Информационные технологии

прагматические –  между смыслами и значениями.

Структура информационных массивов. ИМ – это совокупность сведений, которые определяются как наборы записей, обладающих общими структурными элементами и семантическими признаками. Путём соответствующего способа организации данных достигается оптимизация среднего времени выполнения блоков переработки информации, повышается эффективность использования аппаратных средств, минимизируется стоимость хранения информации. Различают три основных базовых варианта организации ИМ:

Иерархическая. Взаимосвязь данных представляется в виде дерева, образованного узлами. На верхнем уровне иерархии имеется только один узел – корень. Каждый узел связан с одним узлом на более высоком уровне и с одним или более порождёнными узлами.

Сетевая. Взаимосвязь данных в виде дерева, на котором каждый узел м.б. связан с любым другим узлом.

Реляционная. Взаимосвязь данных представляется в виде двумерных таблиц, называемых отношениями.

На основе выше указанных  базовых структур строятся более  сложные структуры, в том числе  и использующих понятие “фрейм”. Существуют несколько десятков разновидностей структур данных наилучших для всех условий не существует. Различным задачам соответствуют различные оптимальные структуры данных.

№16. База данных. БД определяется как совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных, при наличии такой минимальной избыточности, которая допускает их оптимальное использование. Данные запоминаются так, чтобы они были независимы от программы. Для добавления данных, модификации существующих данных, поиск данных применяется общий управляемый способ, в виде совокупности специальных программ – СУБД.

Определение БЗ. Знания делятся на три основные категории:

1. Системные знания, т.е. совокупность сведений о конкретной ПО. Эта разновидность знаний образует первую составляющую часть БЗ – модель ПО.
2. Предметные знания, т.е. совокупность сведений о качественных и количественных характеристиках конкретных объектов ПО. Предметные знания образуют вторую часть БЗ – БД.
3. Алгоритмические, процедурные знания, реализация которых представляет собой программный продукт. Это средство содержательной переработки информации – ППО.

Поскольку любое знание не может быть всеобъемлющим, оно  носит конкретный локальный характер и БЗ отражает конкретную ПО. Соответственно промышленная БЗ – это совокупность моделей ПО, БД и ППО, созданных для систем автоматизированной переработки информации.

Проблемы интеллектуализации БЗ. В любой информационной системе наиболее просто организуются лишь синтаксические отношения. В настоящее время всё более успешней начинают организовываться семантические и прагматические отношения, т.е. создаются системы с элементами искусственного интеллекта. Одним из направлений развития ППО с элементами искусственного интеллекта являются экспертные системы. ЭС осуществляют моделирование деятельности специалистов в предметной области, сочетая информационно-справочные функции с функциями принятия решений. При этом предполагается в базе информация, почерпнутая не только из различных видов источников, но и отражающая индивидуальные знания специалистов и их опыт в принятии решений. Причём такие системы могут не только накапливать информацию, но и обобщать её (элементы самообучения).

№17. Задачи и способы  организации ППО в ИТ.

ППО. ППО среди средств ИТ играет основную роль, как по назначению, так и по относительной стоимости. Можно назвать два способа организации ППО: первый – позадачный; второй – блочный в виде совокупности информационных и технологических процессов. Первый является более очевидным. Он учитывает специфику автоматической переработки информации в заранее намеченном результате, документе или группе документов на базе определённой группы исходных данных. Результатом такого подхода является кусочная автоматизация, при которой в узлах стыковки существующих автономных частей теряется большая часть положительного эффекта. Поскольку при данном подходе обрабатываются цели разобщённых конкретных задач, в стороне остаётся проблема информационной интеграции всей совокупности задач. В результате нарушается принцип комплектной автоматизации и системного подхода, второй, альтернативный позадачному, подход служит организации ППО в виде совокупности ИТП (информационно-технологических процессов). ИТП строится в виде блоков переработки информации, однако на этом пути имеются определённые трудности, связанные со сложностью выявления и создания составных частей ППО. Применительно к каждому блоку переработки информации существует четырёхуровневое описание:

1. постановка и выявление целей блоков переработки информации;
2. математическое моделирование;
3. построение программной модели в виде алгоритмов;
4. документирование.

Соответственно каждый БПИ имеет 3 уровня представления:

1. функциональный;
2. уровень математической модели;
3. уровень программной модели.

№18 (?). Вычислительная сеть. Технология ВС представляет собой новейшее достижение. Эта технология предоставляет в распоряжение пользователей внешние мощные накопители, разнообразную периферию, возможность взаимодействовать друг с другом, несмотря на расстояния. Стало возможным использование преимуществ централизованного хранения данных и обеспечения их защиты. Наметились новые концепции децентрализированного, распределённого хранения данных. Появилась возможность быстро управлять сложной внутренней информацией и решать дополнительные специальные задачи. Реализация процессов создания, обработки и хранения информации позволяет автоматизировать отдельные промежуточные производства. Реализация процессов передачи информации позволяет говорить об автоматизации взаимодействия между программами. Формой обмена информации (пользовательским интерфейсом) преимущественно является язык устного или текстового взаимодействия, а также язык изображений. Реально и общедоступно взаимодействие, называемое телекоммуникацией.

1. Речевая связь (радио, теле, телефон, справочная).
2. Графическая (телевидение, видеотелефон, телекопирование, телефакс).
3. Текстовая (телеграф, электронная почта, видеотекст, телевидение, телекопирование, телекс, телефакс).

Телекс – международная сеть абонентского телеграфирования, оборудованная автоматизированными телеграфными станциями, использующими частотное телеграфирование (ЧМ).

4. Передача данных (компьютерный диалог через телефонную сеть, цифровая абонентная сеть, специальные телекоммуникации).

№19 Локальные вычислительные сети (ЛВС). Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных. Понятие ЛВС относится к ограниченным территориально или производственно аппаратно-программным реализациям, с помощью соответствующих средств коммуникаций. ЛВС состоит:

1. В качестве рабочих мест применяются автономные компьютерные системы, которые называются рабочими станциями, сетевыми станциями или автоматизированными рабочими местами. Персональный компьютер, используемый как рабочее место, располагает собственным “интеллектом”, т.е. собственным CPU, собственным внутренним накопителем и интерфейсом устройств ввода/вывода.
2. ОС ЛВС (Netware of Novell).
3. Сетевые адаптеры (управляющие и согласующие). Для подключения одного ПК к другому требуется устройство сопряжения, которое называется сетевым адаптером или сетевым интерфейсом. Соответствующие кабели соединяют друг с другом платы адаптеров вычислительной сети.
4. Кабельная система
5. Управление вычислительной сетью – файловый сервер. В качестве ФС используются надёжные ПК с большим объёмом ОЗУ и ЖД.
6. Периферийное оборудование. Оно может быть использовано с любой рабочей станции.
7. ППО. Программные средства могут быть различного типа: работающие автономно или разрешающие многопользовательский режим. В последнем случае необходимо предусмотреть блокировку требуемого файла или отдельной записи в требуемом файле. При блокировке отдельного файла с ним может работать только один пользователь.

Кабельная ВС имеет собственную топологию, т.е. конфигурацию физически соединённых элементов ВС, а именно ФС с РС. ЛВС могут объединяться друг с другом, и т.о. можно получить глобальную сеть (обще планетную), широкомасштабную (на уровне страны), междугороднюю или областную, локальную (в пределах нескольких зданий). Соединения ЛВС осуществляется через специальные аппаратно-программные блоки, которые называются мостами или сетевыми шлюзами. Для единого представления данных используют коммуникационные протоколы обмена информацией. Они разрабатываются на основе международной организации по стандартизации (ISO). Если соединяются ЛВС на больших расстояниях, то применяются телекоммуникационные средства передачи информации. Простейший вариант – модем и телефонная линия. Модем – специальный преобразователь информации в сигналы и обратно. Управлением ЛВС занимается специалист – администратор сети. Он следит за физическим состоянием оборудования и возможностями своей сети. Он контролирует управление расчётами и права доступа к данным. Для безопасного режима работы и корректного обращения со всеми элементами сети, вводится система имён и адресации с паролями.

№20. Информационные системы (ИС). Функции ИС. Основным средством организации переработки информации являются диалоговые ИС (или просто ИС). Современная ИС представляет собой сложный комплекс технических, программных и информационных средств, требуют для своего создания значительных трудозатрат, большая часть которых связана с разработкой программного обеспечения. При разработке ИС можно выделить три этапа:

1. Этап построения макета на основе концептуальных знаний по ПО.
2. Выделение информационных задач и разработка структур данных. Основное внимание концентрируется на управлении данными и создании концептуальной модели БД.
3. Этап реализации. Объектом рассмотрения становятся отдельные модули и программы.

Функции ИС. ИС определяют основные особенности современной индустрии обработки информации. Они организуют управления и принятие решений и существенно увеличивают качество, полноту, точность, достоверность и своевременность принимаемых решений. Функции ИС реализуются двумя классами задач:

1. Информационные.
2. Технологические.

Информационные задачи обеспечивают переработку и представление информации, которые непосредственно используются в процессе управления и принятия решения человеком.

Технологические задачи связаны с актуализацией (приведением в действие) БД, содержанием их в целостном состоянии, эксплуатацией и настройкой ИС.

К ИС предъявляются следующие  технические требования:

1. Способность к изменению и настройке на новые функциональные области.
2. Реакция системы на запросы пользователя в требуемый момент времени.
3. Возможность расширения приложений и возможность включения новых приложений (открытость системы).
4. Технологичность эксплуатации и сопровождение системы.
5. Надёжность функционирования.
6. Эффективность использования вычислительных ресурсов.

№21. Функционально-блочный  принцип организации ИС. Программное обеспечение большинства функционирующих ИС разработано на основе Ф-Б подхода. Для каждого приложения разрабатывались либо независимо функционирующие продукты, либо использовались различные системы и пакеты. Эти системы и пакеты объединялись с помощью специальных интерфейсных модулей, которые должны отображать сложную структуру данных при переходе от одного функционального блока к другому и реализовывать сложный вычислительный процесс синхронизации разнородных систем для реализации целостности данных. При разработке ИС не ставится задача построения единой модели ПО. Программное обеспечение разрабатывается в отрыве друг от друга и в разное время. Использование разнородных программных средств, основанных на различных методологических подходах, не обеспечивает необходимого концептуального единства ИС, что отрицательно сказывается на её основных характеристиках.

№22. Подход к разработке ИС на основе СУБД. СУБД является важнейшим инструментальным средством системного подхода к разработке ИС. Основной функцией любой СУБД является поддержка независимости, целостности и непротиворечивости данных в условия коллективного пользования. Требуемая степень независимости данных достигается в результате выделения внешнего, концептуального и внутреннего уровней, определение и манипулирование данными. С внешней точки зрения БД – это совокупность различных информационных моделей ПО, предназначенных для реализации информационных потребностей пользователей. Концептуальный уровень: БД есть общая модель ПО, обеспечивающая поддержание различных прикладных систем. Внутренний: физическое представление данных в конкретной среде, используемой для хранения информации. Благодаря концептуальной БД обеспечивается независимость описаний ПО и задач приложений от конкретных структур данных и методов обработки. Независимость программ от логической структуры БД. Независимость логической структуры данных от методов её физической организации. При использовании СУБД в качестве ИС обеспечиваются: