Введение в дисциплину «Информационные технологии»

 

 

·         Понятие информационной технологии

·        Процедуры обработки информации

·        Классификация программных продуктов

 

 

Первые информационные системы появились в 50-х гг. Они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты и реализованы на электромеханических бухгалтерских счетных машинах.

В 60-е гг. отношение к информационным системам изменилось. Информация, полученная из них, стала применятся для периодической отчетности по многим параметрам. Для этого уже требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, выполняющее множество функций.

В 70-х – начале 80-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля для поддержки и ускорения принятия решений.

К концу 80-х гг. концепция использования информационных систем вновь изменяется. Информационные системы этого периода, предоставляя информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, находить достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.

Об истории развития информационных технологий, информатики и компьютеров в целом можно ознакомиться тут! (Кому интересно, хронологию событий могут продолжить и до наших дней :-)

 

Понятие информационной технологии

  

Цель информационной технологии – производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Основными составляющими информационных технологий являются:

- сбор данных или первичной информации;

- обработка данных и получение результатной информации;

- передача результатной информации пользователю для принятия на ее основе решений.

Основные принципы новой (компьютерной) информационной технологии включают:

- интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером;

- взаимосвязь с другими программными продуктами;

- гибкость процесса изменения как данных, так и постановок задач.

Реализация информационных технологий осуществляется с помощью технических средств производства информации, которыми являются:

- аппаратное обеспечение;

- программное обеспечение;

- математическое обеспечение.

Информационные технологии – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явление.

Информационная система – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемая для хранения, обработки и выдачи информации, необходимой в процессе принятие решений задач из любой области.

Процедуры обработки информации

 

 Информационная технология включает следующие процедуры, отличающиеся как по функциям, так и по времени их выполнения:

- сбор и регистрация информации;

- передача информации к месту обработки;

- машинное кодирование информации;

- хранение и поиск информации;

- вычислительная обработка;

- размножение информации;

- принятие решений и выработка управляющих воздействий.

 

 

Классификация программных продуктов

•   Классы программных продуктов

•   Системное программное обеспечение

•   Инструментарий технологии программирования

•   Пакеты прикладных программ

 

Классы программных продуктов

Программные продукты можно классифицировать по различным признакам. Классификацию, в которой основополагающим признаком является сфера  исполь­зования программных продуктов:

·          аппаратная часть автономных компьютеров и сетей ЭВМ;

·          функциональные задачи различных предметных областей;

·          технология разработки программ.

Для поддержки информационной технологии в этих областях выделим соответственно три класса программных продуктов:

1.      системное программное обеспечение;

2.      пакеты прикладных программ;

3.      инструментарий технологии программирования.

Системное программное обеспечение направлено:

·          на создание операционной среды функционирования других программ;

·          на обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислитель­ной сети;

·          на проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислитель­ных сетей;

·          на выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивиро­вание, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).

Данный класс программных продуктов тесно связан 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.

Системное программное обеспечение (System Software) — совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

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, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.

Пакет прикладных программ (application program package) — комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса кон­кретной предметной области.

Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, ко­торые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические 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.

 

Системное программное обеспечение

Структура системного программного обеспечения

Базовое программное обеспечение (base software) — минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

Сервисное программное обеспечение — программы и программные ком­плексы, которые расширяют возможности базового программного обеспе­чения и организуют более удобную среду работы пользователя.

В базовое программное обеспечение входят:

·          операционная система;

·          операционные оболочки (текстовые и графические);

·          сетевая операционная система.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользо­вательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

В секторе программного обеспечения и операционных систем ведущее положение за­нимают фирмы IBM, Microsoft, UNISYS, Novell. Рассмотрим наиболее распространенные типы операционных систем.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:

·          одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых приклад­ных процессов);

·           одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);

·           непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;

·           несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

Большое значение сегодня имеет применение 64-разрядных операционных систем для персональных компьютеров:

·          OS/2 во всех модификациях (IBM);

·          Windows во всех модификациях (Microsoft);

·          Unix во всех модификациях;

·          Next Step 3.2 (Next);

·          SCO Open Desktop 3.0 (Santa Cruz Operation);

·          Solaris 2.1 (SunSoft) — x86;

·          UnixWare Personal Edition 1.0 (Novell).

Сервисное программное обеспечение

Расширением базового программного обеспечения компьютера является набор серекеных, 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;

·          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.).

 

Инструментарий технологии программирования

Состав и назначение инструментария технологии программирования

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 (software en­gineering) — 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;

—интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;

·          CASE-технология {Computer-Aided System Engineering), представляющая мето­ды анализа, проектирования и создания программных систем и предназначенная для автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем.

Средства для создания приложений

Локальные средства разработки программ. Эти средства на рынке программных продук­тов наиболее представительны и включают языки и системы программирования, а также инструментальную среду пользователя.

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

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

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

·          машинные языки (computer language) — языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды);

·          машинно-ориентированные языки (computer-oriented language) — языки программиро­вания, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблеры);

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

·          процедурно-ориентированные языки (procedure-oriented language) — языки програм­мирования, где имеется возможность описания программы как совокупности проце­дур (подпрограмм);

Инструментальная среда пользователя 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 их 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 — относительно новое, сформировавшееся на рубеже 80-х гг. направление. Массовое применение затруднено крайне высокой стоимостью и предъявляе­мыми требованиями к оборудованию рабочего места разработчика.

 

Пакеты прикладных программ                          

Характеристика пакетов прикладных программ

Данный класс 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.

Проблемно-ориентированные ППП

Это самый представительный класс программных продуктов, внутри которого проводится классификация по разным признакам:

·          типам предметных областей;

·          информационным системам;

·          функциям и комплексам задач, реализуемых программным способом, и др.

Для некоторых предметных областей возможна типизация функций управления, структуры данных и алгоритмов обработки. Это вызвало разработку значительного числа ППП одинакового функционального назначения и, таким образом, создало рынок про­граммных продуктов:

·          ППП автоматизированного бухгалтерского учета;

·          ППП финансовой деятельности;

·          ППП управления персоналом (кадровый учет);

·          ППП управления материальными запасами;

·          ППП управления производством;

·          банковские информационные системы и т.п.

Основные тенденции в области развития проблемно-ориентированных программных средств:

·          создание программных комплексов в виде автоматизированных рабочих мест (АРМ) управленческого персонала;

·          создание интегрированных систем управления предметной областью на базе вычисли­тельных сетей, объединяющих АРМы 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).

Для подобного класса программ высоки требования к оперативности обработки дан­ных (например, пропускная способность для банковских систем должна составлять не­сколько сот транзакций в секунду), велики объемы хранимой информации, что обусловливает повышенные требования к средствам администрирования данных БД (актуа­лизации, копирования, обеспечения производительности обработки данных).

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

Данный класс программных продуктов весьма динамичен как по составу реализуемых ими функций, так и по используемому для их создания инструментарию разработчика. Со временем границы компьютеризации информационных систем, как правило, расширяются, что приводит к изменению функций существующих ППП.

ППП автоматизированного проектирования

Программы этого класса 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

Данный класс содержит широкий перечень программных продуктов, поддерживающих пре­имущественно информационные технологии конечных пользователей. Кроме конечных пользователей этими программными продуктами за счет встроенных средств технологии программирования могут пользоваться и программисты для создания усложненных про­грамм обработки данных.

Представители данного класса программных продуктов:

·          Настольные системы управления базами данных (СУБД), обес­печивающие организацию и хранение локальных баз данных на автономно работающих компьютерах либо централизованное хранение баз данных на файл-сервере и сетевой до­ступ к ним.

В настоящее время наиболее широко представлены реляционные СУБД для персо­нальных компьютеров, осуществляющие:

·          работу с базой данных через экранные формы;

·          организацию запросов на поиск данных с помощью специальных языков запросов вы­сокого уровня;

·          генерацию отчетов различной структуры данных с подведением промежуточных и окончательных итогов;

·          вычислительную обработку путем выполнения встроенных функций, программ, напи­санных с использованием языков программирования и макрокоманд.

2.Серверы баз данных — успешно развивающийся вид программного обеспе­чения, предназначенный для создания и использования при работе в сети интегрированных баз данных в архитектуре клиент-сервер.

Многопользовательские СУБД (типа Paradox, Access, FoxPro и др.) в сетевом варианте обработки данных хранят информацию на файл-сервере — специально выделенном ком­пьютере в централизованном виде, но сама обработка данных ведется нерабочих станциях, Серверы баз данных, напротив, всю обработку (хранение, поиск, извлечение и передачу данных клиенту) данных выполняют самостоятельно, одновременно обеспечивая данными большое число пользователей сети.

3.Генераторы (серверы) отчетов — самостоятельное направление разви­тия программных средств, обеспечивающих реализацию запросов и формирование отчетов в печатном или экранном виде в условиях сети с архитектурой клиент-сервер.

4. Текстовые процессоры — автоматическое форматирование документов, вставка рисованных объектов и графики, составление оглавлений и указателей, проверка орфографии, шрифтовое оформление, подготовка шаблонов документов.

5.Табличный процессор — удобная среда для вычислений силами конечного пользователя; средства деловой графики, специализированная обработка (встроенные функ­ции, работа с базами данных, статистическая обработка данных и др.).

6 Средетва презентационной графики — специализированные про­граммы, предназначенные для создания изображений и их показа на экране, подготовки слайд-фильмов, мультфильмов, видеофильмов, их редактирования, определения порядка следования изображений.

Презентация может включать показ диаграмм и графиков, все программы презентаци­онной графики условно делятся на программы для подготовки слайд-шоу, программы для подготовки мультимедиа-презентации.

Презентация требует предварительного составления плана показа. Для каждого слайда выполняется проектирование: определяются содержание слайда, размер, состав элементов, способы их оформления и т.п. Данные для использования в слайдах можно как готовить вручную, так и получать в результате обмена из других программных систем.

7. Интегрированные пакеты — набор нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые информационные тех­нологии, реализованные на общей вычислительной и операционной платформе.

Наиболее распространены интегрированные пакеты, компонентами которых явля­ются:

СУБД;

текстовый редактор;

табличный процессор;

органайзер;

средства поддержки электронной почты;

программы создания презентаций;

графический редактор.

Компоненты интегрированных пакетов могут работать изолированно друг от друга, но основные достоинства интегрированных пакетов проявляются при их разумном сочетании друг с другом. Пользователи интегрированных пакетов имеют унифицированный для раз­личных компонентов интерфейс, тем самым обеспечивается относительная легкость про­цесса их освоения.

Отличительными особенностями данного класса программных средств являются:

·          полнота информационных технологий для конечных пользователей;

·          однотипный интерфейс конечного пользователя для всех программ, входящих в состав интегрированного пакета — общие команды в меню, стандартные пиктограммы одних и тех же функций (сохранение на диске, печать, проверка орфографии, шрифтовые оформления и т.п.), стандартное построение и работа с диалоговыми окнами и др.

·          общий сервис для программ интегрированного пакета (например, словарь и средства орфографии для проверки правописания, построитель диаграмм, конвертер данных и др.);

·          легкость обмена и ссылок на объекты, созданные программами интегрированного пакета (применяется два метода: DDE — динамический обмен данными и OLE — ди­намическая компоновка объектами), единообразный перенос объектов (метод drag-and-drop);

·          наличие единой языковой платформы для разработки макрокоманд, пользовательских программ;

·          возможность создания документов, интегрирующих в себе возможности различных

·          программ, входящих в состав интегрированного пакета.

Интегрированные пакеты эффективны и при групповой работе в сети многих пользо­вателей. Так, из прикладной программы, в которой находится пользователь, можно отпра­вить документы и файлы данных другому пользователю, при этом поддерживаются стандарты передачи данных в виде объектов по сети или через электронную почту.

Методо-ориентированные ППП

Данный класс включает программные продукты, обеспечивающие независимо от предмет­ной области и функций информационных систем математические, статистические и другие методы решения задач.

Наиболее распространены методы математического программирования, решения диф­ференциальных уравнений, имитационного моделирования, исследования операций.

Методы статистической обработки и анализа данных (описательная статистика, рег­рессионный анализ, прогнозирование значений технико-экономических показателей и т.п.) имеют всевозрастающее применение. Так, современные табличные процессоры, значитель­но расширили набор встроенных функций, реализующих статистическую обработку, пред­лагают информационные технологии статистического анализа. Вместе с тем необходимость в использовании специализированных программных средств статистической обработки, обеспечивающих высокую точность и многообразие статистических методов, также растет.

На базе методов сетевого планирования с экономическими показателями проекта, формированием отчетов различного вида оформилось новое направление программных средств — управление проектами, пользователями этих программ являются менед­жеры проектов.

Офисные ППП

Данный класс программных продуктов охватывает программы, обеспечивающие организа­ционное управление деятельностью офиса:

1.                 Органайзеры (планировщики) — программное обеспечение для планиро­вания рабочего времени, составления протоколов встреч, расписаний, ведения записной и телефонной книжки.

В состав программ органайзеров входят: калькулятор, записная книжка, часы, кален­дарь и т.п. Наиболее часто подобное программное обеспечение разрабатывается для ноутбу­ков, персональных компьютеров блокнотного типа.

2. Программы-переводчики, средства проверки орфографии я распознавания текста включают:

·          программы-переводчики, предназначенные для создания подстрочника исходного текста на указанном языке;

·          словари орфографии, используемые при проверке текстов;

·          словари синонимов, используемые для стилевой правки текстов;

·          • программы для распознавания считанной сканерами информации и преобразования в текстовое представление.

Настольные издательские системы

Данный класс программ включает программы, обеспечивающие информационную техноло­гию компьютерной издательской деятельности:

·          форматирование и редактирование текстов;

·          автоматическую разбивку текста на страницы;

·          создание заголовков;

·          компьютерную верстку печатной страницы;

·          монтирование графики;

·          подготовку иллюстраций и т.п.

ППП Adobe Page Maker обеспечивает подготовку многостраничных цветных пуб­ликаций, гибкий дизайн страниц, высококачественную печать. Формат печатной страни­цы — А2, допустим максимальный размер публикации более 1060 мм.

Расширены возможности по верстке: неограниченное число страниц-шаблонов, кото­рые могут использоваться в одной публикации; применение различных эффектов к цветным изображениям; настройка резкости и регулировка цветов в импортированных файлах; воз­можно закрепление расположения объектов на странице, автоматическое выравнивание объектов.

Разработаны и включены новые цветовые библиотеки, используются новые техноло­гии HiFi Color и PANTONE Hexachrome, которые расширяют цветовую гамму традицион­ной офсетной печати.

Программные средства мультимедиа

Этот класс программных продуктов является относительно новым, он сформировался в связи с изменением среды обработки данных, появлением лазерных дисков высокой плот­ности записи с хорошими техническими параметрами по доступным ценам, расширением состава периферийного оборудования, подключаемого к персональному компьютеру, разви­тием сетевой технологии обработки, появлением региональных и глобальных информаци­онных сетей, располагающих мощными информационными ресурсами. Основное назначение программных продуктов мультимедиа — создание и использование аудио- и ви­деоинформации для расширения информационного пространства пользователя.

Программные продукты мультимедиа заняли лидирующее положение на рынке в сфере библиотечного информационного обслуживания, процессе обучения, организации до­суга. Базы данных компьютерных изображений произведений искусства, библиотеки звуко­вых записей и будут составлять основу для прикладных обучающих систем, компьютерных игр, библиотечных каталогов и фондов.

Системы искусственного интеллекта

Данный класс программных продуктов реализует отдельные функции интеллекта человека. Основными компонентами систем искусственного интеллекта являются база знаний, интел­лектуальный интерфейс с пользователем и программа формирования логических выводов. Их разработка идет по следующим направлениям:

·          программы-оболочки для создания экспертных систем путем наполнения баз знаний и правил логического вывода;

·          готовые экспертные системы для принятия решений в рамках определенных предмет­ных областей;

·          системы управления базами знаний для поддержания семантических моделей (процедуральной, семантической сети, фреймовой, продукционной и др.);

·          системы анализа и распознавания речи и др.

Как правило, интеллектуальный интерфейс включает:

диалоговый процессор на естественном языке;

планировщик, преобразующий описание задачи в программу решения на основе ин­формации базы знаний;

монитор, осуществляющий управление компонентами интерфейса.