Современные информационные технологии

Основная цель использования информационных технологий – автоматизация производственной или административной работы. В качестве основного средства автоматизации информационно-управленческой деятельности и выступают персональные ЭВМ. Свою работу в конторе служащий осуществляет через реализацию различных информационных процессов, т.е. процессов получения, регистрации, накопления, преобразования, генерации, отображения и передачи информации.

Наиболее эффективно ПЭВМ используются в сочетании с разнообразными средствами связи (коммуникации). Современные средства коммуникации, разработанные для персональных компьютеров, предоставляют в распоряжение пользователей в дополнение к широким возможностям ПЭВМ как таковых возможности доступа в ЭВМ более высокого класса, подключения их в глобальные и локальные вычислительные сети. Последнее особенно важно для офисов, так как обеспечивает переход от автоматизации индивидуальной работы служащих к распределенной обработке данных в условиях взаимосвязанных АРМ (автоматизированных рабочих мест).

2. Основные характеристики АРМ

АРМ - автоматизированное рабочее место - информационная система управления, оборудованное средствами, обеспечивающими участие человека в реализации функций автоматизированных систем управления (АСУ).

АРМ присущи следующие признаки:

- доступная пользователю совокупность технических, программных, информационных и др. средств;

- размещение ВТ непосредственно (или вблизи) на рабочем месте пользователя;

- возможность создания и совершенствования проектов автоматизированной обработки данных в конкретной сфере деятельности;

- осуществление обработки данных самим пользователем;

- диалоговый режим взаимодействия пользователя с ЭВМ как в процессе решения задач управления, так и в процессе их проектирования.

Таким образом, АРМ в системе управления представляет собой проблемно-ориентированный комплекс технических, программных, лингвистических (языковых) и др. средств, установленный непосредственно на рабочем месте пользователя и предназначенный для автоматизации операций взаимодействия пользователя с ЭВМ в процессе проектирования и реализации задач.

Множество известных АРМ может быть классифицировано на основе следующих обобщенных признаков:

- функциональная сфера использования (научная деятельность, проектирование, производственно-технологические процессы, организационное управление);

- тип используемой ЭВМ (микро-, мини-, макро ЭВМ);

- режим эксплуатации (индивидуальный, групповой, сетевой);

- квалификация пользователей (профессиональные и непрофессиональные).

Внутри каждой из выделенных групп АРМ может быть проведена более детальная классификация.

Например, АРМ организационного управления могут быть разделены на АРМ руководителей организаций и подразделений, плановых работников, работников материально-технического снабжения, бухгалтеров и др.

Деловые АРМ сближают пользователя с возможностями современной информатики и ВТ и создают условия для работы без посредника - профессионального программиста. При этом обеспечивается как автономная работа, так и возможность связи с другими пользователями в пределах организационных структур (с учетом особенностей этих структур).

Параметрический ряд деловых АРМ позволяет создать единую техническую, организационную и методологическую базу компьютеризации управления. Первоначально информационная технология локализуется в пределах персонального или группового АРМ, а в последующем (при объединении АРМ средствами коммуникации) создаются АРМ сектора, отдела, учреждения и формируется коллективная технология. Тем самым достигается гибкость всей структуры и возможность наращивания информационной мощности.

Можно выделить три класса типовых АРМ:

- АРМ руководителя;

- АРМ специалиста;

- АРМ технического и вспомогательного персонала.

Состав функциональных задач и видов работ (административно-организационный, профессионально-творческий, технический) требует применения различных инструментальных средств при создании АРМ.

Например: административно-организационная работа - контроль исполнения, анализ текущего состояния дел и планирования работы. Профессионально-творческая - разработка документов, анализ информации... Техническая работа - получение, передача, хранение, печать документов, сводок, контроль за движением документов.

Для автоматизации каждой категории работ в настоящее время ПЭВМ оснащены различными типами ПО.

Программное обеспечение любого АРМ подразделяется на общее и функциональное: рис. 1

При проектировании ПО АРМ необходимо соблюдать принцип ориентации разрабатываемых программных средств на конкретного пользователя, что должно обеспечить реализацию функций, соответствующих профессиональной ориентации АРМ. В целом, разрабатываемое ПО АРМ должно обладать свойствами гибкости, адаптивности, модифицируемости и настраиваемости на конкретное применение.

3. Разработка информационных технологий

Проектирование рациональных технологических процессов обработки данных является довольно сложной задачей. Эта сложность обусловливается тем, что при разработке должны учитываться многие параметры, среди которых не только чисто технические, но и параметры, учитывающие различные человеческие факторы, вопросы повышения сроков эксплуатации и использования инструментальных средств, уменьшения сроков разработки, ряд экономических соображений и т.д.

3.1. Этапы разработки технологических процессов.

Технология проектирования автоматизированной обработки информации при решении любой задачи подразделяется на 4 этапа:

- начальный;

- подготовительный;

- основной;

- заключительный.

Состав и структура операций каждого из этапов технологического процесса могут быть различными в зависимости от используемых средств ВТ, средств связи и требований к технологии преобразования информации. По своему назначению технологические операции бывают вспомогательными, основными и контрольными. Вторые составляют основу и относятся к операциям внутримашинной технологии обработки данных. Это операции упорядочения, корректировки, накопления и собственно обработки.

Упорядочение - произвольно расположенные данные размещаются в определенной последовательности значений ключевых слов.

Корректировка - процесс внесения изменений в уже сформированные файлы данных, позволяющий поддержать их в актуальном для обработки состоянии.

Накопление - процесс периодического добавления данных в существующие файлы с целью формирования исходных данных за определенный интервал времени.

Обработка - выполнение всех арифметических и логических операций по преобразованию исходной информации в результатную.

Существуют различные формы внутримашинной технологии обработки информации. Наиболее распространенными формами являются обработка данных в пакетном и диалоговом режимах.

Иногда автоматизированное решение задач должно согласовываться по времени с ходом управляемых процессов. Соответственно организация обработки информации для этих нужд получила название технологии обработки данных в режиме реального времени. Важной характеристикой, определяющей область применения режима реального времени является скорость реакции системы управления на изменение состояний объекта управления.

В настоящее время прослеживается тенденция к максимальному приближению информационных и программных ресурсов к пользователю. ПЭВМ, работающие в сети, имеют существенное преимущество перед АРМ, работающими в режиме разделения времени. А, главное, средства интеллектуального интерфейса обеспечивают пользователя простыми и надежными способами решения своих профессиональных задач. Основной результат - это изменение интерфейса конечного пользователя с терминалом. От метода "запоминай (состояние своих ресурсов) à проектируй (необходимую последовательность действий в терминах команд) à набирай (управляющий текст)" происходит переход к методу "смотри (на графическую модель состояния ресурсов) à выбирай (необходимое действие из иерархического меню)".

Такой интерфейс поддерживается всеми средствами информационной технологии - составными частями базы знаний, включающей базу данных, прикладное программное обеспечение и опорной технологии, базирующейся на аппаратных средствах, системном и инструментальном программном обеспечении.

Возвращаясь к вопросу об этапах разработки технологических процессов, необходимо сказать, что на заключительном этапе производится контроль и выпуск результатных документов.

3.2. Параметры технологических процессов

Рациональное построение и оптимизация информационных технологий возможны только на основе использования параметрической модели процесса.

Параметры - измеримые величины, характеризующие структуру процесса и его развитие. Параметры информационных технологий отражают взаимосвязанное множество характеристик процессов. Параметры элементов системы проектирования информационной технологии взаимозависимы.

Рассматривая основные характеристики тех. процессов обработки данных, используются обобщенные показатели с дальнейшей их детализацией на других уровнях анализа системы обработки данных.

К таким параметрам относятся:

- экономический эффект от автоматизации обработки данных (ОД);

- капитальные затраты на средства вычислительной и организационной техники;

- стоимость проектирования тех. процессов ОД;

- ресурсы на проектирование и эксплуатацию системы;

- срок проектирования технологии ОД;

- эксплуатационные расходы;

- параметры функциональных задач;

- параметры вычислительной и организационной техники;

- стоимость организации и эксплуатации БД или файлов данных;

- параметры структур хранения и стоимость хранения данных;

- время доступа к данным;

- время решения функциональных задач пользователей;

- эффективность методов контроля.

Анализируя выше сказанное, можно выделить три группы параметров: исходные - параметры задач, параметры ВТ, ресурсы, параметры структур хранения, и т.д. промежуточные и результатные - экономич. эффект от автоматизированной обработки данных, эксплуатационные расходы, срок и стоимость проектирования и т.д.

На технологию обработки данных влияют факторы, не зависящие или слабо зависящие от проектировщика -нерегулируемые, и факторы, на которые он может оказать существенное влияние - регулируемые (управляемые).

К нерегулируемым параметрам технологии можно отнести: объем входных и выходных данных; сложность алгоритма и объем вычислений; периодичность и своевременность решения задач, степень использования результатов одной задачи в других задачах; параметры жестко заданных технических средств и общесистемного программного обеспечения и т.д.

К регулируемым параметрам технологии можно отнести выбор характеристик технических средств и программного обеспечения, параметры информационного обеспечения, методы контроля и защиты данных, размещение технических средств, последовательность операций технологического процесса.

В процессе выбора регулируемых (управляемых) параметров при проектировании технологии обработки данных хорошим подспорьем является использование методов математического моделирования. Иногда для упрощения задачи приходится рассматривать отдельные фрагменты тех. процесса, осуществляя поиск рациональных решений. Таким методом надо пользоваться очень осторожно, так как частичная оптимизация может оказать отрицательное влияние на общую оптимизацию.

Практика обработки данных и ряд теоретических исследований показали целесообразность выбора некоторых значений регулируемых параметров технологии в случае принятия нерегулируемыми параметрами определенного значения. Например, при большом объеме входных данных с целью уменьшения затрат времени на их обработку рекомендуется подготовку данных осуществлять на многопультовых системах подготовки данных на магнитном носителе. При этом следует максимально использовать программные методы контроля с точной локализацией ошибок, обнаруженных в процессах ввода и обработки информации. Это позволяет обеспечить процесс нахождения и исправления ошибок.

4. Компьютерные сети

Развитие средств вычислительной техники, а особенно появление персональных компьютеров привело к созданию нового типа информационных систем – компьютерных сетей.

Компьютерные сети подразделяются на локальные и глобальные. Локальная сеть - объединение компьютеров, расположенных на сравнительно небольшой территории (одного предприятия, офиса, одной комнаты). Глобальная сеть может быть ограничена только размерами земного шара.

Сегодня пользователь, который работает с неподключенной к сети ЭВМ, использует только 70-75% от её возможностей.

4.1. Локальные вычислительные сети

ЛВС или LAN (англ. Local Area Network) нашли широкое применение в системах автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства, системах управления производством и технологическими комплексами, в конторских системах, бортовых системах управления и т.д. ЛВС является эффективным способом построения сложных систем управления различными производственными подразделениями. ЛВС интенсивно внедряются в медицину, сельское хозяйство, образование, науку и др.

Существующие стандарты для ЛВС обеспечивают связь между компьютерами на расстоянии до 6 км. Основное назначение ЛВС - в распределении ресурсов ЭВМ: программ, совместимости периферийных устройств, терминалов, памяти.

4.2. Глобальные компьютерные сети

Для подключения к удаленным компьютерным сетям используются телефонные линии.

Процесс передачи данных по телефонным линиям должен происходить в форме электрических колебаний - аналога звукового сигнала, в то время как в компьютере информация хранится в виде кодов. Для того чтобы передать информацию от компьютера через телефонную линию, коды должны быть преобразованы в электрические колебания. Этот процесс носит название модуляции. Для того чтобы адресат смог прочитать на своем компьютере то, что ему отправлено, электрические колебания должны быть обратно превращены в машинные коды - демодуляция. Устройство, которое осуществляет преобразование данных из цифровой формы (машинный код) в аналоговую (электрические колебания) и обратно, называется модем (сокращенно отМодулятор - Демодулятор). Компьютер в этом случае должен иметь специальную телекоммуникационную программу, которая управляет модемом, а также отправляет и получает последовательности сигналов передаваемой информации.