Области применения новых информационных технологий

К числу  компьютерных информационных технологий предъявления учебной информации  относятся: технологии, использующие компьютерные обучающие программы; мультимедиа технологии; технологии дистанционного обучения.

Можно классифицировать информационные технологии по степени их взаимодействия между собой. Например, дискретное и  сетевое взаимодействие; взаимодействие с использованием различных вариантов  обработки и хранения данных; распределенная информационная база и распределенная обработка данных.Особое место занимают  сетевые технологии, которые обеспечивают взаимодействие многих пользователей. Глобальная информационная технология  включает модели, методы и средства, формализующие и позволяющие использовать информационные ресурсы общества. Базовая информационная технология  предназначена для определенной области применения (производство, научные исследования, обучение и т.д.).

Техническими средствами производства информации являются аппаратное, программное и математическое обеспечение  процесса. Инструментарий информационной технологии - один или несколько  взаимосвязанных программных продуктов  для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет  достичь поставленную пользователем  цель. В качестве инструментария можно  использовать следующие распространенные виды программных продуктов для  персонального компьютера: текстовый  процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы  управления базами данных, электронные  записные книжки, электронные  календари  информационные системы функционального  назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.), экспертные системы и т.д.Самыми распространенными  информационными технологиями являются: редактирование текстовых данных, обработка  табличных и графических данных. В составе основных операций по обработке информации, таких как создание, накопление, преобразование, передача, поиск, распределение, вывод и др., можно указать ряд автономных типовых функций обработки информации. К ним, в частности, относятся:

• - математические вычисления;
• - аналитические и символьные преобразования;
• - математическое моделирование;
• - алгоритмизация;
• - программирование;
• - обработка текстовой информации (занесение, изменение, контекстный поиск и
• др.);
• - обработка табличной информации (занесение, вычисления и др.);
• - деловая графика (диаграммы, схемы и др.);
• - машинная графика (занесение, преобразование, выделени и др.);
• - обработка изображений (ввод, преобразование, выдача, архивизация, передача и
• др.);
• - обработка сигналов, в т.ч. звуковых (ввод, преобразование, хранение, вывод и
• др.);
• - передача и распределение информации и др.Информационные технологии можно классифицировать по следующим критериям:
• - функционально-ориентированные технологии;
• - предметно-ориентированные технологии;
• - проблемно-ориентированные технологии.

Функционально-ориентированные  информационные технологии предназначены  для реализации одной из типовых  относительно автономных задач обработки  информации. Такие технологии могут  обладать довольно высокой степенью универсальности и быть доступными для разработки и воспроизводства  при минимальном участии будущего потребителя.

Предметно-ориентированые информационные технологии предназначены для решения  конкретной специфической задачи в  конкретной области. Они максимальным образом удовлетворяют частным  требованиям данного применения и могут обладать наименьшей степенью универсальности. Как правило, их появление  невозможно без участия будущего пользователя.Однако часто удается  обобщить требования со стороны ряда конкретных приложений и выделить некоторые  типовые прикладные проблемы. Отсюда возникает понятие проблемно-ориентированной  информационной технологии, которая  занимает в определенной степени  промежуточное положение между  функционально-ориентированной и  предметно-ориентированной технологией. Потенциальные пользователи такой  технологии могут принять участие в ее разработке только на начальной стадии обобщения и типизации конкретных задач или конечной стадии  - при разработке некоторых специализированных дополнений. Это позволяет основную часть технологии создавать автономно от пользователя и применять унифицированные технические решения.В соответствии с выбранной классификацией к функционально-ориентированным информационным технологиям относятся:

• - математические вычисления;
• - аналитические и символьные преобразования;
• - математическое моделирование;
• - алгоритмизация;
• - программирование;
• - обработка текстовой информации;
• - обработка табличной информации;
• - деловая графика;
• - машинная графика;
• - обработка изображений;
• - обработка сигналов;
• - передача и распределение информации и др.

Проблемно-ориентированные  технологии базируются на использовании:

• - информационно-поисковых систем;
• - баз данных и баз знаний;
• - экспертных систем;
• - систем автоматизации научных исследований;
• - систем автоматизированного проектирования;
• - систем автоматизации профессионального труда;
• - систем автоматизации производства;
• - обучающих систем;
• - настольно-издательских систем;
• - систем для перевода с одного языка на другой;
• - телеконференций и др.

Примерами предметно-ориентированных  информационных технологий могут служить  технологии для:

• - медицинских систем;
• - общего и специального профессионального обучения;
• - страховых, финансовых и банковских систем;
• - средств массовой информации;
• - средств социальной реабилитации;
• - игровых и развлекательных систем;
• - применений в быту.

В зависимости от поставленных целей возможно использование и  других критериев классификации.

Рассмотрим обобщенную структуру  ручной технологии управления.

Рис.4. Технология ручного  управления (ОУ - объект управления, ИО – исполнительный орган, Ч - человек.)

Человек является управляющим  элементом. Он воздействует вручную  или через механизмы на исполнительный орган, связанный с объектом управления. Технология управления базируется на опыте Ч, который получает осведомительную  информацию Iос от объекта управления и сам преобразует эту информацию в управляющее воздействие И. Опыт - возможность качественного  управления. С возрастанием сложности и размерности объекта управления, с увеличением объема осведомительной информации человек теряет способность перерабатывать информацию в оперативном режиме. Возникает дополнительная функция обработки информации. Эта функция выполняется ЭВМ, находящейся в распоряжении человека. Происходит переход к следующему этапу технологии управления - ручная технология с обработкой данных на средствах вычислительной техники (СВТ).

Рис.5. Управление с машинной обработкой данных.

В таком варианте человек  непосредственно работает со средствами вычислительной техники (сначала механическими, электромеханическими и далее ЭВМ). Осведомляющая информация с  объекта  управления преобразуется во входную  информацию Iвх, которая передается на средства вычислительной техники  для обработки. Формируется выходная информация Iвых. Имея некоторое представление  о процессе управления (концептуальная модель), человек усваивает выходную информацию и с ее учетом формирует управляющее воздействие U на исполнительный орган ИО.Появляется новый процесс при управлении объектом - обработка данных.В рассмотренных вариантах в контуре управления участвует только человек. Система управления еще отсутствует. Однако наличие средств обработки данных и творческого начала в участии человека позволяет рассматривать эту модель, как некие задатки автоматизированного управления.

Следующий этап - переход  к технологии автоматизированного  управления. Автоматизированное управление применяется на таких существенных уровнях производства, как технологический и организационно-экономический. Для технологического уровня характерно автоматизированное управление в виде включения технических средств (в том числ е ЭВМ) непосредственно в контур управления.

Рис.6. Обобщенная структура  автоматизированного управления для  технологического уровня производства.

Роль человека при такой  структуре управления состоит в  построении концептуальной модели процесса управления. Концептуальная модель в  виде входной информации Iвх формируется  человеком в некую программу  П, которая задается ЭВМ. На основе программы  и осведомительной информации, поступающей  с объекта управления через датчик Д и преобразователь Пр1, ЭВМ  вырабатывает управляющую Iy информацию. Через преобразователь Пр2 управляющая  информация преобразуется в воздействие  И , которое управляет (ИО) исполнительным органом. Исполнительный орган задает состояние объекта управления. Одновременно ЭВМ вырабатывает выходную Iвых информацию. Она необходима человеку для корректировки (или пополнения) концептуальной модели. При наличии математической модели, адекватно описывающей технологический  процесс, человек может быть исключен из этой схемы управления. В таком  случае процесс управления будет  называться не автоматизированным, а  автоматическим.

Рассмотрим организационно-экономический  уровень управления, в нем роль человека в автоматизированном управлении возрастает.

Рис.7. Организационно-экономический  уровень управления.

В качестве объекта управления на организационно-экономическом уровне выступают предприятия, даже целые  отрасли. Целью может быть, например, максимизация прибыли. В контуре  управления участвует только человек, который обрабатывает с помощью  СВТ (ЭВМ) полученную с производства осведомительную информацию. В основе процесса управления лежит концептуальная модель, которая формируется человеком  в виде экономико-математической модели управления ЭММУ. В этой модели формализуется  критерий управления предприятия (максимум прибыли, минимум потерь, максимум оборачиваемости  средств и т.д.). Эта экономико-математическая модель управления может быть разбита  на частные математические модели (ЧММУ). На основе ЭММУ или ЧММУ создаются  алгоритмические модели (АМ). Они  реализуются на ЭВМ с помощью  ПО.Т.о. получаем автоматизированную систему  управления, в которой важной самостоятельной  частью (подсистемой) является информационное обеспечение. Автоматизированная система  управления реализуется как система  обработки данных. Итогом обработки  является выходная информация. Она  тоже реализует ЭММУ  -концептуальную модель системы. Человек принимает  решение по управлению и выдает управляющую  информацию Iy. Отличие от технологического уровня состоит прежде всего в том, что, если на технологическом уровне Iy реализовывалось в виде электрического сигнала, то на организационно-экономическом Iy представляет собой информацию, управляющую ОУ (управляющей информацией). Возникает обмен информацией, начинается информационный процесс, он осуществляется на основе документооборота. Мы уяснили, что на организационно-экономическом уровне технология автоматизированного управления базируется на технологии обработки больших объемов информации.

Рис.8.Выделение ИТ в систему.

Видно на рис.8, что контур обработки информации выделяется, он отрывается от контура управления и  приобретает самостоятельность. В  систему выделяется информационная технология (ИТ). В ИТ предметом труда  становится входная информация Iвх.I вх - это комплекс решаемых задач. Продуктом  становится выходная информация Iвых, орудием труда - ЭВМ.

Опираясь на вышеизложенное, сформулируем цели, методы и средства информационной технологии:

• Цель ИТ  - качественное формирование и использование информационного
• продукта в интересах пользователя.
• Методы ИТ - методы обработки данных.
• Средства ИТ - математические, технические, программные, информационные средства.

Под ИТ будем понимать совокупность внедряемых в систему организационного управления принципиально новых  средств и методов обработки  данных. Они представляют собой самостоятельные, целостные, технологические системы  и обеспечивают целенаправленное создание, передачу, хранение и отображение информационного продукта (данных, идей и знаний) с наименьшими затратами и в соответствии с законами той среды, где развивается ИТ.Средства и методы обработки данных могут иметь разное практическое приложение. Поэтому следует выделить глобальную, базовую, и конкретные ИТ.

• Глобальная ИТ включает модели, методы и средства формирования и использования информационного ресурса в обществе (мониторинг окружающей среды).
• Базовая ИТ ориентируется на определенную область применения (производство, проектирование, обучение и т. д.).
• Конкретные ИТ задают обработку данных в реальных задачах пользователя.

Определим структуру и  состав типовой ИТ. Мы будем называть типовую ИТ базовой , если она ориентирована  на определенную область применения. Базовая ИТ создает модели, методы средства решения задач. Базовая  ИТ создается на основе базовых (типовых) аппаратно-программных средств. Базовая  ИТ подчинена основной цели  - решению  функциональных задач в своей  предметной области (задачи управления, проектирования, научного эксперимента, испытания и т. д.).На вход базовой  ИТ как системы поступает комплекс решаемых задач, для которых должны быть найдены типовые решения  с помощью методов и средств, присущих именно ИТ. Рассмотрим использование  базовой ИТ на концептуальном, логическом и физическом уровнях.