных информационных систем.

Базой технического обеспечения является комплекс технических средств, общую структуру которого можно представить в следующем виде:

информационно-вычислительная техника; сетевое оборудование; средства передачи данных; технические средства размножения информации; офисное и вспомогательное оборудование.Существенное значение в улучшении эргономических характеристик

автоматизированных информационных систем имеют оргтехника и дизайн. Компьютер – основное средство информационно-вычислительной

техники. Компьютер – это программно-управляемая универсальная электронно-вычислительная машина.

Рассмотрим кратко современное состояние некоторых классов ЭВМ.К суперЭВМ относятся мощные многопроцессорные вычислительные

машины с быстродействием сотни миллионов – десятки миллиардов операций в секунду.

Типовая модель суперЭВМ имеет следующие характеристики: высокопараллельная многопроцессорная вычислительная система

с быстродействием примерно 100 000 MPS (миллион импульсов в секунду);

емкость: оперативной памяти 10 Гбайт, дисковой памяти 1–10 Гбайт (1 Гбайт = 210 Гбайт);

разрядность 64; 128 бит.(Бит – это символ (цифра) двоичной системы счисления,

принимающий значения 0 и 1. Бит используется как минимальная единица памяти. Байт – это последовательная запись восьми битов, представляющая символ в компьютере.)

Создать такую высокопроизводительную ЭВМ по современной техно-логии на одном микропроцессоре не представляется возможным ввиду ограничения, обусловленного конечным значением скорости распространения электромагнитных волн (300 000 км/с), ибо время распространения сигнала на расстояние несколько миллиметров (линейный размер стороны МП) при быстродействии 100 млрд оп/с становится соизмеримым со временем выполнения одной операции. Поэтому суперЭВМ создаются в виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных систем (МПВС).

81

Большие ЭВМ за рубежом часто называют мэйнфреймами (Mainframe). К мэйнфреймам относят, как правило, компьютеры, имеющие следующие характеристики:

производительность не менее 10 MIPS; основную память емкостью от 64 до 10 000 Мбайт; внешнюю память не менее 50 Гбайт; многопользовательский режим работы (обслуживают

одновременно от 16 до 1000 пользователей).Основные направления эффективного применения мэйнфреймов – это

решение научно-технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и их ресурсами. Последнее направление – использование мэйнфреймов в качестве больших серверов вычислительных сетей – часто отмечается специалистами среди наиболее актуальных.

Малые ЭВМ (мини-ЭВМ) – надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возможностями.

Мини-ЭВМ (и наиболее мощные из них супермини-ЭВМ) обладают следующими характеристиками:

производительность – до 100 MIPS; емкость основной памяти – 4–512 Мбайт; емкость дисковой памяти – 2 – 100 Гбайт; число поддерживаемых пользователей – 16–512. Все модели мини-ЭВМ разрабатываются на основе

микропроцессорных наборов интегральных микросхем, 16-, 32-, 64-разрядных микропроцессоров. Основные их особенности: широкий диапазон производительности в конкретных условиях применения, аппаратная реализация большинства системных функций ввода-вывода информации, простая реализация микропроцессорных и многомашинных систем, высокая скорость обработки прерываний, возможность работы с форматами данных различной длины.

К достоинствам мини-ЭВМ можно отнести: специфичную архитектуру с большой модульностью, лучшее, чем у мэйнфреймов, соотношение производительность/цена, повышенная точность вычислений.

Мини-ЭВМ ориентированы на использование в качестве управляющих вычислительных комплексов. Традиционная для подобных комплексов широкая номенклатура периферийных устройств дополняется блоками

82

межпроцессорной связи, благодаря чему обеспечивается реализация вычислительных систем с изменяемой структурой.

Наряду с использованием для управления технологическими процессами мини-ЭВМ успешно применяются для вычислений в многопользовательских вычислительных системах, системах автоматизированного проектирования, системах моделирования несложных объектов, системах искусственного интеллекта.

Самым распространенным типом компьютеров является персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ) или просто персональный компьютер (ПК). Среди них выделяются переносные компьютеры – быстро-развивающийся подкласс персональных компьютеров. Большинство переносных компьютеров имеют автономное питание от аккумуляторов, но могут подключаться и к сети.

Состав ПК включает следующие основные блоки: микропроцессор (МП). Это центральный блок ПК,

предназначенный для управления работой всех блоков машины и выполнения арифметических и логических операций над информацией;

генератор тактовых импульсов. Он генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины;

системная шина. Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой;

основная память (ОП). Она предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины;

внешняя память. Она относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач;

источник питания. Это блок, содержащий системы автономного и сетевого энергопитания ПК;

таймер. Это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания – аккумулятору и при отключении машины от сети продолжает работать.

В состав микропроцессора входят:

83

устройство управления (УУ) формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки ЭВМ; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов;

арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией (в некоторых моделях ПК для ускорения выполнения операций к АЛУ подключается дополнительный математический сопроцессор);

микропроцессорная память (МПП) служит для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно используемой в вычислениях в ближайшие такты работы машины. МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микро-процессора. Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины (в отличие от ячеек ОП, имеющих стандартную длину 1 байт (последовательность восьми бит) и более низкое быстродействие);

интерфейсная система микропроцессора реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной. Интерфейс – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Порт ввода-вывода – аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

Системная шина включает в себя: кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы

сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

кодовую шину адреса (КША), включающую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса

84

ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации: между микропроцессором и основной памятью; микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств; основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств

(в режиме прямого доступа к памяти).Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие

унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему – контроллер шины, формирующий основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием ASCII-кодов.

Основная память содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). ПЗУ служит для хранения неизменяемой (постоянной) программной и справочной информации, позволяет оперативно только считывать хранящуюся в нем информацию (изменить информацию в ПЗУ нельзя). ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом ПК в текущий период времени. Различают несколько разделов ОЗУ. Среди них выделяют основную (базовую, стандартную) оперативную память компьютера – это первые 640 килобайт всей оперативной памяти компьютера. Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к ячейке). В качестве недостатка ОЗУ следует отметить невозможность сохранения информации в ней после выключения питания машины (энергозависимость).

Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными, имеющимися практически

85

на любом компьютере, являются накопители на жестких (НЖМД) и гибких (НГМД) магнитных дисках. Назначение этих накопителей – хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство. Различаются НЖМД и НГМД лишь конструктивно, объемами хранимой информации и временем поиска, записи и считывания информации. В качестве устройств внешней памяти используются также запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте (стримеры), накопители на оптических дисках (CD-ROM – Compact Disk Read Only Memory – компакт-диск с памятью, только читаемой).

Все перечисленные части ПК объединяются в единое устройство, часто называемое его системным блоком.

ПК одно из самых динамичных средств технической базы информатики. В настоящее время можно с определенной уверенностью назвать только наименование основных характеристик современного компьютера, а значение их сложно предсказать даже на обозримую перспективу. Основными пользовательскими характеристиками компьютера являются:

тактовая частота, на которую ориентирована работа процессора; объем оперативной памяти; объем долговременной памяти.ПК, представленный системным блоком, является практически

недоступным пользователю; для полного технического оформления ПК необходимы дополнительные средства, обеспечивающие диалог пользователя с системным блоком. Такими средствами являются видеомонитор (дисплей) и клавиатура. Именно «содружество» системного блока, видеомонитора и клавиатуры составляет пользовательское понятие ПК.

Видеомонитор (дисплей) – устройство для экранного отображения вводимой и выводимой из ПК информации. Видеомонитор характеризуют следующие факторы: цветность, тип монитора (аналоговый или цифровой), размер экрана, размер зерна экрана, разрешающая способность, частота кадровой развертки, тип строчной развертки, объем памяти видеоадаптера, уровень радиации. Целесообразно монитор использовать совместно с защитным экранным фильтром, так как работа монитора сопровождается излучением, отрицательно влияющим на здоровье человека (при этом чем выше частота развертки, тем больше излучение). Излучения у монитора разные: мягкое рентгеновское, ультрафиолетовое, радио-излучение, наконец, имеет место и электростатическое поле. Для защиты от названных излучений и нужны экранные фильтры.

86

Клавиатура компьютера предназначена для ввода данных в компьютер и управления компьютером. Основными свойствами клавиатуры являются ее эргономичность и функциональность.

Важнейшей составной частью любого вычислительного комплекса являются внешние (или как их часто называют периферийные) устройства. Достаточно сказать, что по стоимости внешние устройства иногда составляют 50–80% всего ПК. От состава и характеристик ВУ во многом зависят возможность и эффективность применения ПК в системах управления и народном хозяйстве в целом.

Периферийные устройства ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой, пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. По назначению можно выделить следующие виды периферийных устройств:

внешние запоминающие устройства или внешняя память ПК; диалоговые средства пользователя; устройства ввода информации; устройства вывода информации; средства связи и телекоммуникации.Диалоговые средства пользователя включают различного рода

манипуляторы типа «мышь», «радиомышь», устройства речевого ввода-вывода, джойстик – рычаг и т.п.

К устройствам ввода информации относятся: графические планшеты (дигитайзеры) – для ручного ввода

графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняются считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;

сканеры (читающие автоматы) – для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей; в устройстве кодирования сканера в текстовом режиме считанные символы после сравнения программным путем с эталонными контурами специальными программами преобразуются в коды ASCII, а в графическом режиме считанные графики и чертежи преобразуются в последовательности двухмерных координат;

световые устройства – для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК;

87

сенсорные экраны – для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.

Сканер – это устройство ввода в ЭВМ информации непосредственно с бумажного документа. Можно вводить тексты, схемы, рисунки, графики, фотографии и другую графическую информацию.

Сканеры являются важнейшим звеном электронных систем обработки документов и необходимым элементом любого «электронного стола». Записывая результаты своей деятельности в файлы и вводя информацию с бумажных документов в ПК с помощью сканера с системой автоматического распознавания образов, можно сделать реальный шаг к созданию систем безбумажного делопроизводства.

Сканеры весьма разнообразны, и их можно классифицировать по целому ряду признаков. Сканеры бывают черно-белые и цветные.

Черно-белые сканеры могут считывать штриховые изображения и полу-тоновые. Штриховые изображения не передают полутонов или, иначе, уровней серого. Полутоновые позволяют распознать и передать 16, 64 или 256 уровней серого.

Цветные сканеры работают и с черно-белыми, и с цветными оригиналами. В первом случае они могут использоваться для считывания и штриховых, и полутоновых изображений.

В цветных сканерах используется цветовая модель RGB: сканируемое изображение освещается через вращающийся RGB-светофильтр или от последовательно зажигаемых трехцветных ламп; сигнал, соответствующий каждому основному цвету, обрабатывается отдельно. Число передаваемых цветов колеблется от 256 до 65 536 (стандарт High Color) и даже до 16,7 млн (стандарт True Color).

Разрешающая способность сканеров составляет от 75 до 1600 dpi (dot per inch).

Конструктивно сканеры бывают ручные и настольные. Настольные, в свою очередь, делятся на планшетные, роликовые и проекционные.

Ручные сканеры конструктивно самые простые: они вручную перемещаются по изображению. С их помощью за один проход вводится лишь небольшое количество строчек изображения (их захват обычно не превышает 105 мм). У ручных сканеров имеется индикатор, предупреждающий оператора о превышении допустимой скорости сканирования. Эти сканеры имеют малые габариты и низкую стоимость. Скорость сканирования 5–50 мм/с (зависит от разрешающей способности).

Роликовые сканеры наиболее автоматизированы, в них оригинал автоматически перемещается относительно сканирующей головки, часто

88

имеется автоматическая подача документов, но сканируемые документы только листовые.

Планшетные сканеры самые распространенные; в них сканирующая головка перемещается относительно оригинала автоматически; они позволяют сканировать и листовые, и сброшюрованные (книги) документы. Скорость сканирования 2–10 с на страницу (формат А4).

Проекционные сканеры внешне напоминают фотоувеличитель, но внизу лежит сканируемый документ, а наверху находится сканирующая головка. Сканер оптическим образом сканирует информационный документ и вводит полученную информацию в виде файла в память компьютера.

Файл, создаваемый сканером в памяти машины, называется битовой картой.

Существуют два формата представления графической информации в файлах компьютера: растровый формат и векторный.

В растровом формате графическое изображение запоминается в файле в виде мозаичного набора множества точек (нулей и единиц), соответствующих пикселям отображения этого изображения на экране дисплея. Редактировать этот файл средствами стандартных текстовых и графических процессоров не представляется возможным, ибо эти процессоры не работают с мозаичным представлением информации. В текстовом формате информация идентифицируется характеристиками шрифтов, кодами символов, абзацев и т.п.

Наиболее предпочтительным является использование сканера совместно с программами систем распознавания образов, например типа OCR (Optical Character Recognition). Система OCR распознает считанные сканером с документа битовые (мозаичные) контуры символов (букв и цифр) и кодирует их ASCII-кодами, переводя в удобный для текстовых редакторов векторный формат.

К устройствам вывода информации относятся: принтеры – печатающие устройства для вывода информации

на бумажный носитель. Принтеры бывают матричными, струйными, лазерными. Матричные и лазерные принтеры, как правило, являются черно-белыми, струйные – цветными. Отличаются принтеры как форматом (А4, А3), так и скоростями выдачи информации на бумажный носитель;

89

графопостроители (плоттеры) – для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель; плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые: термографические, электростатические, струйные и лазерные. По конструкции плоттеры подразделяются на планшетные и барабанные. Основные характеристики всех плоттеров примерно одинаковые: скорость вычерчивания – 100–1000 мм/с, у лучших моделей возможны цветное изображение и передача полутонов; наибольшая разрешающая способность и четкость изображения у лазерных плоттеров, но они самые дорогие.

В матричных принтерах изображение формируется из точек ударным способом.

Матричные принтеры могут работать в двух режимах – текстовом и графическом.

В текстовом режиме на принтер посылаются коды символов, которые следует распечатать, причем контуры символов выбираются из знакогенератора принтера.

В графическом режиме на принтер пересылаются коды, определяющие последовательность и местоположение точек изображения.

В игольчатых (ударных) матричных принтерах печать точек осуществляется тонкими иглами, ударяющими бумагу через красящую ленту. Каждая игла управляется собственным электромагнитом. Печатающий узел перемещается в горизонтальном направлении, и знаки в строке печатаются последовательно. Многие принтеры выполняют печать как при прямом, так и при обратном ходе. Количество иголок в печатающей головке определяет качество печати. Недорогие принтеры имеют девять игл. Матрица символов в таких принтерах имеет размерность 7х9 или 9х9 точек. Более совершенные матричные принтеры имеют 18 игл и даже 24.

В печатающей головке струйных принтеров вместо иголок имеются тонкие трубочки – сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки красителя (чернил). Это безударные печатающие устройства. Матрица печатающей головки обычно содержит от 12 до 64 сопел. В последние годы в их совершенствовании достигнут существенный прогресс: созданы струйные принтеры, обеспечивающие разрешающую

90

способность до 20 точек/мм и скорость печати до 500 зн./с при отличном качестве печати, приближающемся к качеству лазерной печати.

В лазерных принтерах применяется электрографический способ формирования изображений, используемый в одноименных копировальных аппаратах. Лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения – электрический заряд стекает с засвеченных лучом лазера точек на поверхности барабана. После проявления электронного изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать – перенос тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его расплавления.

Лазерные принтеры обеспечивают наиболее качественную печать с разрешением до 50 точек/мм (1200 dpi) и скорость печати до 1000 зн./с. Используются также цветные лазерные принтеры.

Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т.п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы (адаптеры), «стыки», мультиплексоры передачи данных, модемы). Сетевой адаптер является внешним интерфейсом ПК и служит для подключения его к каналу связи для обмена информацией с другими ЭВМ, для работы в составе вычислительной сети. В глобальных сетях функции сетевого адаптера выполняет модулятор-демодулятор (модем). Указанные средства относятся к техническим средствам соединения и согласования компьютеров посредством средств передачи данных сетевому оборудованию.

Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе – средствам мультимедиа.

Средства мультимедиа (multimedia – многосредовость) – это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др.

К средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода и вывода информации; широко распространенные уже сейчас сканеры (поскольку они позволяют автоматически вводить в компьютер печатные тексты и рисунки); высококачественные видео- (video) и звуковые (sound) платы, платы видеозахвата (videograbber), снимающие изображение с видеомагнитофона

91

или видеокамеры и вводящие его в ПК; высококачественные акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами. Но, пожалуй, с еще большим основанием к средствам мультимедиа относят внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, часто используемые для записи звуковой и видеоинформации.

Стоимость компактных дисков (CD) при их массовом тиражировании невысокая, а учитывая их большую емкость (650 Мбайт, а новых типов – 4 Гбайт и выше), высокие надежность и долговечность, стоимость хранения информации на CD для пользователя оказывается несравнимо меньшей, нежели на магнитных дисках. Это уже привело к тому, что большинство программных средств самого разного назначения поставляется на CD. На компакт-дисках за рубежом организуются обширные базы данных, целые библиотеки; на СD представлены словари, справочники, энциклопедии, обучающие и развивающие программы по общеобразовательным и специальным предметам.

CD широко используются, например, при изучении иностранных языков, правил дорожного движения, бухгалтерского учета, законодательства вообще и налогового законодательства в частности. И все это сопровождается текстами и рисунками, речевой информацией и мультипликацией, музыкой и видео. В чисто бытовом аспекте CD можно использовать для хранения аудио- и видеозаписей, т.е. использовать вместо плейерных аудиокассет и видеокассет. Следует упомянуть, конечно, и о большом количестве программ, компьютерных игр, хранимых на CD.

Использование CD-ROM, CD-RW, CD-DVD открывает доступ к огромным объемам разнообразной и по функциональному назначению, и по среде воспроизведения информации, записанной на компакт-дисках.

Главной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам – вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций с широким диапазоном функциональных возможностей и характеристик.

Наличие работоспособных технических средств, составляющих пользовательский ПК, еще не гарантирует жизнеспособность ПК. Персональный компьютер начинает работать как единое устройство только при наличии в нем работоспособных программных средств и прежде всего системного

92

программного обеспечения, ядро которого составляют операционные системы. Именно операционные системы объединяют все технические блоки, составляющие ПК, в единый вычислительный комплекс и предоставляют пользователю возможность управлять им. Операционные системы создают и позволяют манипулировать основным объектом, живущим в ПК, – файлом. Назначая имя и позволяя определить тип файла, операционная система решает вопросы долговременного хранения информации в компьютере, предоставляя этим неоценимые услуги пользователю.

Файл – это наименованное место (по сути дела «прописка» файла, назначение «местожительства» файла) на машинном носителе для размещения данных в соответствии с правилами конкретной операционной системы. С целью организации файлов в совокупности операционная система предоставляет библиотечное понятие «каталог» (директория, папка). Ката-лог – это перечень названий объектов хранения с указанием адреса размещения объекта в хранилище. Для сложно организованных хранилищ объектов вводится иерархия каталогов. При этом каждый каталог, который входит в качестве составной части в другой каталог, получил название подкаталога. Вложенность каталогов может быть весьма значительной. Описанная структура библиотечной организации огромных массивов объ-ектов используется и в операционных системах. Итак, в операционной сис-теме директория (каталог) – это файл специальной структуры, предназначенный для указания совокупности файлов, составляющих единую группу; поддиректория (подкаталог) – это директория (каталог) в директории (каталоге). Для указания места расположения файла на том или ином носителе используется понятие пути. Путь – это последовательная цепочка имени носителя (диска), за которым следует двоеточие, и перечень имен каталогов и вложенных подкаталогов, разделенных символом "\", указывающая местоположение файла на машинном носителе.

Каждая операционная система имеет свой стандарт на имена файлов и каталогов, исполнение которого гарантирует свободное перемещение файлов с одной платформы компьютера на другую, а также функциональность работы с файлом. Так, стандарт операционной системы MS DOS требует, чтобы имя файла состояло из двух частей: названия файла до восьми символов латинского алфавита и ряда дополнительных символов,

93

включая цифры, – обязательная часть, и типа файла до трех символов того же состава – часть, которая может быть опущена.

Важное значение имеют отдельные программы дополнительного системного обеспечения, которые получили название драйверов. Драйвер – это специальная программа, используемая для согласованного обмена данными между различными устройствами компьютера.

При исполнении программы на компьютере она должна быть помещена в оперативную память и находится там либо постоянно – резидентная программа, либо временно до конца исполнения – обычная программа.

2. Офисная организационная техника (оргтехника) – технические средства, применяемые для механизации и автоматизации управленческих и инженерно-технических работ.

Организационная техника составляет материальную базу прогрессивных систем управления. Слабое использование оргтехники в управлении приводит к снижению производительности труда и эффективности работы управленческого персонала, к недопустимым задержкам при решении оперативных вопросов, а часто и к неверным их решениям ввиду отсутствия необходимой информации и к другим отрицательным последствиям.

Под оргтехникой понимают технические средства, используемые в делопроизводстве для создания информационных бумажных документов, их копирования, размножения, обработки, хранения, транспортирования, и средства административно-управленческой связи.

Средства оргтехники для офиса фирмы могут включать в свой состав такие устройства и оборудование, как персональный компьютер, организационный автомат, пишущие машинки, телефонные и радиотелефонные аппараты, мини-АТС, директорский коммутатор, громкоговорящее телефонное переговорное устройство, пейджинговую систему, телетайп, факсимильный аппарат, копировальный аппарат, ризограф, диктофоны, проекционную аппаратуру, адресовальную машину, маркировальную машину, ламинатор, штемпелевальный аппарат, машину для уничтожения документов, конвертовскрывающую машину, сшиватель документов, картотечное оборудование, стеллажи и шкафы для хранения документов, сейф, тележку, пневмопочту и др.

Средства составления и изготовления документов включают: пишущие машинки; организационные автоматы; диктофонную технику.

94

Средства хранения документов включают: папки, альбомы, конверты, футляры; картотеки; полки; стеллажи; шкафы; сейфы.Средства транспортировки документов включают: тележки; конвейеры; лифты; пневмопочту.Средства обработки документов включают: маркировальные машины; штемпелевальные устройства; ламинаторы – машины для защиты документов от влаги, пыли,

масла и от небрежного хранения; фальцевальные машины – устройства для выполнения различных

видов фальцовки (сгибания) бумаг по заданному формату и аккуратного складывания их;

брошюровальные машины – устройства для автоматической фальцовки и скрепления брошюр с помощью металлических скрепок;

листоподборочные машины (коллаторы) – автоматы для подборки (сортировки) отпечатанных листов в блоки;

бумагорезательное оборудование (резаки) – предназначено для резки рулонной или иной бумаги на листы потребительских форматов;

машины для уничтожения секретных и конфиденциальных документов;

конвертовскрывающие машины; конвертозаклеивающие машины.

3. В системах административного управления информация передается как путем переноски (перевозки) информационных документов курьером (или по почте), так и с использованием систем автоматизированной передачи информации по каналам связи.

Каналы связи (КС) являются общим звеном любой системы передачи информации. По физической природе каналы связи делятся следующим образом:

95

механические используются для передачи материальных носителей информации;

акустические передают звуковой сигнал; оптические передают световой сигнал; электрические передают электрический сигнал.Физической средой передачи информации в низкоскоростных и средне-

скоростных КС обычно являются группы либо параллельных, либо скрученных проводов, называемых витая пара (скручивание проводов уменьшает влияние внешних помех).

Если все абоненты компьютерной сети ведут передачу данных по каналу на одной частоте, такой канал называется узкополосным (пропускает одну частоту). Если каждый абонент работает на своей собственной частоте по одному каналу, то такой канал называется широкополосным (пропускает много частот).

В широкополосных КС используются коаксиальные кабели, оптоволоконные кабели, радиоволноводы. К широкополосным относятся и бес-проводные радиоканалы связи. Возможности широкополосных каналов связи огромны.

Телефонные каналы связи являются наиболее разветвленными и широко используемыми. По телефонным КС осуществляется передача звуковых (тональных) и факсимильных сообщений, они являются основой построения информационно-справочных систем, систем электронной почты и вычислительных сетей (в том числе глобальных).

Следует особо отметить, что телефонный канал связи является более узкополосным, нежели телеграфный, но скорость передачи данных по нему выше ввиду обязательного наличия специального устройства согласования – модема. Модем является одним из широко распространенных видов коммуникационного оборудования и выполняет следующие функции:

при передаче – преобразование широкополосных импульсов (цифрового кода) в полосные аналоговые сигналы (амплитудно-, частотно- или фазомодулированные);

при приеме – фильтрацию принятого сигнала от помех и детектирование, т.е. обратное преобразование узкополосного аналогового сигнала в цифровой код.

Модем – это устройство сопряжения компьютера с телефонным каналом связи.

Средства передачи информации как вид офисной техники включают: телефонную связь – самый распространенный вид оперативной

административно-управленческой связи;

96

радиотелефонную связь, включая пейджинговую связь; телеграфную связь; дейтефонную связь, использующую для передачи информации

телефонные каналы связи, а в качестве приемопередающей аппаратуры может использоваться как обычная телетайпная аппаратура совместно с модемами, так и специальная аппаратура;

факсимильную связь.

4. Важное значение в работе офиса и, в целом, для информатики имеют средства размножения информации, представленные средствами копирования и тиражирования. Для получения небольшого количества копий (до 25 экз.) целесообразно пользоваться средствами копирования документации (репрографии), при размножении документов в большем объеме (более 25 экз.) – средствами тиражирования документов (оперативной или малой полиграфии). Принципиальное отличие средств копирования от средств тиражирования заключается в том, что при копировании копия снимается непосредственно с документа-оригинала, а при тиражировании – с промежуточной печатной формы, изготовленной с документа-оригинала.

Средства копирования включают: электрографическое копирование с использованием

электрографических копировальных аппаратов; термографическое копирование с использованием специальной

термокопировальной бумаги; фотографическое копирование; электронно-графическое копирование, основанное на оптическом

считывании документов и электроискровой регистрации информации на специальный носитель копии;

диазографическое копирование – светокопирование – синькографию.Средства тиражирования информации включают: гектографическую печать. Принцип ее основан на изготовлении

печатной формы с большим запасом краски, которая постепенно растворяется спиртом (отсюда распространенное ее название – спиртовая печать) и расходуется, переносясь на копии;

офсетную печать. В основе офсетной печати лежит принцип несмешиваемости масла и воды. Печать выполняется с плоской поверхности (формы), обработанной таким образом, чтобы участки, соответствующие наносимому изображению, удерживали краску

97

на масляной основе и отталкивали воду, а остальная поверхность удерживала воду и отталкивала краску;

трафаретную печать. Печатная форма – трафарет, изготавливается на листе восковой, желатиновой или коллоидной бумаги либо на пленке путем пробивания в ней микроотверстий на специальных пишущих машинках или методом электронно-графического копирования. Процесс печати заключается в продавливании краски через трафарет на машинах, называемых ротаторами;

электронно-трафаретную печать – самый эффективный и перспективный вариант оперативной полиграфии на ризографах, использующий последние достижения цифровой электроники и существенно улучшающий все характеристики трафаретной печати.

Подробнее см.: 1, 7, 8, 12.

Тема 9. Локальные и глобальные компьютерные сети

Основные вопросы темы1. Сетевые информационные технологии – необходимое условие создания

информационного общества.2. Локальные вычислительные сети.3. Глобальные компьютерные сети. Интернет.

1. Современная информационная технология вышла за пределы одного компьютера. Создание и эксплуатация компьютерных сетей различного класса, уровня, типа и вида стали основной особенностью настоящего этапа развития информационной технологии. Локальные вычислительные (компьютерные) сети являются основой информационно-управленческой деятельности предприятий, организаций и учреждений. Создаются и действуют национальные и корпоративные глобальные компьютерные сети. Интернет – мировая глобальная компьютерная сеть, опутала весь земной шар и доступна практически любому пользователю, имеющему доступ к современному компьютеру. Становится реальным решение задачи создания открытого информационного общества.

Основная задача систем управления распределенными базами данных состоит в обеспечении средств интеграции локальных баз данных, располагающихся в некоторых узлах вычислительной сети с тем, чтобы

98

пользователь, работающий в любом узле сети, имел доступ ко всем этим базам данных как к единой базе данных.

Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь динамичные способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных. Управление крупными предприятиями, управление экономикой на уровне страны требуют участия в этом процессе достаточно крупных коллективов. Такие коллективы могут располагаться в различных районах города, в различных регионах страны и даже в различных странах. Для решения задач управления, обеспечивающих реализацию экономической стратегии, становятся важными и актуальными скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тесного взаимодействия всех участников процесса выработки управленческих решений.

Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и, наконец, персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникло логически обоснованное требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.

Распределенная обработка данных – обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из следующих направлений:

многомашинные вычислительные комплексы (МВК); компьютерные (вычислительные) сети.Многомашинный вычислительный комплекс – группа установленных

рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно единый информационно-вычислительный процесс.

Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Основные отличия компьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса заключаются в следующем:

99

в размерности. В состав многомашинного вычислительного комплекса входят обычно две, максимум три ЭВМ, расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных на расстоянии друг от друга от нескольких метров до десятков, сотен и даже тысяч километров;

в разделении функций между ЭВМ. Если в многомашинном вычислительном комплексе функции обработки данных, передачи данных и управления системой могут быть реализованы в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции распределены между различными ЭВМ;

в необходимости решения в сети задачи маршрутизации сообщений. Сообщение от одной ЭВМ к другой в сети может быть передано по различным маршрутам в зависимости от состояния каналов связи, соединяющих ЭВМ друг с другом.

Объединение в один комплекс средств вычислительной техники, аппаратуры связи и каналов передачи данных предъявляет специфические требования со стороны каждого элемента многомашинной ассоциации, а также требует формирования специальной терминологии.

Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети.

Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д. Любой абонент сети подключается к станции.

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

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

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

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.

Такой подход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.

В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

глобальные; региональные;

100

локальные. Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов,

расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи – каналов связи общего пользования. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки – сотни километров.

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2–2,5 км.

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

Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональные сети – объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры.

Персональные компьютеры, ставшие в настоящее время непременным элементом любой системы управления, привели к буму в области создания локальных вычислительных сетей. Это, в свою очередь, вызвало необходимость в разработке новых информационных технологий. Одной из разновидностей такой технологии является телеобработка информации – обработка данных на расстоянии с использованием компьютерных сетей. Информационной поддержкой этой технологии являются распределенные базы данных, представляющие согласованные базы данных,

101

расположенные в разных узлах компьютерной сети под общим управлением.

Практика применения персональных компьютеров в различных отраслях науки, техники и производства показала, что наибольшую эффективность от внедрения вычислительной техники обеспечивают не автономные ПК, а локальные вычислительные сети.

Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: передатчик, сообщение, средства передачи, приемник.

Передатчик – устройство, являющееся источником данных. Приемник – устройство, принимающее данные.Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровое

устройство.Сообщение – цифровые данные определенного формата,

предназначенные для передачи. Это могут быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.

Средства передачи – физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

Для передачи сообщений в вычислительных сетях используются различные типы каналов связи. Наиболее распространены выделенные телефонные каналы и специальные каналы для передачи цифровой информации. Применяются также радиоканалы и каналы спутниковой связи.

Особняком в этом отношении стоят локальные вычислительные сети (ЛВС), где в качестве передающей среды используются витая пара проводов, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.

Для характеристики процесса обмена сообщениями в вычислительной сети по каналам связи используются следующие понятия: режим передачи, код передачи, тип синхронизации.

Существуют три режима передачи: симплексный, полудуплексный и дуплексный.

Симплексный режим – передача данных только в одном направлении.Примером симплексного режима передачи является система, в

которой информация, собираемая с помощью датчиков, передается для обработки на ЭВМ. В вычислительных сетях симплексная передача практически не используется.

Полудуплексный режим – попеременная передача информации, когда источник и приемник последовательно меняются местами.

102

Яркий пример работы в полудуплексном режиме – разведчик, передающий в Центр информацию, а затем принимающий инструкции из Центра.

Дуплексный режим – одновременные передача и прием сообщений.Дуплексный режим является наиболее скоростным режимом работы

и позволяет эффективно использовать вычислительные возможности быстродействующих ЭВМ в сочетании с высокой скоростью передачи данных по каналам связи. Пример дуплексного режима – телефонный разговор.

Для передачи информации по каналам связи используются специальные коды. Коды эти стандартизованы и определены рекомендациями ISO (International Organization for Standardization) – Международной организации по стандартизации (МОС) или Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ).

Наиболее распространенным кодом передачи по каналам связи является код ASCII, принятый для обмена информацией практически во всем мире (отечественный аналог – код КОИ-7).

Для передачи кодовой комбинации используется столько линий, сколько битов эта комбинация содержит. Каждый бит передается по отдельному проводу. Это параллельная передача или передача параллельным кодом. Предпочтение такой передаче отдается при организации локальных МВК, для внутренних связей ЭВМ и для небольших расстояний между абонентами сети. Передача параллельным кодом обеспечивает высокое быстродействие, но требует повышенных затрат на создание физической передающей среды и обладает плохой помехозащищенностью. В вычислитель-ных сетях передача параллельными кодами не используется.

Для передачи кодовой комбинации по двухпроводной линии группа битов передается по одному проводу бит за битом. Это передача информации последовательным кодом. Она, вполне естественно, медленнее, так как требует преобразования данных в параллельный код для дальнейшей обработки в ЭВМ, но экономически более выгодна для передачи сообщений на большие расстояния.

Процессы передачи или приема информации в вычислительных сетях могут быть привязаны к определенным временным отметкам, т.е. один из процессов может начаться только после того, как получит полностью данные от другого процесса. Такие процессы называются синхронными.

103

В то же время существуют процессы, в которых нет такой привязки, и они могут выполняться независимо от степени полноты переданных данных. Такие процессы называются асинхронными.

Синхронизация данных – согласование различных процессов во времени. В системах передачи данных используются два способа передачи данных: синхронный и асинхронный.

При синхронной передаче информация передается блоками, которые обрамляются специальными управляющими символами. В состав блока включаются также специальные синхросимволы, обеспечивающие контроль состояния физической передающей среды, и символы, позволяющие обнаруживать ошибки при обмене информацией. В конце блока данных при синхронной передаче в канал связи выдается контрольная последовательность, сформированная по специальному алгоритму. По этому же алгоритму формируется контрольная последовательность при приеме информации из канала связи. Если обе последовательности совпадают – ошибок нет. Блок данных принят. Если же последовательности не совпадают – ошибка. Передача повторяется до положительного результата проверки. Если повторные передачи не дают положительного результата, то фиксируется состояние аварии.

Синхронная передача – высокоскоростная и почти безошибочная. Она используется для обмена сообщениями между ЭВМ в вычислительных сетях. Синхронная передача требует дорогостоящего оборудования.

При асинхронной передаче данные передаются в канал связи как последовательность битов, из которой при приеме необходимо выделить байты для последующей их обработки. Для этого каждый байт ограничивается стартовым и стоповым битами, которые и позволяют произвести выделение их из потока передачи. Иногда в линиях связи с низкой надежностью используется несколько таких битов. Дополнительные стартовые и стоповые биты несколько снижают эффективную скорость передачи дан-ных и соответственно пропускную способность канала связи. В то же время асинхронная передача не требует дорогостоящего оборудования и отвечает требованиям организации диалога в вычислительной сети при взаимодействии персональных ЭВМ.

Для оценки качества коммуникационной сети можно использовать следующие характеристики:

скорость передачи данных по каналу связи; пропускную способность канала связи; достоверность передачи информации;

104

надежность канала связи и модемов.Скорость передачи данных по каналу связи измеряется количеством

битов информации, передаваемых за единицу времени – секунду. Единица измерения скорости передачи данных – бит в секунду. Более удобной характеристикой канала является его пропускная способность, которая оценивается количеством знаков, передаваемых по каналу за единицу времени – секунду. Единица измерения пропускной способности канала связи – знак в секунду.

Единица измерения достоверности: количество ошибок на знак – ошибок/знак.

Единица измерения надежности: среднее время безотказной работы – час.Для определения задач, поставленных перед сложным объектом,

а также для выделения главных характеристик и параметров, которыми он должен обладать, создаются общие модели таких объектов. Описание общей модели вычислительной сети представляет ее архитектуру. Многообразие производителей вычислительных сетей и сетевых программных продуктов поставило проблему объединения сетей различных архитектур. Для ее решения МОС разработала модель архитектуры открытых систем. Эта модель включает следующие семь уровней:

7-й уровень – прикладной, обеспечивает поддержку прикладных процессов конечных пользователей. Этот уровень определяет круг прикладных задач, реализуемых в данной вычислительной сети. Он также содержит все необходимые элементы сервиса для прикладных программ пользователя. На прикладной уровень могут быть вынесены некоторые задачи сетевой операционной системы;

6-й уровень – представительный, определяет синтаксис данных в модели, т.е. представление данных. Он гарантирует представление данных в кодах и форматах, принятых в данной системе. В некоторых системах этот уровень может быть объединен с прикладным;

5-й уровень – сеансовый, реализует установление и поддержку сеанса связи между двумя абонентами через коммуникационную сеть. Он позволяет производить обмен данными в режиме, определенном прикладной программой, или предоставляет возможность выбора режима обмена. Сеансовый уровень поддерживает и завершает сеанс связи. Три верхних уровня объединяются под общим названием – «процесс» или «прикладной процесс». Эти уровни

105

определяют функциональные особенности вычислительной сети как прикладной системы;

4-й уровень – транспортный, обеспечивает интерфейс между процессами и сетью. Он устанавливает логические каналы между процессами и обеспечивает передачу по этим каналам информационных пакетов (пакет – группа байтов, передаваемых абонентами сети друг другу), которыми обмениваются процессы. Логические каналы, устанавливаемые транспортным уровнем, называются транспортными каналами;

3-й уровень – сетевой, определяет интерфейс оконечного оборудования данных пользователя с сетью коммутации пакетов. Он также отвечает за маршрутизацию пакетов в коммуникационной сети и за связь между сетями – реализует межсетевое взаимодействие;

2-й уровень – канальный, уровень звена данных, реализует процесс передачи информации по информационному каналу. Информационный канал – логический канал, он устанавливается между двумя ЭВМ, соединенными физическим каналом. Канальный уровень обеспечивает управление потоком данных в виде кадров, в которых упаковываются информационные пакеты, обнаруживает ошибки передачи и реализует алгоритм восстановления информации в случае обнаружения сбоев или потерь данных;

1-й уровень физический, – выполняет все необходимые процедуры в канале связи. Его основная задача – управление аппаратурой передачи данных и подключенным к ней каналом связи.

При передаче информации от прикладного процесса в сеть происходит ее обработка уровнями модели взаимодействия открытых систем. Смысл этой обработки заключается в том, что каждый уровень добавляет к информации процесса свой заголовок – служебную информацию, которая необходима для адресации сообщений и для некоторых контрольных функций. Канальный уровень, кроме заголовка, добавляет еще и концевик – контрольную последовательность, которая используется для проверки правильности приема сообщения из коммуникационной сети. Физический уровень заголовка не добавляет. Каждый уровень модели взаимодействия открытых систем реагирует только на свой заголовок в различных абонентских ЭВМ. Такое взаимодействие должно выполняться по определенным правилам, представленным протоколом.

106

Протокол – набор правил, определяющий взаимодействие двух одноименных уровней модели взаимодействия открытых систем в различных абонентских ЭВМ. Протокол – это не программа. Правила и последовательность выполнения действий при обмене информацией, определенные протоколом, должны быть реализованы в программе. Обычно функции протоколов различных уровней реализуются в драйверах для различных вычислительных сетей.

В соответствии с семиуровневой структурой модели можно говорить о необходимости существования протоколов для каждого уровня.

Функции, описываемые уровнями модели, должны быть реализованы либо в аппаратуре, либо в виде программ. Функции физического уровня всегда реализуются в аппаратуре. Это адаптеры, мультиплексоры передачи данных, сетевые платы и т.д. Функции остальных уровней реализуются в виде программных модулей – драйверов.

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

2. Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – это совокупность компьютеров, размещенных на ограниченной площади, связанных между собой монопольными каналами связи и предназначенных для кооперативной обработки информации путем разделения ресурсов сети и осуществления информационных коммуникаций.

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

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

Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сервер – источник ресурсов сети.

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

Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (MS DOS, Windows и т.д.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.

Различают два типа ЛВС: одноранговые (децентрализованные);

107

серверные (централизованные).В одноранговых ЛВС все компьютеры выполняют роль как сервера,

так и рабочей станции одновременно, т.е. находятся в одном ранге. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям.

В централизованных ЛВС выделяется один или группа мощных компьютеров, обслуживающих всю сеть.

Сервер – это центральный компьютер сети с быстродействующим процессором, с большой оперативной и долговременной памятью, выполняющий сервисные общесетевые функции.

Особое внимание следует уделить одному из типов серверов – файловому серверу (File Server). В распространенной терминологии для него принято сокращенное название – файл-сервер.

Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным. Файл-сервер выполняет следующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхро-низацию изменений данных различными пользователями, передачу данных. Для многих задач использование одного файл-сервера оказывается недостаточным. Тогда в сеть могут включаться несколько серверов. Возможно также применение в качестве файл-серверов мини-ЭВМ.

Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.

Клиент – задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос

на сервер для выполнения сложных процедур, чтение файла, поиск информации в базе данных и т.д.

Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.

Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. В принципе обработка данных может быть выполнена и на сервере. Для подобных систем приняты термины – системы клиент-сервер или архитектура клиент-сервер.

108

Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных вычислительных сетях, так и в сети с выделенным сервером.

Вычислительные машины, входящие в состав ЛВС, могут быть расположены самым случайным образом на территории, где создается вычислительная сеть. Следует заметить, что для способа обращения к передающей среде и методов управления сетью небезразлично, как расположены абонентские ЭВМ. Поэтому имеет смысл говорить о топологии ЛВС.

Топология ЛВС – это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети.

Топологии вычислительных сетей могут быть самыми различными, но для локальных вычислительных сетей типичными являются всего три: кольцевая, шинная, звездообразная.

Иногда для упрощения используют термины – кольцо, шина и звезда. Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов.Узел – любое устройство, непосредственно подключенное к

передающей среде сети.Топология усредняет схему соединений узлов сети. Так, и эллипс,

и замкнутая кривая, и замкнутая ломаная линия относятся к кольцевой топологии, а незамкнутая ломаная линия – к шинной.

Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кривой – кабелем передающей среды. Выход одного узла сети соединяется со входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения. Однако последовательная дисциплина обслуживания узлов такой сети снижает ее быстродействие, а выход из строя одного из узлов нарушает целостность кольца и требует принятия специальных мер для сохранения тракта передачи информации.

Шинная (линейная) топология позволяет передавать данные от узла сети по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Дисциплина обслуживания параллельная. Сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам. Сеть, построенная по шинной топологии, устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов.

Звездообразная топология базируется на концепции центрального узла, к которому подключаются периферийные узлы. Каждый периферийный

109

узел имеет свою отдельную линию связи с центральным узлом. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети. Звездообразная топология значительно упрощает взаимодействие узлов ЛВС друг с другом, позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. В то же время работоспособность ЛВС со звездообразной топологией целиком зависит от центрального узла.

В реальных вычислительных сетях могут использоваться более сложные топологии, представляющие в некоторых случаях сочетания рассмотренных.

Для расширения возможностей нескольких ЛВС они могут объединяться.Для выполнения функций коммутации используются специальные

устройства – концентраторы.Концентратор – устройство, коммутирующее несколько каналов связи

на один путем частотного разделения.В ЛВС, где физическая передающая среда представляет собой кабель

ограниченной длины, для увеличения протяженности сети используются специальные устройства – повторители.

Самый простой вариант объединения ЛВС – объединение одинаковых сетей в пределах ограниченного пространства. Физическая передающая среда накладывает ограничения на длину сетевого кабеля. В пределах допустимой длины строится отрезок сети – сетевой сегмент. Для объединения сетевых сегментов используются мосты. Сети, которые объединяет мост, должны иметь одинаковые сетевые уровни модели взаимодействия открытых систем, нижние уровни могут иметь некоторые отличия. Для сети персональных компьютеров мост – отдельная ЭВМ со специальным программным обеспечением и дополнительной аппаратурой. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем.

Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение нескольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого устройства – отправить сообщение адресату в нужную сеть. Называется такое устройство маршрутизaтором. Маршрутизатор, или роутер, – устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее одну операционную систему.

Для объединения ЛВС совершенно различных типов, работающих по существенно отличающимся друг от друга протоколам, предусмотрены специальные устройства – шлюзы. Шлюз – устройство, позволяющее организовать обмен данными между двумя сетями, использующими

110

различные протоколы взаимодействия. Шлюз осуществляет свои функции на уровнях выше сетевого. Он не зависит от используемой передающей среды, но зависит от используемых протоколов обмена данными. Обычно шлюз выполняет преобразование между двумя протоколами. С помощью шлюзов можно подключить локальную вычислительную сеть к главному компьютеру, а также локальную сеть к глобальной сети.

Мосты, маршрутизаторы и шлюзы конструктивно выполняются в виде плат, которые устанавливаются в компьютерах. Функции свои они могут выполнять как в режиме полного выделения функций, так и в режиме совмещения их с функциями рабочей станции вычислительной сети.

3. Особенностью глобальных компьютерных сетей является использование коммуникационных сетей (каналов связи) общего пользования. В настоящее время существует и используется несколько десятков глобальных компьютерных сетей. Одной из самых известных и широко используемых глобальных компьютерных сетей является Интернет.

Интернет представляет собой сложную глобальную компьютерную сеть. Перевод этого слова означает «между сетей». Это сеть, соединяющая отдельные сети. Логическая структура Интернета представляет собой некое виртуальное объединение, имеющее свое собственное информационное пространство. Интернет обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сеть, подключены к ней. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют.

Интернет – это всемирное кооперативно управляемое сообщество компьютерных сетей и отдельных компьютеров, обменивающихся информацией с помощью протоколов TCP/IP.

Интернет самостоятельно осуществляет передачу данных. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести некоторую информацию о своем владельце.

С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес (IP – Internetwork Protocol – межсетевой протокол) и доменный адрес.

Оба эти адреса могут применяться равноценно. Цифровой адрес удобен для обработки на компьютере, а доменный адрес – для восприятия пользователем. Для обслуживания перевода доменного адреса в цифровой и обратно служат DNS-сервера.

Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Для удобства он разделяется на четыре блока по восемь бит, которые можно записать в десятичном виде.

111

Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера.

Два блока определяют адрес сети, а два другие – адрес компьютера внутри этой сети. Существует определенное правило для установления границы между этими адресами. Поэтому IP-адрес включает в себя три компонента: адрес сети, адрес подсети, адрес компьютера в подсети.

Для подключения к Интернету необходимо иметь компьютер, модем, канал связи с организацией, предоставляющей услуги Интернета, называемой провайдером. Каналом связи может быть телефонная сеть. При этом следует иметь в виду, что при использовании телефонных каналов связи для подключения к Интернету лучше пользоваться услугами того провайдера, который расположен рядом и пользуется той же АТС.

Одной из первых служб в Интернете является пересылка файлов, организованных на FTP-серверах. FTP-серверы предназначены для хранения файлов, доступных для загрузки пользователю в сети. Доступ к FTP-серверам обеспечивается FTP-протоколом.

Появление в Интернете WWW-технологии как средства общения с использованием компьютерных сетей сыграло решающую роль в широком (взрывном характере) распространения самого Интернета. Всемирная паутина (WWW – World Wide Web) – это мультимедийная гипертекстовая технология общения посредством компьютерных сетей. Для связи с мировой паутиной предназначены Web-серверы, доступ к которым осуществляется с помощью HTTP-протокола. Особенностью этого протокола является то, что по запросу он выставляет на компьютере пользователя только одну Web-страницу, составленную с использованием языка HTML. Эта Web-страница посредством гиперссылок позволяет осуществить навигацию как внутри самой страницы так и, посредством обращения к HTTP-протоколу, к другой Web-странице, доступной в сети, вызвав ее появление на экране компьютера. Для отображения в сети информационных объектов, которые не помещаются на одну Web-страницу, используя технологию гипертекста, создаются Web-узлы (сайты).

С целью выхода в Интернет с конкретного компьютера разработаны специальные программы-браузеры. Браузер – это компьютерная программа для работы с Web. Существует много разных программ-браузеров. Наиболее широко известным является Internet Explorer. Эта программа позволяет выполнять многие операции и настройки. Так, например, с помощью меню Edit браузера Internet Explorer можно удалить надписи на панели управления; увидеть исходный текст странички на

112

языке HTML, изменить кодировку. Настройки Internet Explorer позволяют организовать пользовательскую цензуру, так как в Интернете не существует официальной цензуры – это полностью открытая глобальная компьютерная сеть.

Удобная навигация по страницам Интернета и поиск нужной информации осуществляются с помощью поисковых машин. Широко используются такие русскоязычные поисковые машины, как Yandex, Rambler, Aport и др.

Одной из шороко используемых служб в Интернете является электронная почта. Электронная почта – это система программно-технических и коммуникационно-технологических средств, обеспечивающая создание и регистрацию, прием-передачу между абонентами сети, хранение и обработку различного рода текстовых сообщений с использованием электронных средств представления данных.

Основными элементами электронного письма являются: подпись; заголовок; текст письма.Поле Date заголовка письма заполняется автоматически. Элемент

электронного письма «Подпись» является необязательным. Для придания эмоциональности почтовым отправлениям используются смайлики. Смайлики представляют собой простые значки, обозначающие эмоции в электронном письме.

Существуют программы, поддерживающие работу нескольких почтовых ящиков.

Для приема и пересылки электронной почты служат почтовые серверы.Следует указать еще одну службу Интернета – это телеконференции

новостей, для обслуживания которой созданы NNTP-серверы.Широкое использование глобальных и региональных компьютерных

сетей в экономике привело к новому понятию – «сетевая экономика». Ведущими направлениями сетевой экономики являются:

электронная коммерция; интернет-банкинг; электронный маркетинг; интернет-трейдинг; интернет-аукционы; корпоративные информационные системы управления

предприятием.

113

Подробнее см.: 1, 7, 8, 12.

Тема 10. Защита информации и информационных технологий от несанкционированного доступа и вредоносных воздействий

Основные вопросы темы1. Защита информации и информационных технологий – важнейшая задача

современной информатики.2. Криптографические методы защиты информации.3. Защита информации и информационных технологий от вредоносных

программ.4. Правовые аспекты защиты информации и информационных технологий.

1. Нельзя не согласиться с тем, что краеугольным камнем развития электронной коммерции и будущего облика окружающего нас информационного пространства является безопасность. Резонно задать вопрос: чья безопасность и от чего (или кого)? Очевидно, безопасность субъектов электронного взаимодействия от злонамеренных действий контрагентов и третьих по отношению к ним лиц. При этом выделим несколько характерных типов угроз:

доступ к конфиденциальной информации посторонних лиц; уничтожение информации (умышленно или по халатности); искажение информации в процессе передачи; создание вредоносных программ; имитация электронных документов; отказ от авторства электронного документа; отсутствие правовой защиты участников электронного

документооборота. Всемирная паутина с момента ее зарождения опутала все

экономически развитые и стремящиеся к этому страны. Использование имеющейся телекоммуникационной инфраструктуры Интернета в качестве среды передачи юридически и финансово значимых документов не просто целесообразно, но и единственно возможно. Естественно, всегда будут существовать замкнутые корпоративные сети, но по масштабам они не превзойдут Интернет. Необходимо заметить, что изначально сеть задумывалась открытой, т.е. со свободным доступом к размещенной в ней информации при минимальных ограничениях. Единственной угрозой безопасности информации в первоначальной концепции сети была угроза ее

114

несанкционированного уничтожения и модификации. При этом ущерб имел скорее моральный, нежели материальный характер.

Интеграция бизнес-процессов в среду Интернета приводит к кардинальному изменению положения с обеспечением безопасности. Порождение прав и ответственности на основании электронного документа требует всесторонней защиты от всей совокупности угроз и прежде всего несанкционированного доступа как отправителя документа, так и его получателя.

Защита от несанкционированного доступа – это система мероприятий, средств и методов ограничения допуска к информационным технологиям и информационным ресурсам лиц, не обладающих правами доступа к ним.

Систему мероприятий, средств и методов ограничения допуска к информационным технологиям и информационным ресурсам можно представить в виде трех составляющих:

организационно-технических; программно-аппаратных; программных.Организационно-технические средства и методы включают: создание и оборудование специальных помещений с

ограниченным доступом; использование специального оборудования и технических средств

(сейфов, сейфовых ячеек и т.п.) для хранения документов и предметов;

организацию и проведение охранных мероприятий; использование специального оборудования, ограничивающего

доступ в охраняемые помещения с применением кодового, дактилоскопического, биометрического, антропологического и т.п. контроля;

экранирование служебных помещений как от внешнего электромагнитного излучения, так и от распространения электромагнитных излучений за пределы помещений.

Программно-аппаратные средства и методы включают использование: стационарных и съемных программируемых устройств типа микро-

схем. Например, микросхема, поддерживающая BIOS любой ПЭВМ, позволяет проконтролировать память компьютера на содержание вирусов и настроиться на парольный вход в компьютер;

кодовых электронных ключей; специальной аппаратуры и программного обеспечения для речевого,

биометрического, дактилоскопического, антропологического и т.п. контроля входа в конкретный компьютер;

115

программируемых сетевых фильтров – брандмауэров; машинных носителей в качестве ключей доступа к конкретным

программам и информационным массивам.Программные средства и методы включают: создание и использование программных парольных служб; программное обеспечение индикации и обезвреживания

компьютерных вирусов; программы-сетевые фильтры; криптографические методы.Программы-сетевые фильтры типа Fire Wall позволяют

проконтролировать внутренний и внешний трафик как по IP-адресам, так по отдельным сетевым протоколам, а также по контексту сетевых сообщений, и сделать фильтрацию сетевых подключений и сообщений по заданной схеме.

2. Основу криптографических методов защиты информации составляют методы и способы кодирования и декодирования информации.

Любое сообщение (документ) при применении криптографических методов рассматривается как уникальная последовательность символов. Метод кодирования (шифрования) заключается в том, что реальная уникальная последовательность символов заменяется на другую, ключ к расшифровке которой известен только отправителю и получателю. Метод шифрования представляет собой формальный алгоритм преобразования исходного сообщения в результирующее. Ключ шифрования – это набор параметров, необходимых для применения метода. Существует великое множество различных методов шифрования сообщений и в принципе все они известны. Уникальность применению того или иного метода придает использование ключа шифрования. Различают статические и динамические ключи шифрования. Статический ключ – это ключ многократного использования с различными сообщениями. Динамический ключ – это ключ, который меняется от сообщения к сообщению. Соответственно, для такого ключа необходимо в шифрограмме сообщать информацию о том, какой ключ из набора известных ключей использовался для шифровки данного сообщения.

Существуют два вида методов шифрования: симметричный и несимметричный.

Симметричный метод заключается в том, что отправитель и получатель используют один и тот же ключ. Современные методы симметричного шифрования обладают достаточно высокой

116

криптостойкостью и обеспечивают надежную аутентификацию сообщения, т.е. уникальность передачи сообщения.

Однако для использования этого метода требуется либо физическое общение партнеров с целью передачи ключа, либо наличие защищенного канала связи. С другой стороны, если один из партнеров имеет уникальные связи со многими партнерами, то при реализации симметричного метода шифрования встают сложные технические проблемы: хранение множества ключей, передача их партнерам, привязка конкретного партнера к конкретному ключу. Перечисленные сложности делают симметричный метод практически непригодным в электронной коммерции.

Несимметричный метод шифрования заключается в том, что в результате применения этого метода создаются два взаимосвязанных ключа с уникальным свойством: зашифрованное одним ключом может быть расшифровано только другим ключом. В этом случае один из ключей может быть открытым (публичным) и предоставлен всем заинтересованным партнерам. Другой ключ остается у владельца пары ключей и является закрытым (личным). При этом шифрация и дешифрация с помощью открытых и закрытых ключей может осуществляться в ту и другую сторону. Использование закрытого ключа позволяет идентифицировать отправителя. Использование открытого ключа позволяет аутентифицировать сообщения, т.е. сохранять конфиденциальность.

Появление несимметричных методов шифрования связано с необходимостью разработки технологии электронно-цифровой подписи как средства идентификации отправителя.

Размер ключа измеряется в битах, и чем длиннее ключ, тем больше времени необходимо для перебора его возможных значений. Естественно, для обеспечения одинаковой криптостойкости симметричного ключа требуется меньшее количество бит, чем несимметричного. Так, если для симметричного ключа нужно 56 бит, то для несимметричного необходимо иметь 384 бита, чтобы обеспечить ту же криптостойкость.

Однако абсолютно надежных средств криптографической защиты не существует. Вопрос снятия любой защиты является в большей степени экономическим: соотношение времени, финансовых затрат и целесообразности.

С развитием интернет-технологий в различных областях человеческой деятельности, и прежде всего электронной почты, появилось новое негативное явление Spam – незапрашиваемая рассылка. Методы борьбы с

117

этим явлением только начинают разрабатываться и в настоящее время в основном используются правовые воздействия (например, в США).

3. Массовое применение персональных компьютеров, к сожалению, оказалось связанным с появлением самовоспроизводящихся программ-вирусов, препятствующих нормальной работе компьютера, разрушающих файловую структуру дисков и наносящих ущерб хранимой в компьютере информации. Проникнув в один компьютер, компьютерный вирус способен распространиться на другие компьютеры.

Компьютерным вирусом называется специально написанная программа, способная самопроизвольно присоединяться к другим программам, создавать свои копии и внедрять их в файлы, системные области компьютера и в вычислительные сети с целью нарушения работы программ, порчи файлов и каталогов, создания всевозможных помех в работе на компьютере.

Причины появления и распространения компьютерных вирусов, с одной стороны, скрываются в психологии человеческой личности и ее теневых сторонах (зависти, мести, тщеславии непризнанных творцов, невозможности конструктивно применить свои способности), а с другой – обусловлены отсутствием аппаратных средств защиты и противодействия со стороны операционной системы персонального компьютера.

Несмотря на принятые во многих странах законы о борьбе с компьютерными преступлениями и разработку специальных программных средств защиты от вирусов, количество новых программных вирусов постоянно растет. Это требует от пользователя персонального компьютера знаний о природе вирусов, способах заражения вирусами и защиты от них.

Основными путями проникновения вирусов в компьютер являются съемные диски (гибкие и лазерные), а также компьютерные сети. Заражение жесткого диска вирусами может произойти при загрузке компьютера с дискеты, содержащей вирус. Такое заражение может быть и случайным, например, если дискету не вынули из дисковода А и перезагрузили компьютер, при этом дискета может и не быть системной. Заразить дискету гораздо проще. На нее вирус может попасть, даже если дискету просто вставили в дисковод зараженного компьютера и, например, прочитали ее оглавление.

Зараженный диск – это диск, в загрузочном секторе которого находится программа-вирус.

118

После запуска программы, содержащей вирус, становится возможным заражение других файлов. Наиболее часто вирусом заражаются загрузочный сектор диска и исполняемые файлы, имеющие расширения ЕХЕ, СОМ, SYS или ВАТ. Крайне редко заражаются текстовые и графические файлы.

Зараженная программа – это программа, содержащая внедренную в нее программу-вирус.

При заражении компьютера вирусом очень важно своевременно его обнаружить. Для этого следует знать основные признаки проявления вирусов. К ним можно отнести следующие:

прекращение работы или неправильная работа ранее успешно функционировавших программ;

медленная работа компьютера; невозможность загрузки операционной системы; исчезновение файлов и каталогов или искажение их содержимого; изменение даты и времени модификации файлов; изменение размеров файлов; неожиданное значительное увеличение количества файлов на диске; существенное уменьшение размера свободной оперативной памяти; вывод на экран непредусмотренных сообщений или изображений; подача непредусмотренных звуковых сигналов; частые зависания и сбои в работе компьютера.Следует заметить, что вышеперечисленные явления необязательно

вызываются присутствием вируса, а могут быть следствием других причин. Поэтому всегда затруднена правильная диагностика состояния компьютера.

В настоящее время известно более 70 тысяч программных вирусов, их можно классифицировать по следующим признакам:

среде обитания; способу заражения среды обитания; воздействию; особенностям алгоритма.В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на

сетевые, файловые, загрузочные и файлово-загрузочные. Сетевые вирусы распространяются по различным компьютерным сетям. Файловые вирусы внедряются главным образом в исполняемые модули, т.е. в файлы, имеющие расширения СОМ и ЕХЕ. Файловые вирусы могут внедряться и в другие типы файлов, но, как правило, записанные в таких файлах, они никогда не получают управление и, следовательно, теряют способность к размножению. Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска (Boot-сектор) или в сектор, содержащий программу загрузки системного

119

диска (Master Boot Record). Файлово-загрузочные вирусы заражают как файлы, так и загрузочные сектора дисков.

По способу заражения вирусы делятся на резидентные и нерезидентные. Резидентный вирус при заражении (инфицировании) компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая потом перехватывает обращение операционной системы к объектам заражения (файлам, загрузочным секторам дисков и т.п.) и внедряется в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время.

По степени воздействия вирусы можно разделить на следующие виды:

неопасные, не мешающие работе компьютера, но уменьшающие объем свободной оперативной памяти и памяти на дисках, действия таких вирусов проявляются в каких-либо графических или звуковых эффектах;

опасные вирусы, которые могут привести к различным нарушениям в работе компьютера;

очень опасные, воздействие которых может привести к потере программ, уничтожению данных, стиранию информации в системных областях диска.

По особенностям алгоритма вирусы трудно классифицировать из-за большого разнообразия. Простейшие вирусы – паразитические, они изменяют содержимое файлов и секторов диска и могут быть достаточно легко обнаружены и уничтожены. Можно отметить вирусы-репликаторы, называемые червями, которые распространяются по компьютерным сетям, вычисляют адреса сетевых компьютеров и записывают по этим адресам свои копии. Известны вирусы-невидимки, называемые стелс-вирусами, которые очень трудно обнаружить и обезвредить, так как они перехватывают обращения операционной системы к пораженным файлам и секторам дисков и подставляют вместо своего незараженные участки диска. Наиболее трудно обнаружить вирусы-мутанты, содержащие алгоритмы шифровки-расшифровки, благодаря которым копии одного и того же вируса не имеют ни одной повторяющейся цепочки байтов. Имеются и так называемые квазивирусные или «троянские» программы, которые хотя и не способны к самораспространению, но очень опасны, так как, маскируясь под полезную программу, разрушают загрузочный сектор и файловую систему дисков.

120

Для обнаружения, удаления и защиты от компьютерных вирусов разработано несколько видов специальных программ, которые позволяют обнаруживать и уничтожать вирусы. Такие программы называются антивирусными.

Различают следующие виды антивирусных программ: программы- детекторы; программы-доктора или фаги; программы-ревизоры; программы-фильтры; программы-вакцины или иммунизаторы.Программа-полифаг «Doctor Web» (Dr.Web) предназначена прежде

всего для борьбы с полиморфными вирусами. Она может эффективно бороться со сложными вирусами-мутантами. Программа «Dr.Web» способна обнаруживать изменения в собственном программном коде, эффективно определять файлы, зараженные новыми, неизвестными вирусами, проникая в зашифрованные и упакованные файлы, а также преодолевая «вакцинное прикрытие». Это достигается благодаря наличию достаточно мощного эвристического анализатора. В режиме эвристического анализа программа «Dr.Web» исследует файлы и системные области дисков, пытаясь обнаружить новые или неизвестные ей вирусы по характерным для вирусов кодовым последовательностям. Если таковые будут найдены, то выводится предупреждение о том, что объект, возможно, инфицирован неизвестным вирусом.

Работать с программой «Dr. Web» можно в двух режимах: полноэкранного интерфейса с использованием меню и диалоговых

окон; управления через командную строку.Общие технические характеристики Antiviral Toolkit Pro (AVP): поиск и удаление всех типов вирусов и вредоносных программ

в файлах, загрузочных секторах и оперативной памяти:а) полиморфных вирусов; б) вирусов-неведимок; в) макровирусов (инфицирующие документы MS Word, Excel, Access

и PowerPoint); г) HTML-вирусов; д) Windows, UNIX, OS/2 и Java-вирусов; е) троянских коней, интернет-червей; надежный контроль над всеми возможными источниками

проникновения вирусов;

121

передовые способы защиты против вирусов: резидентный перехватчик, сканер, фильтр электронной почты;

проверка на вирусы локальных почтовых ящиков наиболее распространенных почтовых систем;

обнаружение и удаление вирусов из файлов упакованных PKLITE, LZEXE, DIET, COM2EXE и другими утилитами сжатия;

проверка архивированных файлов всех наиболее распространенных форматов (ZIP, ARJ, LHA, RAR и др.);

эвристический анализатор второго поколения для поиска неизвестных вирусов;

централизованная инсталляция и управление антивирусным комплексом;

ежедневные обновления антивирусных баз из Интернета в масштабе реального времени;

режим избыточного сканирования; поддержка журнала работы программы; удобный пользовательский интерфейс, созданный по уникальной

технологии Tree Chart. Norton AntiVirus автоматически защищает от вирусов, злонамеренных

программ ActiveX, апплетов Java при взаимодействии с Интернетом или при использовании информации с флоппи-дисков, CD или из сети, автоматически проверяет входящие приложения в самых распространенных программах электронной почты.

Основные функции программы Norton AntiVirus: графическое оповещение. Легкое проведение обновления.

Сканирование по заданию; повышенная безопасность. Сканирование электронной почты

(MS Outlook, MS Outlook Express, Eudora Pro, Eudora Lite, Netscape Messenger, Netscape Mail). Обнаружение и лечение сжатых файлов. Автоматическое оповещение о вирусной угрозе;

мощные функции обнаружения и лечения. Карантин. Функция Scan and Deliver. Поддержка микрообновлений. Обнаружение злонамеренных программ. Обнаружение и лечение вирусов сжатых файлов (MIME/UU, LHA/LZH, ARJ, CAB, PKLite, LZEXE, ZIP).

Всеобъемлющая автоматическая защита включает программы: Bloodhound, LiveUpdate, AutoProtect, Мастер лечения.

Программа Bloodhound обеспечивает самую надежную на сегодня защиту против новых и неизвестных вирусов, используя революционную, эвристическую технологию. Беспрепятственно пропускает незараженные

122

файлы, но задерживает файлы с вирусами еще до того, как они могут войти в систему и нанести ей вред.

Программа AutoProtect следит за системой в резидентном режиме, используя сканирование в реальном времени в сеансах DOS и Windows.

Программа LiveUpdate проверяет наличие обновлений к базам данных по вирусам при загрузке системы (с центрального сервера) и автоматически скачивает и устанавливает на систему последние версии.

4. В теме 1 были приведены основные правовые акты, составляющие правовую базу защиты информации и информационных технологий. Важным дополнением к указанным документам может служить появление в 1996 г. поправок в Уголовный кодекс РФ (УК РФ), в которых определены меры ответственности и наказания за незаконные деяния в области использования информации и информационных технологий. В УК РФ были внесены три новые статьи:

ст. 272 «Неправомерный доступ к компьютерной информации»; ст. 273 «Создание, использование и распространение вредоносных

программ для ЭВМ»; ст. 274 «Нарушение правил эксплуатации ЭВМ, системы ЭВМ или

их сети».Подробнее см.: 1, 7, 10, 12, 13.

Тема 11. Информационные технологии управления документами

Основные вопросы темы1. Делопроизводство как объект автоматизации.2. Информационные технологии по созданию документов, характерных

для экономики.3. Сетевые информационные технологии делопроизводства. Понятие

безбумажной информационной технологии.

1. Процесс делопроизводства явился одним из первых процессов человеческой деятельности, для которого создавалась и в котором внедрялась современная информационная технология, автоматизированные системы создания и управления документами и документооборотом.

Любой документооборот начинается с создания или получения документа.Документ – это совокупность трех составляющих: физическая регистрация информации; форма представления информации; статус информации.

123

Но документ перестает существовать, если в дальнейшем не подразумевает процедуры обработки и движения. При этом форма документа тесно связана с характером дальнейшей деятельности, она порождает необходимость документов. Документ – слабоструктурированная совокупность блоков или объектов информации, понятная человеку. В общем случае обойтись без документов пока нельзя.

К основным преимуществам электронного документооборота можно отнести:

полный контроль за перемещением и эволюцией документа, регламентация доступа и способ работы пользователей с различными документами и их отдельными частями;

уменьшение расходов на управление за счет высвобождения (на 90% и более) людских ресурсов, занятых различными видами обработки бумажных документов, снижение бюрократической волокиты за счет маршрутизированного перемещения документов и жесткого контроля за порядком и сроками прохождения документов;

быстрое создание новых документов из уже существующих; поддержка одновременной работы многих пользователей с одним

и тем же документом, предотвращение его потери или порчи; сокращение времени поиска нужных документов. Начальным этапом создания такой системы является построение

модели предметной области или, другими словами, модели документооборота для конкретного бизнеса и позиционирования в ней своего предприятия.

Основные направления автоматизации документооборота включают: поддержку фактографической информации, возможность работы с полнотекстовыми документами, поддержку регламента прохождения документов.

Для создания электронного документа широко используются текстовые редакторы и процессоры, менеджеры электронных таблиц, а для отдельных целей и графические редакторы.

Существенную роль в электронном документообороте приобретают системы архивирования и поиска документов, системы слежения за исполнением документов. Электронный документ уже давно заявил свои права на существование, однако истинно правовое обеспечение его еще до конца не находит полной поддержки. Движение к безбумажной информационной технологии в части делопроизводства встречает определенные трудности.

Когда на Западе, а теперь и в России схлынула первая волна увлечения системами автоматизации документооборота, оказалось, что без должной

124

оценки возможностей пользователя, исследования бизнес-процессов его предприятия трудно ожидать эффекта от внедрения как систем документооборота класса docflow так и, тем более, workflow. При этом совсем неважно, как планируется или уже реализован документооборот: вручную или путем автоматизации с помощью мощных западных либо отечественных пакетов – всегда на первом месте должна быть четкая стратегия, направленная на упорядочение бизнес-процессов. Иначе говоря, прежде чем что-то делать, неплохо было бы ответить на вопрос, кому и почему выгодно выполнять те или иные процессы, имеющие место на предприятии.

Важное место в системах электронного документооборота занимают проблемы придания юридической силы электронному документу, защиты информации (документа) и информационной технологии создания и движения документа.

Известно, что применение алгоритмов электронной цифровой подписи (ЭЦП) позволяет надежно защититься от широкого спектра угроз, однако это справедливо только в том случае, если эти алгоритмы вплетены в обоснованные протоколы взаимодействия, юридически верную конструкцию отношений и логически замкнутую систему доверия.

В основе защиты информации лежит простая логика процессов вычисления цифровой подписи и ее проверки парой соответствующих ключей. Вычислить цифровую подпись может только владелец закрытого ключа, а проверить – каждый, у кого имеется открытый ключ, соответствующий закрытому ключу.

Делопроизводство – это один из видов информационной деятельности, связанный с созданием и движением документов.

Документ –материальный носитель с закрепленной на нем информацией, имеющей юридическую силу.

Для документа характерны три основные составляющие: форма документа; структура документа; содержание документа.Форма документа определяется форматом носителя документа.

Основными форматами деловых документов являются: А3, А4, А5, А6.Структура документа – это перечень основных частей документа

и правил расположения их на носителе.Содержание документа – смысловое наполнение документа.Документооборот – движение документов в соответствии с принятыми

маршрутами (путями) и расписаниями, с указанием источника (отправителя) и приемника (получателя).

125

С широким внедрением компьютерных технологий в процессы делопроизводства важное значение приобретает электронный документ. Электронный документ – это файл, содержащий документ.

2. Создание документа является пунктом при осуществлении делопроизводства. Для современного экономиста, имеющего дело с процессом создания разнообразных документов, информатика представляет широкий спектр различных программных средств реализации этого процесса. Прежде всего следует отметить такие средства, как:

текстовые редакторы и процессоры; электронные таблицы; электронные презентации.Текстовый редактор – это пакет прикладных программ,

предназначенный для выполнения: широкого спектра задач по созданию, обработке и выдаче текстовых

документов; отдельных задач и функций по созданию таблиц и обработке

табличных данных; определенного спектра задач и функций по внедрению графических

объектов и их обработки.Современные текстовые редакторы обладают широким спектром

операций по форматированию и структурированию текста, они снабжены лингвистическими процессорами, позволяющими осуществлять орфографический и синтаксический контроль вводимого текста, оснащены мощными средствами настройки на конкретное применение. Все это превращает текстовый редактор в текстовый процессор. Рассмотрим некоторые особенности текстовых редакторов на примере программы Microsoft Word.

При запуске Microsoft Word на экране дисплея появляется его рабочее окно. В верхней части этого окна находится заголовочная строка, оформленная по стандарту Windows. Ниже располагаются основное (главное) меню и панели инструментов.

Основное меню в окне Microsoft Word служит для выполнения подавляющего большинства действий, на которые способна программа Word.

Панель инструментов в окне Word служит выполнению различных действий, суть которых изображена на иконках, соответствующих каждой

126

кнопке панели. Панели инструментов позволяют оптимизировать работу пользователя с программой Microsoft Word.

Основную часть рабочего окна Microsoft Word занимает рабочее поле, в пределах которого создается и модифицируется документ. Справа и внизу рабочее поле обрамляется линейками прокрутки. Между левыми краями рабочего поля и текста вдоль всего текста находится свободное поле – линейка выделения, которая служит для выделения основных единиц структуры текста строки, абзаца, всего текста для последующего манипулирования ими.

Минимальной естественной единицей манипулирования в текстовом редакторе Microsoft Word является строка.

Для выделения абзаца целиком в редакторе WORD самым оптимальным способом является двойной щелчок левой клавишей мыши в области слева от абзаца.

Наконец, весь текст можно выделить тройным щелчком левой клавишей мыши в области слева от текста.

Программа Microsoft Word может работать одновременно с несколькими документами.

При вводе текста в редакторе WORD на клавишу Enter необходимо нажимать только в конце абзаца.

По умолчанию программа Microsoft Word настроена на автоматическую проверку орфографии и синтаксиса. Система Word подчеркивает все неизвестные ей слова, т.е. слова, отсутствующие в ее орфографическом словаре, который может пополняться.

Существующий в компьютере документ в программу Word можно загрузить при помощи меню Файл.

Чтобы узнать, сколько и каких документов загружено в программу Word, нужно войти в меню Окно, там приведен весь список загруженных документов.

С целью взаимодействия программы Microsoft Word с другими Windows-приложениями, а также между различными фрагментами создаваемого документа используется механизм буфера обмена системы Windows. При работе с редактором Word строка «Вставить в меню. Правка» недоступна если в буфере обмена пусто.

В структуру документа программы Microsoft Word входят колонтитулы. Колонтитулы в программе Word располагаются вверху и внизу страницы.

Важное значение в работе экономиста имеет обработка табличных материалов. Хорошими помощниками в этом деле являются электронные таблицы. Они предоставляют пользователю широкие возможности не только для манипулирования структурами таблиц, но и мощные вычислительные

127

средства по математической, статистической, логической и специальной обработки табличных данных. Кроме того, современные электронные таблицы обладают широким спектром средств деловой графики, что дает возможность пользователю представлять результаты вычислительной обработки табличных данных в графическом виде.

При запуске Microsoft Exсel на экране дисплея появляется его рабочее окно, которое по своей структуре в основном аналогично программе Micro-soft Word.

Рабочее поле программы Exсel выглядит как лист бумаги, разделенный на клеточки – ячейки. При этом разделительные границы ячеек являются виртуальными. Изображение сетки может быть убрано, однако ячеечная структура сохраняется.

Столбцы на рабочем поле программы Exсel обозначаются буквами, строки – цифрами. Имя ячейки электронной таблицы по умолчанию состоит из двух частей: первая – имя столбца, вторая – номер строки. Активной нужную ячейку электронной таблицы можно сделать, установив курсор мыши на нужную ячейку и нажав левую клавишу.

Основными единицами манипулирования в программе Exсel являются: ячейка, строка, столбец, лист.

Ячейка является минимальной естественной единицей манипулирования в программе Excel. В одной и той же ячейке электронной таблицы может быть только один тип данных. Выравнивание текстовых данных в ячейке по умолчанию происходит по левому краю ячейки, числовых – по правому.

При добавлении нового столбца выделенный и все последующие столбцы переходят на одну позицию вправо, а под его именем появляется новый пустой столбец, который будет активным.

Панель управления листами электронной таблицы по умолчанию находится в строке сразу под рабочим полем слева.

Меню работы с листами электронной таблицы можно вызвать, установив стрелку мыши на панель управления листами таблицы и нажав правую клавишу.

Важной особенностью рабочего окна Exсel является строка формул, расположенная над рабочим полем. Строка формул программы Exсel отображает то, что набирается в текущей ячейке в данный момент или то, что в ней уже существует. Поле этой строки является удобным средством для ввода формул и информации, которые не умещаются в видимую часть ячейки, в которую вводятся эти данные. Формула в Excel – предложение, которое начинается со знака «=» и содержит в себе ссылки на ячейки,

128

имена ячеек и блоков, функции, операторы и константы. Набор отдельных формул производится автоматически путем нажатия клавиш на панели инструментов, например автосуммирование. После записи формулы и нажатия клавиши Enter в ячейке отображается результат вычисления формулы на основе имеющихся данных. Система Excel не допускает ввода формул с синтаксическими ошибками.

Встроенная деловая графика позволяет строить по имеющимся табличным данным широкий спектр различных диаграмм. Для построения диаграммы можно выбрать любое свободное место на любом листе. Данные в исходной таблице и соответствующая диаграмма являются динамически связанными объектами. При изменении данных в исходной таблице диаграмма изменившегося ряда данных изменится соответственно. При изменении диаграммы данные соответствующего ряда в исходной таблице изменятся соответственно изменениям в диаграмме.

В системе Excel имеются широкие возможности по фильтрации данных, построению итоговых и сводных таблиц, а также консолидации данных. Для разметки сводной таблицы параметры берутся из первой строки исходной таблицы.

В системе Excel во время работы с одним документом можно открыть другой документ.

Презентации непрерывно сопровождают как производственный, так и коммерческий цикл товаров и услуг. Презентация – это представление идей, людей, изделий, материалов и услуг. С экономической точки зрения презентация является дорогим мероприятием. Поэтому автоматизация подготовки материалов к презентации и использование их в мероприятиях презентации является актуальной задачей. Эту задачу в определенной степени решают программы, называемые электронными презентациями.

Электронная презентация представляет собой управляемую последовательность слайдов. Управление последовательностью слайдов обеспечивается использованием гипертекстовой технологии при создании презентации. Само по себе создание электронной презентации стало возможным только в связи с появлением мультимедиа. Слайды, создаваемые для электронной презентации, могут содержать текст, диаграммы, рисованные объекты и фигуры, а также картинки, слайд-фильмы, звуки и графику, созданные самой электронной презентацией и в других приложениях. Электронная презентация представляет собой комплексную мультимедийную гипертекстовую технологию создания и использования материалов презентации.

129

В электронную презентацию можно вносить изменения в последний момент; темп презентации регулируется установкой интервалов показа слайдов, а также использованием специальных переходов при смене слайдов и анимации.

Презентацию можно подготовить с расчетом ее эффектного показа как на экране в цвете, так и на бумаге или на прозрачной пленке. Для создания электронной презентации с использованием прозрачных пленок следует распечатать слайды на пленке в виде черно-белых или цветных слайдов как в книжной, так и в альбомной ориентации.

Презентацию можно оформить специально для сети Web, а затем сохранить ее в одном из Web-совместимых форматов, например в формате HTML.

Одной из широко известных электронных презентаций является программа Microsoft PowerPoint.

3. Создание сетевых информационных технологий позволило решить проблему автоматизации документооборота. Появляется новое понятие в информатике – безбумажный документооборот. Появляются и новые проблемы – проблемы защиты информации и информационных технологий.

Безбумажный документооборот обеспечивают автоматизированные системы документооборота.

Безбумажный документооборот в современном понимании – это оптимальное сочетание традиционных и электронных способов и методов реализации документооборота, сводящее к разумному минимуму представление документов на твердом (бумажном) носителе.

Важное значение при создании систем безбумажного документооборота приобретает необходимость ввода в автоматизированные системы огромных массивов документов, представленных на традиционном (бумажном) носителе. Для реализации этой задачи создаются программно-технические комплексы массового ввода информации с бумажного носителя. Основой этих комплексов являются технические средства (сканеры), позволяющие вводить в память ЭВМ растровые изображения документов с бумажного носителя и программные средства, обеспечивающие распознавание символьных и графических объектов в растровых изображениях. Программные средства, осуществляющие такое распознавание, получили название оптических систем распознавания (ОСР). В последнее время появились программные средства речевого ввода текстовой информации.

Создание автоматизированных систем электронного документооборота осуществляется на базе новых информационных технологий, таких, как

130

Docflow и Workflow. Технология Docflow обеспечивает процесс управления документопотоками от создания документа до архивации или уничтожения документа. Технология Workflow обеспечивает процесс кооперативного создания сложных документов на базе моделирования деловых процессов, отображающих бизнес-процесс.

Workflow – это информационная среда, которая позволяет перейти к процессно-ориентированной структуре управления предприятием с помо-щью создания инфраструктуры, обеспечивающей исполнение формализованного бизнес-процесса. Процессно-ориентированная структура дает руководству надежный управленческий механизм для реального контроля над технологическими процессами на предприятии. Автоматизации подвергаются бизнес-процессы в целом, а не отдельные функции сотрудников. Сотрудники получают задания от системы в соответствии с описаниями процессов вместе с инструментами и данными, необходимыми для исполнения задания. Среда также берет на себя контроль над выполнением заданий сотрудников, оповещая руководство о несвоевременном исполнении. Если это предусмотрено описанием, система в качестве крайней меры может выполнить задание за сотрудника.

Среда workflow содержит формальные описания процессов и поддерживает их выполнение. Количество степеней свободы по нарушению процесса сотрудником (или группой сотрудников) резко сокращается. Это особенно актуально для процессов, поддержку которых осуществляют несколько подразделений. При появлении любого внештатного вмешательства в бизнес-процесс среда workflow автоматически уведомит соответствующего сотрудника о том, что это произошло, указав при этом: на экземпляр процесса, который был нарушен; пользователя, который нарушил процесс; экземпляр бизнес-объекта, внештатное изменение которого привело к нарушению процесса.

Среда workflow содержит в себе механизмы маршрутизации документов. В результате исполнения задания может быть сформирован административный, платежный или другой документ, который впоследствии автоматически направляется нужному сотруднику. Но в отличие от docflow документ поступает к соответствующему сотруднику вместе с конкретным заданием, которое содержит указания, что следует выполнить по данному документу.

Среда workflow – событийная среда. Это означает, что бизнес-процессы могут стартовать не только по инициативе пользователя, но и по

131

возникновению какого-либо события. Среди них различаются: события среды, бизнес-приложений, временные, технические (или служебные). Обработка и реакция на события могут быть настроены таким образом, что довольно большое количество функций сотрудников будет брать на себя система.

В настоящее время на компьютерном рынке существует значительное количество автоматизированных систем электронного документооборота различного класса. Среди них следует отметить систему Оптима, ЕвфратOffice, Дело, 1С-документооборот.

В последнее время практически все фирмы, специализирующие на создании компьютерных систем, перешли на разработку корпоративных информационных систем (КИС), интегрирующей базой которых является электронный документооборот. В качестве примера можно указать такие КИС, как Галактика, Флагман, Парус, Сфера, Лагуна.

Подробнее см.: 1, 3, 7, 9, 12, 13.

Тема 12. Автоматизированные информационные технологии в банковской деятельности

Основные вопросы темы1. Особенности автоматизированных информационных систем в

банковской деятельности.2. Сетевые информационные технологии, используемые в АИС банка.

1. Банковская и финансовая деятельность были первыми в области становления и развития современной информационной технологии в экономике. Компьютерные сети корпоративного характера являются привилегией банковской деятельности. Как правило, автоматизация банковской деятельности осуществляется комплексно: результатом являются интегрированные информационно-управленческие системы, объединяющие в единый комплекс подсистемы различных типов, включая электронный денежный оборот и банкоматы.

Под автоматизированной банковской системой (АБС) подразумевается комплекс аппаратно-программных средств, реализующих мультивалютную информационную систему, обеспечивающую современные финансовые и управленческие технологии в режиме реального времени при транзакционной обработке данных.

Быстрый рост числа акционерных и частных предприятий и банков позволил некоторым компаниям увидеть здесь будущий рынок и инвестировать средства в создание программного аппарата для этого растущего рынка. Из всего спектра проблем разработчики выделили

132

наиболее заметные: автоматизацию ведения бухгалтерского аналитического учета и техно-логических процессов. Учитывая тот факт, что ядром АИС, безусловно, является аппарат, обеспечивающий автоматизированное ведение аналитического учета, большинство фирм начали с детальной проработки данной проблемы. Системы были спроектированы «сверху», т.е. предполагалось, что одна программа должна удовлетворять потребности всех пользователей.

По материалам периодической печати можно судить, что 1998 г. стал годом перехода к внедрению АБС четвертого поколения, основой которых, в свою очередь, является ориентация на профессиональные СУБД. Что же это дает и зачем все это нужно:

оптимизированный многопользовательский режим работы с развитой системой транзакционной обработки, что обеспечивает многочисленным пользователям возможность работать с базой данных, не мешая друг другу;

надежные средства защиты информации (учитывая стандартную трехзвенную архитектуру защиты на уровне сети – на уровне сервера БД – на уровне клиентской ОС);

эффективные инструменты для разграничения доступа к БД; поддержку широкого диапазона аппаратно-программных

платформ; реализацию распределенной обработки данных; возможность построения гетерогенных и распределенных сетей; развитые средства управления, контроля, мониторинга и

администрирования сервера БД; поддержку таких эффективных инструментариев, как словари

данных, триггеры, функции, процедуры, пакеты и т.п. К наиболее традиционным задачам, решаемым любым банком,

относится операционная (расчетно-кассовая) деятельность. Не вдаваясь в подробности всех аспектов расчетно-кассовых банковских операций, можно сказать, что автоматизация только этой деятельности может решить основные проблемы сегодняшнего дня (но не будущего). При таком подходе банковская технология строится на программном продукте «Операционный день банка» (ОДБ), а внедряемый комплекс задач позволяет сотрудникам проводить оперативный анализ деятельности банка за любой предшествующий промежуток времени. Однако даже необходимость иметь электронные копии банковских платежных документов требует наличия ряда дополнительных программных продуктов, имеющих традиционные названия «Касса», «Платежные

133

поручения» и др. Для обеспечения комплексности автоматизации банковской деятельности требуется ряд важных программных средств, и все они должны быть интегрированы настолько, чтобы при проведении банковских операций не было излишних ввода, набора, пересылок данных и т.д., а состояние банка можно было оценить на любой временной момент. Кроме того, учитывая необходимость автоматизации обмена информацией между банком и расчетно-кассовым центром (РКЦ), приходится осуществлять разноску сумм по корреспондентским счетам, их обработку и другие функции.

К последним, в частности, можно отнести так называемую систему «Клиент-банк», дающую возможность клиенту банка решать свои задачи общения с банком, минуя операциониста и не выходя из своего офиса. Наличие такой системы и широкое распространение персональных компьютеров типа «Notebook» (со встроенными модемными платами) позволяет современному бизнесмену осуществлять платежи практически в любом месте, где есть телефонная связь. Отсюда и привлекательность банка, предоставляющего своим клиентам подобные услуги.

Следующим традиционным направлением банковской деятельности является кредитование, приносящее, как правило, до 75% дохода банку. Автоматизация этой функции обеспечивает не только автоматизированный контроль за прохождением платежей, но и, что наиболее важно, прогноз на любой срок ожидаемого в будущем состояния банка как с точки зрения получения денег по кредитным договорам, так и предстоящим выплатам по привлеченным средствам. Приведенные функции автоматизируются в рамках комплекса программ «Ведение банковских договоров», на который накладываются многочисленные аналитические задачи по решению вопросов оптимального использования имеющихся в распоряжении банка средств. Решения комплексов задач с ценными бумагами, дилинг, биржевые операции, организация межбанковского обмена электронными копиями документов, аналитические системы оценки деятельности банка и его клиентов и т.п., которые в настоящее время автоматизированы далеко не полностью, должны органично входить в комплексную систему организации деятельности банка.

Ориентация на комплексную автоматизацию всей деятельности банков означает постепенный эволюционный переход от более простых программно-аппаратных средств к более сложным с соответствующим наращиванием технического, технологического, кадрового потенциалов с одновременным расширением сфер использования банковского капитала.

Количество используемой техники в основном определяется размерами банка, наличием филиалов, сложившимися связями и другими факторами.

134

В последнее время по причине роста объемов работ, набора услуг, числа филиалов, клиентов и связей проявляется тенденция приобретения банками более мощных компьютеров и более развитого программного обеспечения. Если техническое обеспечение, как правило, целиком зарубежное, то в программном доля зарубежных систем значительно меньше. На рынке программных средств действует несколько десятков поставщиков, и оптимальный выбор продукта в таком изобилии представляет собой весьма сложную задачу. Кроме того, следует отметить высокую активность банков в разработке собственного программного обеспечения. Доля приобретаемых систем примерно равна доле собственных. Это, прежде всего касается инструментальных средств, что говорит об активности банков, готовых разрабатывать собственное программное обеспечение.

Набирает силу распространение сетевых банковских технологий. Ввиду того, что подавляющее большинство банков в России – малые, примерно 80% из них имеют локальную вычислительную сеть (ЛВС). Сетевой парк становится все более разнообразным.

Следует отметить и ускоренное развитие средств межбанковской телекоммуникации. Большое распространение получило мировое сообщество SWIFT. Число банков, являющихся членами SWIFT, достигло 200 и в ближайшее время может существенно вырасти. Распространяются различные телекоммуникационные системы типа системы «Клиент-банк». Для повышения производительности банковских, финансовых и других структур увеличились поставки операционных «UNIX-систем», имеющих более широкие возможности по сравнению с MS DOS.

Дополнительное воздействие на сетевое оснащение банков оказывает использование пластиковых карточек, а вместе с этим автоматизация основного технологического процесса – денежного обращения. Растет число банков, заявивших о начале эмиссии собственных «электронных денег».

Надежность автоматизированных банковских технологий требует мер по безопасности и защите информации.

Уровень мероприятий по защите информации, как правило, отстает от уровня автоматизации. Меры защиты и их реализация должны опираться на единую целостную теорию безопасности и защиты данных и требуют поэтапного внедрения. На практике пока предлагаются отдельные компоненты для решения частных задач, тогда как для обеспечения надежной защиты должен решаться целый комплекс программно-технических и организационных проблем с разработкой соответствующей документации. Отделы автоматизации банков, действующие в конкретных условиях,

135

вынуждены самостоятельно разрабатывать концепцию защиты и организационные меры ее поддержки.

Эффективность и оперативность банковских сделок, а также юридически значимый документооборот, базирующийся на системах электронной почты и электронной подписи, способствуют эффективности и оперативности межбанковских сделок. Система коллективного пользования электронной (цифровой) подписью резко ускоряет документооборот по заключаемым сделкам и сводит к минимуму нерациональные расходы, связанные с ведением договорной работы на бумажных носителях.

Таким образом, основными задачами автоматизированной системы банка является автоматизация:

организационного управления банком; решения задач «Операционный день банка» (ОДБ); решения задач «Банковские валютные операции» (БВО) и

«Переводные операции»; ведения банковских договоров; учета деятельности филиалов банка; обработки данных в обменном пункте; функционирования системы «Клиент-банк»; взаимодействия коммерческих банков и РКЦ ЦБ; межбанковских расчетов; денежного обращения. Пластиковые карты и технологии их

применения; фондовых технологий в составе банковской деятельности; безопасности банковских информационных систем.Генеральной задачей автоматизированной информационной системы

(АИС) банка является интеграция всех направлений автоматизации деятельности банка до уровня единого программно-технологического комплекса, являющегося средством ускорения освоения, возвратности и сбалансированности ресурсов, контролируемых по заданным условиям финансирования и кредитования. Для реализации этой задачи АИС банка строится в виде взаимосвязанной взаимодействующей совокупности автоматизированных рабочих мест (АРМ) по принципу «клиент-сервер», в которую органически вливается система «Клиент-банк», обеспечивающая взаимодействие банка с его клиентами. С этой целью в российской банковской практике используется технология, позволяющая создать и одновременно запустить на одном физическом сервере сотни виртуальных Linux-серверов, что обеспечивает рациональное распределение имеющихся ресурсов сервера банка, значительное

136

расширение числа одновременно работающих пользователей, дополнительные возможности по резервированию данных. В случае отказа физического сервера возможно прозрачное перемещение приложений на другой физический сервер, что позволяет многократно повысить устойчивость банковских систем к воздействию внешних факторов. Система реализована на операционной системе Linux. Сервер-консолидация – это очень перспективная методика, позволяющая предприятиям повышать эффективность работы, уровень возврата на инвестиции, уровень предоставляемых услуг, обеспечивающая простоту интеграции и изменяемости.

2. Реализация сетевых информационных технологий в АИС банка, как правило, осуществляется на базе двух типов сетей:

внутренних корпоративных сетей; внешних арендуемых сетей общего пользования.Корпоративные сети строятся по принципу локальных вычислительных

сетей и обеспечивают функционирование подразделения корпорации банка как самостоятельной организации. Внешние сети банка могут использовать различные каналы связи от обычных телефонных до спутниковых. В последнее время банки активно используют телекоммуникационную среду Интернет. В связи с этим появилась новая форма банковской деятельности – интернет-банкинг.

Так, например, в автоматизированной системе банка «Кворум» подсистема «Интернет-Банк» позволяет клиентам банка управлять своими счетами через сеть Интернет. С помощью подсистемы они могут работать со всеми основными видами платежных документов:

платежным поручением; заявлением на перевод валюты; поручением на обязательную продажу; поручением на покупку валюты; поручением на продажу валюты.Физические лица, являющиеся клиентами банка, получают

возможность осуществлять через Интернет коммунальные платежи, а также проводить операции с платежными картами. С помощью этой подсистемы клиенты получают защищенный доступ к справочной и финансовой информации банка:

к курсам валют; справкам о состоянии счета;

137

выпискам со счета за период; расширенной выписке со счета; поступлениям на счет за период и т.д.Общая структура АИС банка может включать следующие составляющие: АРМы административного управления с функциями общего

контроля, финансового менеджмента, юридической поддержки, управления персоналом, бюджетирования, бухгалтерского учета, маркетинга;

АРМы операционно-учетной работы, обеспечивающие операционный день банка, с функциями ведения расчетно-кассовых операций и банковского бухгалтерского учета;

АРМы «Банковские валютные операции» и «Переводные операции»; АРМы ведения договоров и депозитных операций; АРМы по учету деятельности филиалов банка; АРМы по обеспечению межбанковских расчетов; АРМы взаимодействия банка с РКЦ, ЦБ и международной

банковской системой; АРМы по администрированию АИС банка с функциями

обеспечения защиты банковской информации; АРМы обменных пунктов валюты с функциями выполнения

кассовых операций и администрирования; площадки автоматических кассовых аппаратов (банкоматов).Появление электронного денежного обращения стало основой

автоматизации платежного процесса. Основным видом машинного носителя, обеспечивающим взаимодействие банка и клиента в электронном денежном обращении, является пластиковая карточка.

Существует достаточно много форм пластиковых карточек (электронных эквивалентов денег), однако различают три основных типа:

магнитная карта; смарт-карта; суперсмарт-карта.Различия между этими типами пластиковых карт не только в их форме,

но прежде всего в их возможностях и надежности.Наиболее распространенным видом пластиковых карт в электронном

денежном обращении являются магнитные карты, но это и самый ненадежный носитель электронных денег. Практически более 90% всех потерь в электронном денежном обращении связано с этими картами.

Наиболее надежным, самым многофункциональным видом пластиковых карт в электронном денежном обращении являются

138

суперсмарт-карты, но это самый дорогой вид электронных денег. Поэтому суперсмарт-карты используются в основном в межбанковских платежах.

Важное значение в современной международной банковской системе имеет взаимодействие банков. С этой целью еще в 1970 г. было учреждено Международное общество межбанковского взаимодействия с использованием средств телекоммуникаций S.W.I.F.T. Коммуникационной основой реализации межбанковского взаимодействия в S.W.I.F.T. являются телефонные и телеграфные каналы связи. Информационная основа взаимодействия в S.W.I.F.T. представлена стандартом сообщений, включающим семь категорий сообщений. S.W.I.F.T. придает исключительно важное значение защите банковской информации, выражающееся не только в соблюдении стандарта сообщений, но и в жестких требованиях на аппаратно-программную базу, систему кодирования информации и физической организации рабочего места, вплоть до создания специализированных экранов.

Подробнее см.: 8, 10.

ЗаключениеИнформатика является молодой быстроразвивающейся отраслью науки

и индустрии. Продукты и услуги информатики широко используются в экономике. Современные информационные технологии открывают новые направления в экономике. Одним из таких направлений является сетевая экономика. Информация, обработанная и преобразованная средствами информатики, становится своеобразной производительной силой современной экономики. Все это показывает, насколько важно современному экономисту знать основы информатики и уметь использовать ее достижения в своей профессиональной деятельности.

ЛИТЕРАТУРА1. Автоматизированные информационные технологии в экономике /Под ред.

Г.А. Титоренко. – М.: ЮНИТИ, 2002.2. Введение в правовую информатику: Справочные правовые системы

«Консультант Плюс» /Под общ. ред. Д.Б. Новикова, В.Л. Камынина. – М.: НПО «Вычислительная математика и информатика», 2000.

3. Веревченко А.П., Горчаков В.В., Иванов И.В., Голодова О.В. Информационные ресурсы для принятия решений. – М.: Академический Проспект; Екатеринбург: Деловая книга, 2002.

4. Волкова В.Н. Основы теории систем и системного анализа: Учебник для вузов. – СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001.

5. Гринберг А.С., Шестаков В.М. Информационные технологии моделирования процессов управления экономикой. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.

6. Ильина О.П. Информационные технологии бухгалтерского учета. – СПб.: Питер, 2001.

7. Информатика /Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 1998.

139

8. Карминский А.М., Нестеров П.В. Информатизация бизнеса. – М.: Финансы и статистика, 1997.

9. Козырев А.А. Информационные технологии в экономике и управлении. – М.: Изд-во Михайлова, 2001.

10. Компьютеризация банковской деятельности /Под ред. Г.А. Титоренко. – М.: Финстатинформ, 1997.

11. Мишенин А.И. Теория экономических информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 2001.

12. Симонович С.В. Информатика для юристов и экономистов: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2001.

13. Степанов Е.А., Корнеев И.К. Информационная безопасность и защита информации. – М.: ИНФРА-М, 2002.

140

141

Цыганов Герман Алексеевич

ИНФОРМАТИКА

План-конспект лекционного курса

Редактор М.В. ЕгороваМакет, верстка А.М. Моисеев

Корректоры Т.И. Маляренко, Г.В. Платова

Лицензия ИД № 00871 от 25.01.00. Подписано в печать 24.06.2004Формат 60×84 1/16. Усл. печ. л. 7,7. Изд. № 1584

Издательство МИЭП, типография МИЭП107082, Москва, Рубцовская наб., д.3, стр.1

142