История новых информационных технологий. Информационные технологии: понятие и история развития. История возникновения информационных технологий
Введение
Данная реферативная работа посвящена теме: «Информационные технологии: истоки и этапы развития, цель, средства и методы».
Актуальность выбора темы работы объясняется тем, что в процессе экономической деятельности человека информация приобретает критическое значение для субъектов мировой и национальных экономик. Информация в современных условиях становится также мощным фактором ускорения кардинальной перестройки производственных процессов, влияя уже не на отдельные звенья, а на весь процесс материального производства в целом. В РФ сейчас создаются организационные, материальные и правовые предпосылки формирования информационного обеспечения управления всех отраслей народного хозяйства: формируется законодательная база, развивается сфера информационных услуг, совершенствуется техническое обеспечение информационной среды (в том числе и за счет отечественного производства), развивается информационная составляющая всех организаций в обществе. В результате этих мероприятий активизировался процесс «первоначального накопления» ресурсов информационного рынка, а следующим этапом должен стать процесс урегулирования цивилизованных правил «игры» на нем. В связи с этим необходимая разработка высокоэффективных, функциональных информационных технологий (далее ИТ).
Поэтому целью написания нашей работы стала сжатая систематизация сведений об информационных технологиях на современном этапе их развития как инструментов регулирования информационного рынка.
Исходя из цели написания работы, перед нами стоят следующие задачи:
Дать определение понятия информационных технологий и рассмотреть историю их становления;
Охарактеризовать цели развития и функционирования информационных технологий;
Привести примеры средств и методов информационных технологий.
Понятие информационных технологий. История их становления
Информационные технологии давно вошли в нашу повседневность и укоренились в ней, однако, само это понятие остается многофункциональным и нечетким. Под технологией традиционно понимался процесса творчества, производства, как в искусстве, так и в ремесле. При этом сам процесс предполагал ряд последовательных усилий для достижений поставленной цели.
В состав этого процесса, управляемого человеком, входят не только цели, но и определенные средства, методы, стратегии. Так в случае с технологиями материального производства процесс охватывает сбор, обработку сырья до изготовления конечного продукта с заданным набором характеристик и качеств.
Соответственно, применяя разные технологии для одного и того же материала, можно получить разные продукты, поскольку технология изменяет исходное состояние сырья для получения совершено новых объектов производства.
Так как информация представляет собой один из ценнейших ресурсов общества, она является не менее важной, чем традиционные материальные виды ресурсов - нефть, газ, полезные ископаемые, и т.п. Работу с информационными ресурсами можно сравнивать с процессами обычного производства и также называть технологией. Тогда справедливым будет такое определение: информационная технология - это процесс или совокупность процессов обработки информации. Информационные технологии (ИТ) можно представить в виде схемы (рис. 1). Коноплева И.А., Хохлова О.А., Денисов А.В. Информационные технологии. - М.: Проспект, 2013. - 328 с.
Потому что на входе и выходе ИТ находятся не материя, и не энергия, а информация, то: информационную технологию можно также определить как - совокупность процессов, использующих средства и методы накопления, обработки и передачи первичной информации для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.
Эта информация нового качества называется информационным продуктом. Схематично процесс превращения информации в информационный, а позднее и в программный продукт, можно проиллюстрировать следующим образом (рис. 2). Под угрозами при этом понимаются совокупность факторов, которые создают опасность для ценной информации, а именно: возможность несанкционированного доступа и/или распространения. Юдина И.Г. Комплексный информационный продукт: характеристика и определение // Библиосфера. 2012. № 5. С. 43-46.
Рисунок 1
Схема информационной технологии
Если производство материальных продуктов осуществляется для удовлетворения нужд людей и их сообществ, то цель информационной технологии представляется как получение информационного продукта для его анализа человеком и принятие на его основе решений для выполнения действий. Как и в материальном производстве, разный информационный продукт можно получить, применяя разные технологии по отношению к входящей информации.
В юридической литературе понятие «информационного продукта» пока не дано, в частности оно отсутствует в Законе РФ «Об информации, информатизации и защите информации». Можно рассмотреть только определение, которые было приведено в Законе РФ «Об участии в международном информационном обмене», утратившем, однако, силу: информационный продукт (продукция) - это документированная информация, подготовленная в соответствии с потребностями пользователей и предназначенная или применяемая для удовлетворения потребностей пользователей. Синаторов С.В. Информационные технологии. - М.: Дашков и Ко, 2010. - 456 с.
Рисунок 2
Место информационного и программного продукта в системе информационного кругооборота
Следовательно, окончательное назначение информационного продукта, как и информационных технологий - это тоже удовлетворение потребностей человека. Детальнее о целях информационных технологий мы поговорим далее.
Началом эры информационных технологий (ИТ) можно считать то время, когда человек начал выделять себя среди окружающего мира: язык, устное воспроизведение информации, передача ее с помощью знаков, звуков - все это можно назвать первым этапом развития информационных технологий.
Появление письменности является характерным признаком второго этапа развития информационных технологий. Благодаря возможности воспроизведения информации на материальных носителях (деревянные, покрытые воском или глиняные таблички, папирус, кожа) образовываются первые хранилища информации - библиотеки. Но массовому распространению информации положило начало книгопечатание (табл. 1) Алошти Х.Р. Философский взгляд на информацию информационную технологию // Научно-техническая информация. Серия 2: Информационные процессы и системы. 2012. № 4. С. 1-12..
Третьим этапом развития информационных технологий можно назвать период появления и быстрого внедрения механических средств обработки, хранения и передачи информации, таких как пишущая машинка или арифмометр.
Открытие в области электричества совершило революцию и в информационных технологиях, чем и обусловило переход к четвертому этапу их развития. Появилась возможность передачи значительных объемов информации на большие расстояния с достаточно большой скоростью (телефон, телетайп), хранения их на магнитных носителях.
Таблица 1
Этапы развития ИТ
|
Решаемые задачи |
|||
|
Первый - 150 тыс. до н.э. - 3 тыс. до н.э. |
Примитивные орудия нанесения символов на бытовые предметы |
Сплочение отдельных племен в родовые общины, образование первых обществ |
Не механизированная |
|
Второй - 3 тыс. до н.э. - V в. н. э. |
Письменные принадлежности, первые печатные станки |
Поддержание власти и порядка в первых государствах, организация труда |
Примитивная механизированная |
|
Третий - V в. н. э. - XIX н.э. |
Печатные и расчетно-клавишные машины |
Механизация систем управления |
Механизированная |
|
Четвертый начало ХХ н.э. - 1940 гг. |
Комплексы дистанционной связи |
Глобальная автоматизация процессов управления |
Автоматизированная |
|
Пятый - 1940 гг. - наши дни |
ЭВМ, компьютеры |
Управление мировой экономикой в условиях информационного рынка |
Электронная, цифровая - сочетание вычислительной техники и средств связи |
Начало пятого этапа развития информационных технологий связывают с появлением первых электронно-вычислительных машин (ЭВМ) и переходом к электронно-информационным технологиям.
В сравнении с аналоговыми, основным преимуществом электронных источников информации является их оперативность и возрастающая массовость (наглядный пример - информация в сети Интернет). Быстрое развитие компьютерной техники порождает новые формы и методы обработки, хранения и передача информации.
Можно выделить и отдельные этапы развития компьютерных информационных технологий:
Этап машинных ресурсов (внедрение ЭВМ, программирование в кодах машин);
Этап программирования (языки программирования, пакетная обработка);
Этап новых информационных технологий, характеризующихся появлением ПЭВМ (персональных ЭВМ или сокращенно ПК - персональный компьютер), компьютерных сетей, АРМ-ов (автоматизированных рабочих мест), баз данных, ОLАР-технологий (динамический анализ данных), Интернет- технологий, и т.п.
Основными задачами современных ИТ являются:
Достижение универсальности методов коммуникаций;
Поддержка систем мультимедиа;
Максимальное упрощение средств общения в системе «человек -ПК».
Помимо этого, ИТ как система имеет следующие свойства:
Целесообразность;
Наличие компонентов и структуры;
Взаимодействие с внешней средой;
Целостность;
Развитие во времени. Пастухов В.А. Управление информационными технологиями // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2011. № 5. С. 59-61.
История возникновения информационных технологий уходит своими корнями в глубокую древность. Первым этапом можно считать изобретение простейшего цифрового устройства – счетов. Счеты были изобретены совершенно независимо и практически одновременно в Древней Греции, Древнем Риме, Китае, Японии и на Руси.
Счеты в Древней Греции назывались абак, то есть доска или еще «саламинская доска» (остров Саламин в Эгейском море). Абак представлял собой посыпанную песком доску с бороздками, на которых камешками обозначались числа. Первая бороздка означала единицы, вторая – десятки и т.д. Во время счета на любой из них могло набраться более 10 камешков, что означало добавлениеодного камешка в следующую бороздку. В Риме абак существовал в другом виде: деревянные доски заменили мраморными, шарики также делали из мрамора.
В Китае счеты «суан-пан» немного отличались от греческих и римских. В их основе лежало не число десять, а число пять. В верхней части «суан-пан» находились ряды по пять косточек-единиц, а в нижней части – по две. Если требовалось, скажем, отразить число восемь, в нижней части ставили одну косточку, а в части единиц – три. В Японии существовало аналогичное устройство, только название было уже «серобян».
На Руси счеты были значительно проще – кучка единиц и кучки десятков с косточками или камешками. Но в XV в. получит распространение «дощаный счет», то есть применение деревянной рамки с горизонтальными веревочками, на которых были нанизаны косточки.
Обычные счеты были родоначальниками современных цифровых устройств. Однако, если одни из объектов окружающего материального мира поддавались непосредственному счетному, поштучному исчислению, то другие требовалипредварительного измерения числовых величин. Соответственно, исторически сложились два направления развития вычислений и вычислительной техники: цифровое и аналоговое.
Аналоговое направление, основанное на исчислении неизвестного физического объекта (процесса) по аналогии с моделью известного объекта (процесса), получило наибольшее развитие в период конца XIX – середины XX века. Основоположником аналогового направления является автор идеи логарифмического исчисления шотландский барон – Джон Непер, подготовившийв 1614г. научный фолиант «Описание удивительной таблицы логарифмов». Джон Непер не только теоретически обосновал функции, но и разработал практическую таблицу двоичных логарифмов.
Принцип изобретения Джона Непера заключается в соответствии логарифма (показателя степени, в которую нужно возвести число) заданному числу. Изобретение упростило выполнение операций умножения и деления, так как при умножении достаточно сложить логарифмы чисел.
В 1617г. Непер изобрел способ перемножения чисел с помощью палочек. Специальное устройство состояло из разделенных на сегменты стерженьков, которые можно было располагать таким образом, что при сложении чисел в прилегающих друг к другу по горизонтали сегментах получался результат умножения этих чисел.
Несколько позднее англичанин Генри Бриггс составил первую таблицу десятичных логарифмов. На основе теории и таблиц логарифмов были созданы первые логарифмические линейки. В 1620 г. англичанин Эдмунд Гюнтер применил для расчетов на популярном в те времена пропорциональном циркуле специальную пластинку, на которую были нанесены параллельно друг другу логарифмы чисел и тригонометрических величин (так называемые «шкалы Гюнтера»). В 1623 г. Уильям Отред изобрел прямоугольную логарифмическую линейку, а Ричард Деламейн в 1630 г. – круговую. В 1775 г. библиотекарь Джон Робертсон добавил к линейке «бегунок», облегчающий считывание чисел с разных шкал. И, наконец, в 1851-1854 гг. француз Амедей Маннхейм резко изменил конструкцию линейки, придав ей почти что современный вид. Полное господство логарифмической линейки продолжалось вплоть до 20-30-х гг. XX века, пока не появились электрические арифмометры, которые позволяли проводить несложные арифметические вычисления с гораздо большей точностью. Логарифмическая линейка постепенно утратила свои позиции, но оказалась незаменимой для сложных тригонометрических вычислений и потому сохранилась и продолжает использоваться и в наши дни.
Большинство людей, пользующихся логарифмической линейкой, успешно проводит типовые вычислительные операции. Однако, сложные операции расчета интегралов, дифференциалов, моментов функций и т. д., которые осуществляются в несколько этапов по специальным алгоритмам и требуют хорошей математической подготовки, вызывают значительные затруднения. Все это обусловило появление в свое время целого класса аналоговых устройств, предназначенных для расчета конкретных математических показателей и величин пользователем, не слишком искушенным в вопросах высшей математики. В начале-середине XIX века были созданы: планиметр (вычисление площади плоских фигур), курвиметр (определение длины кривых), дифференциатор, интегратор, интеграф (графические результаты интегрирования), интегример (интегрирование графиков) и др. устройства. Автором первого планиметра (1814 г.) является изобретатель Германн. В 1854 г. появился полярный планиметр Амслера. С помощью интегратора фирмы «Коради» вычислялись первый и второй моменты функции. Существовали универсальные наборы блоков, например, комбинированный интегратор КИ-3, из которых пользователь в соответствии с собственными запросами, мог выбрать необходимое устройство.
Цифровое направление развития техники вычислений оказалось более перспективным и составляет сегодня основу компьютерной техники и технологии. Еще Леонардо да Винчи в начале XVI в. создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами. Хотя работающее устройство на базе этих чертежей было построено только в XX в., все же реальность проекта Леонардо да Винчи подтвердилась.
В 1623 г. профессорВильгельм Шиккард в письмах И. Кеплеру описал устройство счетной машины, так называемых «часов для счета». Машина также не была построена, но сейчас на основе описания создана работающая ее модель.
Первая построенная механическая цифровая машина, способная суммировать числа с соответствующим увеличением разрядов, была создана французским философом и механиком Блэзом Паскалем в 1642 г. Назначением этой машины было облегчить работу отца Б. Паскаля – инспектора по сбору налогов. Машина имела вид ящика с многочисленными шестернями, среди которых находилась основная расчетная шестерня. Расчетная шестерня при помощи храпового механизма соединялись с рычагом, отклонение которого позволяло вводить в счетчик однозначные числа и проводить их суммирование. Проводить вычисления с многозначными числами на такой машине было достаточно сложно.
В 1657 г. два англичанина Р. Биссакар и С. Патридж совершенно независимо друг от друга разработали прямоугольную логарифмическую линейку. В неизменном виде логарифмическая линейка существует и по сей день.
В 1673 г. известный немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм Лейбниц изобрел механический калькулятор – более совершенную счетную машину, способную выполнять основные арифметические действия. При помощи двоичной системы счисления машина могла складывать, вычитать, умножать, делить и извлекать квадратные корни.
В 1700 г. Шарль Перро издал книгу своего брата «Сборник большого числа машин собственного изобретения Клода Перро». В книге описывается суммирующая машина с зубчатыми рейками вместо зубчатых колес под названием «рабдологический абак». Название машины состоит из двух слов: древнего «абак» и «рабдология» – средневековая наука о выполнении арифметических операций с помощью маленьких палочек с цифрами.
Готфрид Вильгейм Лейбниц в 1703 г., продолжая серию своих работ, пишет трактат «Explication de I"Arithmetique Binaire» об использовании двоичной системы счисления в вычислительных машинах. Позже, В 1727 г. на основе работ Лейбница была создана счетная машина Джакоба Леопольда.
Немецкий математик и астроном Христиан Людвиг Герстен в 1723 г. создал арифметическую машину. Машина высчитывала частное и число последовательных операций сложения при умножении чисел. Кроме того была предусмотрена возможность контроля за правильностью ввода данных.
В 1751 г. француз Перера на основе идей Паскаля и Перро изобретает арифметическую машину. В отличие от других устройств она была компактнее, так как ее счетные колеса располагались не на параллельных осях, а на единственной оси, проходившей через всю машину.
В 1820 г. состоялся первый промышленный выпуск цифровых счетных машин арифмометров. Первенство принадлежит здесь французу Тома де Кальмару. В России к первым арифмометрам данного типа относятся самосчеты Буняковского (1867 г.). В 1874 г. инженер из Петербурга Вильгодт Однер значительно усовершенствовал конструкцию арифмометра, применив для ввода чисел колеса с выдвижными зубьями (колеса «Однера»). Арифмометр Однера позволял проводить вычислительные операции со скоростью до 250 действий с четырехзначными цифрами за один час.
Вполне возможно, что развитие цифровой техники вычислений так и осталось бы на уровне малых машин, если бы не открытие француза Жозефа Мари Жаккара, который в начале XIX века применил для управления ткацким станком карту с пробитыми отверстиями (перфокарту). Машина Жаккара программировалась при помощи целой колоды перфокарт, каждая из которых управляла одним ходом челнока так, что при переходе к новому рисунку, оператор заменял одну колоду перфокарт другой. Учёные попытались использовать это открытие для создания принципиально новой счётной машины, выполняющейоперации без вмешательства человека.
В 1822 г. английский математик Чарльз Бэббидж создал программно-управляемую счетную машину, представляющую собой прототип сегодняшних периферийных устройств ввода и печати. Она состояла из вращаемых вручную шестеренок и валиков.
В конце 80-х гг. XIX века сотрудник национального бюро переписи населения США Герман Холлерит сумел разработать статистический табулятор, способный автоматически обрабатывать перфокарты. Создание табулятора положило начало производству нового класса цифровых счётно-перфорационных (счётно-аналитических) машин, которые отличались от класса малых машин оригинальной системой ввода данных с перфокарт. К середине XX века счетно-перфорационныемашины выпускались фирмами IBM и Remington Rand в виде достаточно сложных перфо-комплексов, включающих: перфораторы (набивка перфокарт), контрольные перфораторы (повторная набивка и контроль несовпадения отверстий), сортировочные машины (раскладка перфокарт по группам в соответствии с определенными признаками), раскладочные машины (более тщательная раскладка перфокарт и составление таблиц функций), табуляторы (чтение перфокарт, вычисление и вывод на печать результатов расчета), мультиплееры (операции умножения для чисел, записанных на перфокартах). Лучшие модели перфокомплексов обрабатывали до 650 карт в минуту, а мультиплеер в течение часа умножал 870 восьмизначных чисел. Наиболее совершенная модель электронного перфоратора Model 604 фирмы IBM, выпущенная в 1948 г., имела программируемую панель команд обработки данных и обеспечивала возможность проведения до 60 операций с каждой перфокартой .
В начале XX века появились арифмометры с клавишами для ввода чисел. Повышение степени автоматизации работы арифмометров позволило создать счетные автоматы, или, так называемые, малые счетные машины с электроприводом и автоматическим выполнением за час до 3 тысяч операций с трех- и четырехзначными цифрами. В промышленном масштабе малые счетные машины в первой половине XX века выпускались компаниями Friden, Burroughs, Monro и др. Разновидностью малых машин являлись бухгалтерские счетно-записывающие и счетно-текстовые машины, выпускавшиеся в Европе фирмой Olivetti, а в США –- National Cash Register (NCR). В России в этот период были широко распространены «Мерседесы» – бухгалтерские машины, предназначенные для ввода данных и расчета конечных остатков (сальдо) по счетам синтетического учета.
Основываясь на идеях и изобретениях Бэббиджа и Холлерита, профессор Гарвардского университета Говард Эйкен смог создать в 1937 – 1943 гг. вычислительную перфорационную машину более высокого уровня под названием «Марк-1», которая работала на электромагнитных реле. В 1947 г. появилась машина данной серии «Марк-2», содержащая 13 тысяч реле.
Примерно в этот же период появились теоретические предпосылки и техническая возможность создания более совершенной машины на электрических лампах. В 1943 г. к разработке такой машины приступили сотрудники Пенсильванского университета (США) под руководством Джона Мочли и Проспера Эккерта, с участием знаменитого математика Джона фон Неймана. Результат их совместных усилий ламповая вычислительная машина ENIAC (1946 г.), которая содержала 18 тысяч ламп и потребляла 150 кВт электроэнергии. В процессе работы над ламповой машиной Джон фон Нейман опубликовал доклад (1945 г.), являющийся одним из наиболее важных научных документов теории развития вычислительной техники. В докладе были обоснованы принципы устройства и функционированияуниверсальных вычислительных машин нового поколения компьютеров, которые вобрали в себя все лучшее, что было создано многими поколениями ученых, теоретиков и практиков.
Это привело к созданию компьютеров, так называемого, первого поколения. Они характерны применением вакуумно-ламповой технологии, систем памяти на ртутных линиях задержки, магнитных барабанов и электронно-лучевых трубок Вильямса. Данные вводились с помощью перфолент, перфокарт и магнитных лент с хранимыми программами. Использовались печатающие устройства. Быстродействие компьютеров первого поколения не превышало 20 тыс. операций в секунду.
Далее развитие цифровой техники вычислении происходило быстрыми темпами. В 1949 г. по принципам Неймана английским исследователем Морисом Уилксом был построен первый компьютер. Вплоть до середины 50-х гг. в промышленном масштабе выпускались ламповые машины. Однако, научные исследования в области электроники открывали все новые перспективы развития. Ведущие позиции в этой области занимали США. В 1948 г. Уолтер Браттейн, Джон Бардин из компании AT&T изобрели транзистор, а в 1954 г. Гордон Тип из компании Texas Instruments применил для изготовления транзистора кремний. С 1955 года стали выпускаться компьютеры на транзисторах, имеющие меньшие габариты, повышенное быстродействие и пониженное потребление энергии в сравнении с ламповыми машинами. Сборка компьютеров проходила вручную, под микроскопом.
Применение транзисторов ознаменовало переход к компьютерам второго поколения. Транзисторы заменили электронные лампы и компьютеры стали более надежными и быстрыми(до 500 тысяч операций в секунду). Усовершенствовались и функциональные устройства – работы с магнитными лентами, памяти на магнитных дисках.
В 1958 г. были изобретены: первая интервальная микросхема (Джек Килби -Texas Instruments) и первая промышленная интегральная микросхема (Chip), автор которой Роберт Нойс основал впоследствии (1968 год) всемирно известную фирму Intel (INTegrated ELectronics). Компьютеры на интегральных микросхемах, выпуск которых был налажен с 1960 года, были еще более скоростными и малогабаритными.
В 1959 г. исследователи фирмы Datapoint сделали важный вывод о том, что компьютеру необходим центральный арифметико-логический блок, который мог бы управлять вычислениями, программами и устройствами. Речь шла о микропроцессоре. Сотрудники Datapoint разработали принципиальные технические решения по созданию микропроцессора и совместно с фирмой Intel в середине 60-х годов стали осуществлять его промышленную доводку. Первые результаты были не совсем удачными микропроцессоры Intel работали гораздо медленнее, чем ожидалось. Сотрудничество Datapoint и Intel прекратилось.
В 1964 г. были разработаны компьютеры третьего поколения с применением электронных схем малой и средней степени интеграции (до 1000 компонентов на кристалл). С этого времени стали проектировать не отдельный компьютер, а скорее целое семейство компьютеров на базе применения программного обеспечения. Примером компьютеров третьего поколения можно считать созданные тогда американский IBM 360, а также советские ЕС 1030 и 1060. В конце 60-х гг. появились мини-компьютеры, а в 1971 г. – первый микропроцессор. Годом позже компания Intel выпускает первый широко известный микропроцессор Intel 8008, а в апреле 1974 г. – микропроцессор второго поколения Intel 8080.
С середины 70-х гг. были разработаны компьютеры четвертого поколения. Они характерны использованием больших и сверхбольших интегральных схем (до миллиона компонентов на кристалл). Первые компьютеры четвертого поколения выпустила фирма Amdahl Corp. В этих компьютерах использовались быстродействующие системы памяти на интегральных схемах емкостью несколько мегабайт. При выключении данные оперативной памяти переносились на диск. При включении проходила самозагрузка. Производительность компьютеров четвертого поколения – сотни миллионов операций в секунду.
Также в середине 70-х появились первые персональные компьютеры. Дальнейшая история компьютеров тесно связана с развитием микропроцессорной техники. В 1975 г. на основе процессора Intel 8080 был создан первый массовый персональный компьютер Альтаир. К концу 70-х гг., благодаря усилиям фирмы Intel, разработавшей новейшие микропроцессоры Intel 8086 и Intel 8088, возникли предпосылки для улучшения вычислительных и эргономических характеристик компьютеров. В этот период крупнейшая электротехническая корпорация IBM включилась в конкурентную борьбу на рынке и попыталась создать персональныйкомпьютер на основе процессора Intel 8088. В августе 1981 г. появился компьютер IBM PC, быстро завоевавший огромную популярность. Удачная конструкция IBM PC предопределила его использование в качестве стандарта персональных компьютеров конца XX в.
С 1982 г. ведутся разработки компьютеров пятого поколения. Их основой является ориентация на обработку знаний. Ученые уверены в том, что обработка знаний, свойственная только человеку, может вестись и компьютером с целью решения поставленных проблем и принятия адекватных решений.
В 1984 г. фирма Microsoft представила первые образцы операционной системы Windows. Американцы до сих пор считают это изобретение одним из выдающихся открытий XX в.
Важным оказалось предложение, сделанное в марте 1989 г. сотрудником международного европейского научного центра (CERN) Тимом Бернерс-Ли. Суть идеи состояла в создании новой распределенной информационной системы под названием World Wide Web. Информационная система на базе гипертекста смогла бы объединить информационныересурсы CERN (базы данных отчетов, документацию, почтовые адреса и т.д.). Проект был принят в 1990 г.
Термин «информационные технологии » появился в конце 1970-х гг. и стал означать технологию обработки информации. Компьютеры изменили процессы работы с информацией, повысили оперативность и эффективность управления, но в то же время компьютерная революция породила серьезные социальные проблемы уязвимости информации. В бизнесе использование компьютера состоит в идентификации задачных ситуаций, их классификации и применении для их решения технических и программных средств, которые называются технологиями – правилами действия с использованием каких-либо общих средств для целой совокупности задач или задачных ситуаций.
Использование компьютерных технологий позволяет компании добиться конкурентных преимуществ на рынке путем использования основных компьютерных концепций:
· увеличивать эффективность и оперативность работы посредством использования технологических, электронных, инструментальных и коммуникационных средств;
· максимизировать индивидуальную эффективность путем накопления информации и использования средств доступа к базам данных;
· увеличивать надежность и скорость обработки информации посредством информационных технологий;
· иметь технологический базис для специализированной коллективной работы.
Информационная эра началась в 1950-х гг., когда на рынке появился первый универсальный компьютер для коммерческого использования UNIVAC , который проводил вычисления за миллисекунды. Поиск механизма для вычислений начался много веков назад. Счеты – одно из первых механических счетных устройств пяти тысячелетней давности были изобретены независимо и практически одновременно в Древней Греции, Древнем Риме, Китае, Японии и на Руси. Счеты – родоначальники цифровых устройств.
Исторически сложилось развитие двух направлений развития вычислений и вычислительной техники: аналоговое и цифровое . Аналоговое направление основано на исчислении неизвестного физического объекта (процесса) по аналогии с моделью известного объекта (процесса). Основоположником аналогового направления является шотландский барон Джон Непер, который теоретически обосновал функции и разработал практическую таблицу алгоритмов, что упростило выполнение операций умножения и деления. Чуть позже англичанин Генри Бриггс составил таблицу десятичных логарифмов.
В 1623 г. Уильям Отред изобрел прямоугольную логарифмическую линейку, а в 1630 г. Ричард Деламейн – круговую логарифмическую линейку, в 1775 г. Джон Робертсон добавил к линейке бегунок, 1851–1854 гг. француз Амедей Манхейм изменил конструкцию линейки на почти современный вид. В середине IX в. были созданы устройства: планиметр (для вычисления площади плоских фигур), курвиметр (определение длины кривых), дифференциатор, интегратор, интеграф (для получения графических результатов интегрирования) и другие устройства.
Цифровое направление развития техники вычислений оказалось более перспективным. В начале XVI в. Леонардо да Винчи создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами (макет работающего устройства был построен только в XX в.). В 1623 г. профессор Вильгельм Шиккард описал устройство счетной машины. В 1642 г. французский математик и философ Блез Паскаль (1623–1662) разработал и построил счетное устройство «Pascaline », чтобы помочь своему отцу – сборщику налогов. Эта конструкция счетного колеса использовалась во всех механических калькуляторах до 1960 г., когда с появлением электронных калькуляторов они вышли из употребления.
В 1673 г. немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм Лейбниц изобрел механический калькулятор, способный выполнять основные арифметические действия в двоичной системе счисления. В 1727 г. на основе двоичной системы Лейбница Джакоб Леопольд создал счетную машину. В 1723 г. немецкий математик и астроном создал арифметическую машину, которая определяла частное и число последовательных операций сложения при умножении чисел и производила контроль за правильностью ввода данных.
В 1896 г. Холлерит основал компанию по производству табулирующих счетных машин Tabulating Machine Company , которая в 1911 г. объединилась с несколькими другими компаниями, а в 1924 г. генеральный управляющий Томас Ватсон изменил ее название на International Business Machine Corporation (IBM ). Начало современной истории компьютера отмечено изобретением в 1941 г. компьютера Z3 (электрических реле, управляемых программой) немецким инженером Конрадом Цузе и изобретением простейшего компьютера Джоном В. Атанасоффом, профессором университета штата Айова. Обе системы использовали принципы современных компьютеров и были основаны на двоичной системе счисления.
Основными компонентами ЭВМ I поколения были электронно-вакуумные лампы, системы памяти строились на ртутных линиях задержки, магнитных барабанах, электронно-лучевых трубках Вильямса. Данные вводились с помощью перфолент, перфокарт и магнитных лент с хранимыми программами. Использовались печатающие устройства. Быстродействие компьютеров первого поколения не превышало 20 тысяч операций в секунду. Ламповые машины в промышленном масштабе выпускались до середины 50-х годов.
В 1948 г. в США Уолтер Браттейн и Джон Бардин изобрели транзистор, в 1954 г. Гордон Тил применил для изготовления транзистора кремний. С 1955 г. компьютеры стали выпускаться на транзисторах. В 1958 г. Джеком Килби была изобретена интегральная микросхема и Робертом Нойсом промышленная интегральная микросхема (Chip ). В 1968 г. Роберт Нойс основал фирму Intel (Integrated Electronics ). Компьютеры на интегральных схемах стали выпускаться с 1960 г. ЭВМ II поколения стали компактными, надежными, быстрыми (до 500 тысяч операций в секунду), усовершенствовались функциональные устройства работы с магнитными лентами и памяти на магнитных дисках.
В 1964 г. были разработаны ЭВМ III поколения с применением электронных схем малой и средней степени интеграции (да 1000 компонентов на кристалл). Пример: IBM 360 (США, фирма IBM ), ЕС 1030, ЕС 1060 (СССР). В конце 60-х гг. ХХ в. появились миникомпьютеры, в 1971 г. – микропроцессор. В 1974 г. компания Intel выпустила первый широко известный микропроцессор Intel 8008 , в 1974 г. – микропроцессор II поколения Intel 8080 .
С середины 1970-х гг. ХХ в. были разработаны ЭВМ IV поколения. Они были основаны на больших и сверхбольших интегральных схемах (до миллиона компонентов на кристалл) и быстродействующих системах памяти емкостью несколько мегабайт. При включении происходила самозагрузка, при отключении данные оперативной памяти переносились на диск. Производительность компьютеров стала сотни миллионов операций в секунду. Первые компьютеры были выпущены фирмой Amdahl Corporation .
В середине 70-х гг. ХХ в. появились первые промышленные персональные компьютеры. В 1975 г. был создан первый промышленный персональный компьютер Альтаир на основе микропроцессора Intel 8080 . В августе 1981 г. компания IBM выпустила компьютер IBM PC на основе микропроцессора Intel 8088 , который быстро завоевал популярность.
С 1982 г. ведутся разработки ЭВМ V поколения, ориентированные на обработку знаний. В 1984 г. фирма Microsoft представила первые образцы операционной системы Windows , в марте 1989 г. Тимом Бернерс-Ли, сотрудником международного европейского центра, было предложена идея создания распределенной информационной системы Word Wide Web , проект был принят в 1990 г.
Аналогично развитию аппаратных средств разработка программного обеспечения также разделяется на поколения. Программное обеспечение I поколения представляло собой базовые языки программирования, которыми владели только компьютерные специалисты. Программное обеспечение II поколения характеризуется развитием проблемно-ориентированных языков, таких как Fortran, Cobol, Algol-60 .
Использование операционных систем с диалоговым режимом, систем управления базами данных и языков структурного программирования, таких как Pascal , относится к программному обеспечению III поколения. Программное обеспечение IV поколения включает в себя распределенные системы: локальные и глобальные сети компьютерных систем, усовершенствованные графические и пользовательские интерфейсы и интегрированную среду программирования. Программное обеспечение V поколения характеризуется обработкой знаний и шагами в области параллельного программирования.
Использование компьютеров и информационных систем, индустрия которых началась с 1950-х гг., является основным средством повышения конкурентоспособности посредством следующих основных преимуществ:
·улучшения и расширения обслуживания клиентов;
·повышения уровня эффективности благодаря экономии времени;
·увеличения нагрузки и пропускной способности;
·повышения точности информации и сокращения убытков, обусловленных ошибками;
·поднятия престижа организации;
·увеличения прибыли бизнеса;
·обеспечения возможности получения надежной информации в реальном времени при использовании итеративного режима и организации запросов;
·использования руководителем достоверной информации для планирования, управления и принятия решений.
Лекция 1. Понятие об информационных технологиях.
Тема № 1, Занятие № 1
УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
Промышленной и экологической безопасности
Кафедра
(лекция)
ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ «Информационные технологии в управлении рисками»
На ранних этапах истории для синхронизации выполняемых действий человеку потребовались кодированные сигналы общения. Человеческий мозг решил эту задачу без искусственно созданных инструментов: развилась человеческая речь. Речь являлась и первым носителем знаний. Знания накапливались и передавались от поколения к поколению в виде устных рассказов. Природные возможности человека по накоплению и передаче знаний получило первую технологическую поддержку с созданием письменности. Процесс совершенствования носителей информации еще продолжается: камень - кость - глина - папирус - шелк - бумага магнитные и оптические носители - кремний - ... Письменность стала первым историческим этапом информационной технологии. Второй этап информационной технологии - возникновение книгопечатания. Оно стимулировало развитие наук, ускоряло темпы накопления профессиональных знаний. Цикл: знания - наука - общественное производство - знания замкнулся. Спираль технологической цивилизации начала раскручиваться с бешеной скоростью. Книгопечатание создало информационные предпосылки роста производительных сил. Но информационная революция связанна с созданием ЭВМ в конце 40-х годов двадцатого века. С этого же времени начинается эра развития информационных технологий. Весьма важным свойством информационной технологии является то, что для нее информация не только продукт, но и исходное сырье. Электронное моделирование реального мира на ЭВМ требует обработки существенно большего объема информации, чем содержит конечный результат. В развитии информационной технологии можно выделить этапы. Каждый этап характеризуется определенным признаком.
1. На начальном этапе развития информационных технологий (1950-1960-е годы) в основе взаимодействия человека и ЭВМ лежали машинные языки. ЭВМ была доступна только профессионалам.
2. В следующем этапе (1960-1970-е годы) создаются операционные системы. Ведется обработка нескольких заданий, формулируемых разными пользователями; основная цель - наибольшая загрузка машинных ресурсов.
3. Третий этап (1970-1980-е годы) характеризуется изменением критерия эффективности обработки данных, основными стали человеческие ресурсы по разработке и сопровождению программного обеспечения. К этому этапу относятся распространение мини- ЭВМ. Осуществляется интерактивный режим взаимодействия нескольких пользователей.
4. Четвертый этап (1980-1990-е годы) новый качественный скачек технологии разработки программного обеспечения. Центр тяжести технологических решений переносятся на создания средств взаимодействия пользователей с ЭВМ при создании программного продукта. Ключевое звено новой информационной технологии - представление и обработка знаний. Тотальное распространение персональных ЭВМ. Заметим, что эволюция всех поколений ЭВМ происходит с постоянным темпом - по 10 лет на поколение. Прогнозы предполагают сохранение темпов до начала 21 века. Каждая смена поколений средств информационной технологии требует переобучения и радикальной перестройки мышления специалистов и пользователей, смена оборудования и создания более массовой вычислительной техники. Информационные технологии, как передовая область науки и техники определяет ритм времени технического развития всего общества Инвестиции в инфраструктуру и сервисы Интернет вызвали бурный рост отрасли ИТ в конце 90-х годов XX века.
Понятие «информационные технологии»
Известно, что книги - это хранилища данных. Они предназначены для получения информации методом чтения. Но если попробовать разные книги на ощупь или на вкус, то тоже можно получить информацию. Такие методы позволят различить книги, выполненные в кожаных, картонных и бумажных переплетах. Разумеется, это не те методы, которые предполагались авторами книг, но они тоже дают информацию, хотя и не полную.
Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и др. Следовательно, процесс переработки информации по аналогии с процесса переработка материальных ресурсов можно воспринимать как технологию.
Информационными ресурсами называется совокупность данных, которые представляют ценность для предприятия (организации) и выступают в качестве материальных ресурсов. К информационным ресурсам относятся тексты, знания, файлы с данными и т.д.
Информационной технологией называется совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, которые обеспечивают сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, повышения их надежности и оперативности.
В соответствии с определением, принятым определение ЮНЕСКО, информационной технологией называется совокупность взаимосвязанных, научных, технологических и инженерных дисциплин, которые изучают методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранение информации, а также вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием.
Выделяют три класса информационных технологий, которые позволяют работать с различного рода предметными областями:
1) Глобальные информационные технологии, которые включают модели, методы и средства, формализирующие и позволяющие использовать информационные ресурсы общества в целом;
2) Базовые информационные технологии , которые предназначены для определенной области применения;
3) Конкретные информационные технологии, которые реализуют обработку конкретных данных при решении конкретных функциональных задач пользователя (например, задачи планирования, учёта, анализа и т.д.).
Основная цель информационных технологий заключается в производстве и обработке информации для её последующего анализ человеком и принятия на основе проведённого анализа оптимального решения, касающегося выполнения какого-либо действия.
§2 История развития информационных технологий
I. До второй половины 19 века основу информационных технологий составляли перо, чернильница и бухгалтерская книга. Коммуникация (связь) осуществляется путем направления пакетов (депеш). Продуктивность информационной обработки была крайне низкой , каждое письмо копировалось отдельно вручную, помимо счетов, суммируемых так же вручную, не было другой информации для принятия решений.
Начало XVI века – Леонардо да Винчи создал эскиз тридцатиразрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами.
1723г – нем. ученый Кристиан Людвиг Гестен создал арифметическую машину.
1751 г. – Француз Перера изобрел более компактную арифметическую машину.
1820г. – первый промышленный выпуск цифровых счетных машин-арифмометров.
1822г. – англ. Математик Чарльз Бэббидж создал программно-управляемую счетную машину.
II. На смену «ручной» информационной технологии в конце 19 века пришла «механическая». Изобретение пишущей машинки, телефона, диктофона, модернизация системы общественной почты - все это послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации и, как следствие, в продуктивности работы. По существу «механическая» технология проложила дорогу к формированию организационной структуры существующих учреждений.
Нач. 20 века – появился арифмометр с клавишами для ввода цифр.
III. 40 - 60-е гг 20 века характеризуются появлением «электрической» технологии, основанной на использовании электрических пишущих машинок со съемными элементами, копировальных машин на обычной бумаге, портативных диктофонов. Они улучшили учрежденческую деятельность за счет повышения качества, количества и скорости обработки документов.
1937-1943гг. – вычислительная машина на электро-магнитных реле – «Марк 1».
1947 год – Марк 2.
1943г. – под руководством Джона Мочли и Проспера Эккерта, математика Джона фон Неймана изобретена ламповая вычислительная машина.
1948г. - изобретен транзистор.
1955г. – начали выпускать компьютеры на транзисторах.
1958г. – изобретена первая интегральная микросхема.
1959г. – разработаны решения по созданию микропроцессора.
IV. Появление во второй половине 60-х годов больших производительных ЭВМ на периферии учрежденческой деятельности (в вычислительных центрах) позволило смесить акцент в информационной технологии на обработку не формы, а содержания информации. Это было началом формирования «электронной», или «компьютерной» технологии. Как известно, информационная технология управления должна содержать как минимум 3 важнейших компонента обработки информации: учет, анализ и принятие решений. Эти компоненты реализуются в «вязкой» среде - бумажном «море» документов, которое становится с каждым годом все более необъятным.
1964г. – разработан компьютер 3-го поколения с применением электронных схем.
Сложившиеся в 60-х годах концепции применения автоматизированных систем управления (АСУ) не всегда и не в полной мере отвечают задаче совершенствования управления и оптимальной реализации компонентов информационной технологии (учет, анализ, принятие решений). Методологически эти концепции нередко опираются на представления о неограниченных возможностях «кнопочной» информационной технологии при непрерывном наращивании вычислительной мощности систем АСУ в применении наиболее общих имитационных моделей, которые в ряде случаев далеки от реального механизма оперативного управления.
Название «автоматизированная система управления» не совсем корректно отражает функции, которые такие системы выполняют, точнее было бы «автоматизированные системы обеспечения управления» (АСОУ), ибо в существующих АСУ, понятие «система» не включает решающего звена управления - пользователя. Игнорирование этого принципиального обстоятельства, по видимому, привело к тому, что расширение сети АСУ и повышение мощности их вычислительных средств обеспечили благодаря большим массивам первичных данных улучшение в основном учетных функций управления (справочных, статистических, следящих). Однако учетные функции отражают только прошлое состояние объекта управления и не позволяют оценить перспективы его развития, т.е. обладают низким динамизмом. В других компонентах технологии управления наращивание мощности АСУ не дало ощутимого эффекта. Отсутствие развитых коммуникационных связей рабочих мест пользователя с центральной ЭВМ, ха-рактерный для большинства АСУ пакетный режим обработки данных, низкий уровень аналоговой поддержки - все это фактически не обеспечивает высокого качества анализа пользователями данных статистической отчетности и всего интерактивного уровня аналитической работы. Тем самым эффективность АСУ на нижних ступенях управленческой лестницы, т.е. именно там, где форми-руются информационные потоки, существенно падает вследствие значительной избыточности поступающей информации при отсутствии средств агреги-рования данных. Именно по этой причине, не смотря на ввод дополнительной системы АСУ, с каждым годом возрастает количество работников, занятых учетными функциями: на сегодняшний день шестую часть всех работников аппарата управления составляет учетно-бухгалтерский персонал.
V. 1975г. – на основе процессора Intel 8080 создан первый массовый ПК – Альтаир.
Начиная с 70-х годов сформировалась тенденция перенесения центра тяжести развития АСУ на фундаментальные компоненты информационных технологий (особенно на аналитическую работу) с максимальным применением человеко-машинных процедур. Но по-прежнему вся эта работа проводилась на мощных ЭВМ, размещенных централизованно в вычислительных центрах. При этом в основу построения подобных АСУ положена гипотеза, согласно которой задачи анализа и принятия решений относились к классу формализуемых, поддающихся математическому моделированию. Предполагалось, что такие АСУ должны повысить качество, полноту, подлинность и своевременность информационного обеспечения лиц, принимающих решения, эффективность работы которых будет возрастать благодаря увеличению числа анализируемых задач.
Однако внедрение подобных систем дало весьма отрезвляющие результаты. Оказалось, что применяемые экономико-математические модели имеют ограниченные возможности практического использования: аналитическая работа и процесс принятия решений происходят в отрыве от реальной ситуации и не подкрепляются информационным процессом формирования. Для каждой новой задачи требуется новая модель , а поскольку модель создавалась специалистами по экономико-математическим методам, а не пользователем, то процесс принятия решений происходит как бы не в реальном времени и теряется творческий вклад самого пользователя, особенно при решении нетиповых управленческих задач. При этом вычислительный потенциал управления, сосредоточенный в вычислительных центрах, находится в отрыве от других средств и технологий обработки информации вследствие неэффективной работы нижних ступеней и необходимости непрерывных конверсий информации. Это так же понижает эффективность информационной технологии при решении задач на верхних ступенях управленческой лестницы. К тому же для сложившейся в АСУ организационной структуры технических средств характерны низкий коэффициент их использования, значительные сроки (не всегда выполняемые) проектирования автоматизированных систем и не высокая их рентабельность из-за слабого воздействия результатов автоматизации на эффективность управления.
VI. Август 1984г. – появился IBM PC .
С появлением персональных компьютеров на «гребне микропроцессорной революции» происходит принципиальная модернизация идеи АСУ: от вычислительных центров и централизации управления, к распределенному вычислительному потенциалу, повышению однородности технологии обработки информации и децентрализации управления. Такой подход нашел свое воплощение в системах поддержки принятия решений (СППР) и экспертных системах (ЭС) , которые характеризуют новый этап компьютеризации технологии организационного управления по существу - этап персонализации АСУ. Системность - основной признак СППР и признание того, что самая мощная ЭВМ не может заменить человека. В данном случае речь идет о структурной человеко-машинной единице управления, которая оптимизируется в процессах работы: возможности ЭВМ расширяются за счет структуризации пользователем решаемых задач и пополнения ее базы знаний, а возможности пользователя - за счет автоматизации тех задач, которые ранее было нецелесообразно переносить на ЭВМ по экономическим или техническим соображениям. Становится возможным анализировать последствия различных решений и получать ответы на вопросы типа: «что будет, если...?», не тратя времени на трудоемкий процесс программирования.
Важнейший аспект внедрения СППР и ЭС рационализация повседневной деятельности работников управления. В результате их внедрения на нижних ступенях управления существенно укрепляется весь фундамент управления, уменьшается нагрузка на централизованные вычислительные системы и верхние ступени управления, что позволяет сосредоточить в них вопросы решения крупных долгосрочных стратегических задач. Естественно, что компьютерная технология СППР должна использовать не только персональные компьютеры, но и другие современные средства обработки информации
Концепция СППР требует пересмотра существующих подходов к управлению трудовыми процессами в учреждении. По существу на базе СППР формируется новая человеко-машинная трудовая единица с квалификацией труда, его нормированием и оплатой. Она аккумулирует знания и умения конкретного человека (пользователя СППР) с интегрированными знаниями и умениями, заложенными в ПЭВМ.
1990г. – создается система баз данных Internet .
Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.
Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека, как для профессиональной сферы, так и для бытовой.
Основные признаки деления информационных технологий представлены на рисунке (1).
Необходимо различать историю ВТ и ИТ
§3 Современные виды ин формационных технологий
Обратимся к общему определению технологии: совокупность методов, способов воздействия на сырье, материалы и т.д. соответствующими орудиями производства в процессе создания материальных и духовных ценностей. «Сырьем, материалом» в случае информационной технологии является, несомненно, информация. А методы и способы, с помощью которых мы обрабатываем, храним, передаем информацию, довольно разнообразны.
Существуют разные определения понятия "информационные технологии". Под новыми информационными технологиями (НИТ) понимают всю совокупность методов и средств автоматизации информационной деятельности в научной, социальной, производственной, учебной, бытовой сферах, в организационном управлении, ведении делопроизводства. По Дж.Веллингтону "Информационные технологии - это системы, созданные для производства, передачи, отбора, трансформации и использования информации в виде звука, текста, графического изображения и цифровой информации. В основе данных систем используются компьютерные и телекоммуникационные технологии (базирующиеся на микроэлектронике), которые, в свою очередь, могут использоваться совместно с другими видами технологий для усиления конечного эффекта".
Информационно культурный, грамотный человек должен уметь осознать, когда необходима информация, должен быть способен найти, оценить и эффективно использовать полученную информацию, уметь взаимодействовать с традиционными и автоматизированными средствами ее хранения.
Современное материальное производство и другие сферы деятельности все больше нуждаются в информационном обслуживании, переработке огромного количества информации. Универсальным техническим средством обработки любой информации является компьютер, который играет роль усилителя интеллектуальных возможностей человека и общества в целом, а коммуникационные средства, использующие компьютеры, служат для связи и передачи информации. Появление и развитие компьютеров - это необходимая составляющая процесса информатизации общества.
Информатизация общества является одной из закономерностей современного социального прогресса. Этот термин все настойчивее вытесняет широко используемый до недавнего времени термин «компьютеризация общества». При внешней похожести этих понятий они имеют существенное различие.
При компьютеризации общества основное внимание уделяется развитию и внедрению технической базы компьютеров, обеспечивающих оперативное получение результатов переработки информации и ее накопление.
Таким образом, «информатизация общества» является более широким понятием, чем «компьютеризация общества», и направлена на скорейшее овладение информацией для удовлетворения своих потребностей. В понятии «информатизация общества» акцент надо делать не столько на технических средствах, сколько на сущности и цели социально-технического прогресса. Компьютеры являются базовой технической составляющей процесса информатизации общества.
Информатизация на базе внедрения компьютерных и телекоммуникационных технологий является реакцией общества на потребность в существенном увеличении производительности труда в информационном секторе общественного производства, где сосредоточено более половины трудоспособного населения. Так, например, в информационной сфере США занято более 60% трудоспособного населения, в СНГ - около 40%.
Рассмотрим некоторые виды современных информационных технологий: телефон, телевидение, кино, персональный компьютер.
С современной точки зрения использование телефона в первые годы его существования выглядит довольно смешно. Руководитель диктовал сообщение своему секретарю, который затем отправлял его из телефонной комнаты. Телефонный звонок принимали в аналогичной комнате другой компании, текст фиксировали на бумаге и доставляли адресату (рисунок 2).
Рисунок 2 Телефонная связьПотребовалось много времени, прежде чем телефон стал таким распространенным и привычным способом сообщения, чтобы его стали использовать так, как мы это делаем сегодня: сами звоним в нужное место, а с появлением сотовых телефонов – и конкретному человеку.
В наши дни компьютеры, в основном, применяются как средства создания и анализа информации, которую затем переносят на привычные носители (например, бумагу). Появление Internet исключает эту необходимость (налоговые органы принимают отчетность в электронном виде). Но теперь, благодаря широкому распространению компьютеров и созданию Интернета, впервые можно при помощи своего компьютера общаться с другими людьми через их компьютеры. Необходимость использования распечатанных данных для передачи коллегам устраняется подобно тому, как бумага исчезла из телефонных переговоров. Сегодняшний день, благодаря использованию Web , можно сравнить с тем временем, когда люди перестали записывать текст телефонных сообщений: компьютеры (и их связь между собой посредством Интернета) уже настолько широко распространены и привычны, что мы начинаем использовать их принципиально новыми способами. WWW – это начало пути, на котором компьютеры по – настоящему станут средствами связи.
Интернет предоставляет беспрецедентный способ получения информации. Каждый, имеющий доступ к WWW , может получить всю имеющуюся на нем информацию, а также мощные средства ее поиска. Возможности для образования, бизнеса и роста взаимопонимания между людьми становятся просто ошеломляющими. Более того, технология Web позволяет распространять информацию повсюду. Простота этого способа не имеет аналогов в истории. Для того чтобы сделать свои взгляды, товары или услуги известными другим, больше нет необходимости покупать пространство в газете или журнале, платить за время на телевидении и радио. Web делает правила игры одинаковыми для правительства и отдельных лиц, для малых и больших фирм, для производителей и потребителей, для благотворительных и политических организаций. World Wide Web ( WWW ) на Интернете – это самый демократичный носитель информации: с его помощью любой может сказать и услышать сказанное без промежуточной интерпретации, искажения и цензуры, руководствуясь определенными рамками приличия. Интернет обеспечивает уникальную свободу самовыражения личности и информации.
Подобно использованию внутренних телефонов компаний для связи сотрудников между собой и внешним миром, Web применяется как для связи внутри организации, так и между организациями и их потребителями, клиентами и партнерами. Та же самая технология Web , которая дает возможность небольшим фирмам заявить о себе на Интернете, крупной компанией может использоваться для передачи данных о текущем состоянии проекта по внутренней интрасети, что позволит ее сотрудникам всегда быть более осведомленными и, значит, более оперативным по сравнению с небольшими, проворными конкурентами. Применение интрасети внутри организации для того, чтобы сделать информацию более доступной для своих членов, также является шагом вперед по сравнению с прошлым. Теперь, вмело того, чтобы хранить документы в запутанном компьютерном архиве, появилась возможность (под контролем средств защиты) легко производить поиск и описание документов, делать ссылки на них и составлять указатели. Благодаря технологии Web бизнес, равно как и управления, становится более эффективным.
Информационные технологии обработки данных
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 управленческою труда . Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повысит производительность труда персонала, освободит его от рутинных операций, возможно, даже приведет к необходимости сокращения численности работников.
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.
Примером может послужить ежедневный отчет о поступлениях и выдачах наличных средств банком, формируемый в целях контроля баланса наличных средств, или же запрос к базе данных по кадрам, который позволит получить данные о требованиях, предъявляемых к кандидатам на занятие определенной должности.
Существует несколько особенностей, связанных с обработкой данных, отличающих данную технологию от всех прочих:
выполнение необходимых фирме задач по обработке данных. Каждой фирме предписано законом иметь и хранить данные о своей деятельности, которые можно использовать как средство обеспечения и поддержания контроля на фирме. Поэтому в любой фирме обязательно должна быть информационная система обработки данных и разработана соответствующая информационная технология;
решение только хорошо структурированных задач, для которых можно разработать алгоритм;
выполнение стандартных процедур обработки. Существующие стандарты определяют типовые процедуры обработки данных и предписывают их соблюдение организациями всех видов;
выполнение основного объема работ в автоматическом режиме с минимальным участием человека;
использование детализированных данных. Записи о деятельности фирмы имеют детальный (подробный) характер, допускающий проведение ревизий. В процессе ревизии деятельность фирмы проверяется хронологически от начала периода к его концу и от конца к началу;
акцент на хронологию событий;
требование минимальной помощи в решении проблем со стороны специалистов других уровней.
Хранение данных: многие данные на уровне операционной деятельности необходимо сохранять для последующего использования либо здесь же, либо на другом уровне. Для их хранения создаются базы данных.
Создание отчетов (документов): в информационной технологии обработки данных необходимо создавать документы для руководства и работников фирмы, а также для внешних партнеров. При этом документы могут создаваться как по запросу или в связи с проведенной фирмой операцией, так и периодически в конце каждого месяца, квартала или года.
Информационная технология управления
Целью информационной технологии управления является удовлетворение информационных потребностей всех без исключения сотрудников фирмы, имеющих дело с принятием решений. Она может быть полезна на любом уровне управления.
Эта технология ориентирована на работу в среде информационной системы управления и используется при худшей структурированности решаемых задач , если их сравнивать с задачами, решаемыми с помощью информационной технологии обработки данных.
Информационная технология управления идеально подходят для удовлетворения сходных информационных потребностей работников и различных функциональных подсистем (подразделений) или уровней управления фирмой. Поставляемая ими информация содержит сведения о прошлом, настоящем и вероятном будущем фирмы. Эта информация имеет вид регулярных или специальных управленческих отчетов.
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.
Информационная технология управления направлена на создание различных видов отчетов. Регулярные отчеты создаются в соответствии с установленным графиком, определяющим время их создания, например месячный анализ продаж компании.
Специальные отчеты создаются по запросам управленцев или когда в компании произошло что-то незапланированное. И те, и другие виды отчетов могут иметь форму суммирующих, сравнительных и чрезвычайных отчетов.
В суммирующих отчетах данные объединены в отдельные группы, отсортированы и представлены в виде промежуточных и окончательных итогов по отдельным полям.
Сравнительные отчеты содержат данные, полученные из различных источников или классифицированные по различным признакам и используемые для целей сравнения.
Чрезвычайные отчеты содержат данные исключительного (чрезвычайного) характера.
Использование отчетов для поддержки управления оказывается особенно эффективным при реализации так называемого управления по отклонениям. Управление по отклонениям предполагает, что главным содержанием получаемых менеджером данных должны являться отклонения состояния хозяйственной деятельности фирмы от некоторых установленных стандартов (например, от ее запланированного состояния). При использовании на фирме принципов управления по отклонениям к создаваемым отчетам предъявляются следующие требования:
отчет должен создаваться только тогда, когда отклонение произошло;
сведения в отчете должны быть отсортированы по значению критического для данного отклонения показателя;
все отклонения желательно показать вместе, чтобы менеджер мог уловить существующую между ними связь;
в отчете необходимо показать, количественное отклонение от нормы.
Основные компоненты: входная информация поступает из систем операционного уровня. Выходная информация формируется в виде управленческих отчетов в удобном для принятия решения виде. Содержимое базы данных при помощи соответствующего программного обеспечения преобразуется в периодические и специальные отчеты, поступающие к специалистам, участвующим в принятии решений в организации. База данных, используемая для получения указанной информации, должна состоять из двух элементов:
1) данных, накапливаемых на основе оценки операций, проводимых фирмой;
2) планов, стандартов, бюджетов и других нормативных документов, определяющих планируемое состояние объекта управления (подразделения фирмы).
Информационная технология поддержки принятия решений
Эффективность и гибкость информационной технологии во многом зависят от характеристик интерфейса, системы поддержки принятия решений. Интерфейс определяет: язык пользователя; язык сообщений компьютера, организующий диалог на экране дисплея; знания пользователя.
Язык пользователя - это те действия, которые пользователь производит в отношении системы путем использования возможностей клавиатуры, электронных карандашей, пишущих на экране, джойстика, «мыши», команд, подаваемых голосом и т.п. Наиболее простой формой языка пользователя является создание форм входных и выходных документов. Получив входную форму (документ), пользователь заполняет его необходимыми данными и вводит в компьютер. Система поддержки принятия решений производит необходимый анализ и выдает результаты в виде выходного документа установленной формы.
Язык сообщений - это то, что пользователь видит на экране дисплея (символы, графика, цвет), данные, полученные на принтере, звуковые выходные сигналы и т.п. Важным измерителем эффективности используемого интерфейса является выбранная форма диалога между пользователем и системой. В настоящее время наиболее распространены следующие формы диалога: запросно-ответный режим, командный режим, режим меню, режим заполнения пропусков в выражениях, предлагаемых компьютером. Каждая форма в зависимости от типа задачи, особенностей пользователя и принимаемого решения может иметь свои достоинства и недостатки. Долгое время единственной реализацией языка сообщений был отпечатанный или выведенный на экран дисплея отчет или сообщение. Теперь появилась новая возможность представления выходных данных - машинная графика. Она дает возможность создавать на экране и бумаге цветные графические изображения в трехмерном виде. Использование машинной графики, значительно повышающее наглядность и интерпретируемость выходных данных, становится все более популярным в информационной технологии поддержки принятия решений.
Знания пользователя - это то, что пользователь должен знать, работая с системой. К ним относятся не только план действий, находящийся в голове у пользователя, но и учебники, инструкции, справочные данные, выдаваемые компьютером.
Совершенствование интерфейса, системы поддержки принятия решений, определяется успехами в развитии каждого из трех указанных компонентов. Интерфейс должен обладать следующими возможностями:
манипулировать различными формами диалога, изменяя их в процессе принятия решения по выбору пользователя;
передавать данные системе различными способами;
получать данные от различных устройств системы в различном формате;
гибко поддерживать (оказывать помощь по запросу, подсказывать) знания пользователя .
Информационная технология экспертных систем
Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем . 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. Все это делает возможным использовать технологию экспертных систем в качестве советующих систем.
Сходство информационных технологий, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако имеются три существенных различия.
Первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений отражает уровень её понимания пользователем и его возможности получить и осмыслить решение. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности.
Второе отличие указанных технологий выражается в способности экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для пользователя, чем само решение .
Третье отличие связано с использованием нового компонента информационной технологии - знаний.
Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются: интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы.
Менеджер (специалист) использует интерфейс для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее. Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.
Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения.
Различают два вида объяснений:
объяснения, выдаваемые по запросам. Пользователь в любой момент может потребовать от экспертной системы объяснения своих действий;
объяснения полученного решения проблемы. После получения решения пользователь может потребовать объяснений того, как оно было получено. Система должна пояснить каждый шаг своих рассуждений, ведущих к решению задачи. Хотя технология работы с экспертной системой не является простой, пользовательский интерфейс этих систем является дружественным и обычно не вызывает трудностей при ведении диалога.
База знаний содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов. Центральное место в базе знаний принадлежит правилам. Правило определяет, что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия, которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, если условие выполняется.
Все используемые в экспертной системе правила образуют систему правил, которая даже для сравнительно простой системы может содержать несколько тысяч правил.
Интерпретатор - часть экспертной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил (правило за правилом). Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователю предоставляется вариант решения его проблемы.
Кроме того, во многих экспертных системах вводятся дополнительные блоки: база данных, блок расчета, блок ввода и корректировки данных. Блок расчета необходим в ситуациях, связанных с принятием управленческих решений. При этом важную роль играет база данных, где содержатся плановые, физические, расчетные, отчетные и другие постоянные или оперативные показатели. Блок ввода и корректировки данных используется для оперативного и своевременного отражения текущих изменений в базе данных.
Модуль создания системы - служит для создания набора (иерархии) правил. Существуют два подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования и использование оболочек экспертных систем.
Оболочка экспертных систем представляет собой готовую программную среду, которая может быть приспособлена к решению определенной проблемы путем создания соответствующей базы знаний. В большинстве случаев использование оболочек позволяет создавать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.
