Понятия и задачи информационной технологии

Понятия и задачи информационной технологии

Термин "технология" имеет множество толкований. В широком смысле под технологией понимают науку о законах производства материальных благ, вкладывая в нее три основные части: идеологию, т.е. принципы производства; орудия труда, т.е. станки, машины, агрегаты; кадры, владеющие профессиональными навыками. Эти составляющие называют соответственной, инструментальной и социальной. Для конкретного производства технологию понимают в узком смысле как совокупность приемов и методов, определяющих последовательность действий для реализации производственного процесса. Уровень технологий связан с научно-техническим прогрессом общества и влияет на его социальную структуру, культуру и идеология. Для любой технологии могут быть выделены цель, предмет и цель. Целью технологии в промышленном производстве является повышение качества продукции, сокращение сроков ее изготовления и снижения себестоимости.

Информационные  технологии - это совокупность методов  и способов, сборов, регистрации, накоплений передачи и обработку информации на базе программно-аппаратного обеспечения.

Основная  цель информационной технологии - это  получить информацию нового качества по средствам переработки первичных  данных.

Методология любой технологии включает в себя: декомпозицию производственного процесса на отдельные взаимосвязанные и  подчиненные составляющие; реализацию определенной последовательности выполнений операций, фаз, этапов и стадий производственного  процесса в соответствии с целью  технологии; технологическую документацию, формализующую выполнение всех соответствующих.

Производство  технологии направленно на целесообразное использование информационных ресурсов и снабжение ими всех элементов  организационной структуры и  реализуется путем создания информационной системы. Информационные ресурсы являются исходным "сырьем" для системы  управления любой организационной  структурой, конечным продуктом является принятое решение. Принятие решения  в большинстве случаев осуществляется в условиях недостатка информации, поэтому степень использования  информационных ресурсов во многом определяет эффективность работы организации.

В развитии технологии выделяют два принципиальных разных этапа: один характеризуется непрерывным  совершенствованием установившейся базисной технологии и достижения верхнего предельного  уровня, когда дальнейшее улучшение  является неоправданным из-за больших  экономических вложений; другой отличается отказом от существующей технологии и переходом к принципиально  иной, развивающейся по законам первого  этапа.

Информационная  технология - совокупность методов  и способов получения, обработки, представления  информации, направленных на изменение  ее состояния, свойств, формы, содержания и осуществляемых в интересах  пользователей.

Можно выделить три уровня рассмотрения информационных технологий:

первый уровень - теоретический. Основная задача - создание комплекса взаимосвязанных моделей  информационных процессов, совместимых  параметрически и критериально;

второй уровень - исследовательский. Основная задача - разработка методов, позволяющих автоматизировано конструировать оптимальные конкретные информационные технологии;

третий уровень - прикладной, который целесообразно  разделить на две страты: инструментальную и предметную.

Инструментальная  страта (аналог - оборудование, станки, инструмент) определяет пути и средства реализации информационных технологий, которые можно разделить на методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные.

Информационные  технологии как система

Успешное  внедрение информационных технологий связано с возможностью их типизации. Конкретная информационная технология обладает комплексным составом компонентом, поэтому целесообразно определить ее структуру и состав.

Конкретная  информационная технология определяется в результате компиляции и синтеза  базовых технологических операций, специализированных технологий и средств  реализации.

Технологический процесс - часть информационного  процесса, содержащая действия (физические, механические и др.) по изменению  состояния информации.

Информационная  технология базируется на реализации информационных процессов, разнообразие которых требует выделения базовых, характерных для любой информационной технологии.

Базовый технологический  процесс основан на использовании  стандартных моделей и инструментальных средств и может использован в качестве составной части информационной технологии. К их числу можно отнести: операции извлечения, транспортировки, хранения, обработки и представления информации.

Среди базовых  технологических процессов выделим:

- извлечения  информации;

- транспортирование  информации;

- обработку  информации;

- хранение  информации;

- представление  и использование информации.

Процесс извлечения информации связан с переходом от реального представления предметной области к его описанию в формальном виде и в виде данных, которые  отражают это представление.

В процессе транспортирования  осуществляют передачу информации на расстояния для ускоренного обмена и организации быстрого доступа  к ней, использую при этом различные  способы преобразования.

Процесс обработки  информации состоит в получении  одних "информационных объектов" из других "информационных объектов", путем выполнения некоторых алгоритмов; он является одной из основных операций, выполняемых над информацией  и главным средством увеличения ее объема и разнообразия.

Процесс хранения связан с необходимостью накопления и долговременного хранения данных, обеспечением их актуальности, целостности  безопасности, доступности.

Процесс представления  и использования информации направлен  на решение задачи доступа к информации в удобной для пользователя форме.

Базовые информационные технологии строятся на основе базовых  технологических операций, но кроме  этого включает ряд специфических  моделей и инструментальных средств. Этот вид технологий ориентирован на решении определенного класса задач и используется в конкретных технологиях в виде отдельной компоненты. Среди них можно выделить:

- мультимедиа-технологии;

- геоинформационные  технологии;

- технологии  защиты информации;

- CASE-технологии;

- телекоммуникационные  технологии;

- технологии  искусственного интеллекта.

Методические  средства определяют требования при  разработке, внедрении и эксплуатации информационных технологий, обеспечивая  информационную, программную и техническую  совместимость. Наиболее важным из них  является требования по стандартизации.

Технические и программные средства задают уровень  реализации информационных технологий как при их создании, так и при их реализации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Операцио́нная систе́ма, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с  их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами — с одной стороны  — и прикладными программами  с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционная система позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый  набор функций (см.: интерфейс программирования приложений).

В большинстве  вычислительных систем операционная система  является основной, наиболее важной (а  иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов  наиболее распространёнными операционными  системами являются системы семейства  Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS).

Основные  функции:

Исполнение  запросов программ (ввод и вывод  данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

Загрузка  программ в оперативную память и  их выполнение.

Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

Управление  оперативной памятью (распределение  между процессами, организация виртуальной  памяти).

Управление  доступом к данным на энергонезависимых  носителях (таких как жёсткий  диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.

Обеспечение пользовательского интерфейса.

Сохранение  информации об ошибках системы.

Дополнительные  функции:

Параллельное  или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.

Разграничение доступа различных процессов  к ресурсам.

Организация надёжных вычислений (невозможности  одного вычислительного процесса намеренно  или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении  доступа к ресурсам.

Взаимодействие  между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

Защита самой  системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

Многопользовательский режим работы и разграничение  прав доступа (см.: аутентификация, авторизация).

Компоненты  операционной системы:

Загрузчик

Ядро

Командный процессор (интерпретатор)

Драйверы  устройств

Интерфейс

Существуют  две группы определений операционной системы: «набор программ, управляющих  оборудованием» и «набор программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический  смысл, который связан с вопросом, в каких случаях требуется  операционная система.

Есть приложения вычислительной техники, для которых  операционные системы излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры, содержащиеся во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), простейших сотовых телефонах, постоянно исполняют  лишь одну программу, запускающуюся по включении. Многие простые игровые приставки — также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры — могут обходиться без операционной системы, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске.

Операционные  системы нужны, если:

вычислительная  система используется для различных  задач, причём программы, решающие эти  задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует  необходимость универсального механизма  сохранения данных; в подавляющем  большинстве случаев операционная система отвечает на неё реализацией  файловой системы. Современные системы, кроме того, предоставляют возможность  непосредственно «связать» вывод  одной программы со вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;

различные программы  нуждаются в выполнении одних  и тех же рутинных действий. Например, простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может  потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция — тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, операционные системы  предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);

между программами  и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от несанкционированного доступа, а возможная ошибка в  программе не вызывала тотальных  неприятностей;

необходима  возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном  компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью  приёма, известного как «разделение  времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, делит процессорное время на короткие отрезки и предоставляет  их поочерёдно различным исполняющимся  программам (процессам);

оператор  должен иметь возможность так или иначе управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды — оболочка и наборы утилит — они могут являться частью операционной системы.

Таким образом, современные универсальные операционные системы можно охарактеризовать, прежде всего, как:

использующие  файловые системы (с универсальным  механизмом доступа к данным),

многопользовательские (с разделением полномочий),

многозадачные (с разделением времени).

Многозадачность и распределение полномочий требуют  определённой иерархии привилегий компонентов  самой операционной системе. В составе  операционной системы различают  три группы компонентов:

ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно  управляющие оборудованием; сетевая  подсистема, файловая система;

системные библиотеки;

оболочка  с утилитами.

Большинство программ, как системных (входящих в  операционную систему), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ресурсам ядра, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном  режиме: именно в этом смысле говорят, что система (точнее, её ядро) управляет  оборудованием.