2.2. Виды информационных технологий

Информационная технология обработки данных предназначена для решения задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны правила их обработки. Обработка данных (преобразование из одного вида в другой с помощью определенных методов) включает в себя множество различных операций (компонентов технологии). В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие основные операции:

• сбор данных – накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений;

• формализация данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;

• фильтрация данных – отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должны возрастать;

• сортировка данных – упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; при этом повышается доступность информации;

• архивация данных – организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом;

• защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;

• транспортировка данных – прием и передача данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя – клиентом;

• преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую.

Работа с большими наборами данных автоматизируется проще, когда данные упорядочены, то есть образуют заданную структуру. При создании любой структуры данных решаются два вопроса: как разделять элементы данных между собой и как разыскивать нужные данные. Существует три основных типа структур данных: линейная, табличная и иерархическая.

Линейные структуры представляют собой обычные списки. Список – это простейшая структура данных, каждый элемент которой однозначно определяется своим номером. Если условиться, что каждый новый элемент списка заносится с новой строки, то разделителем будет конец строки, а нужный элемент отыскивается по номеру строки. В общем случае разделителем может быть любой специальный символ, например пробел, символ «*» и т.п. Если же все элементы списка имеют равную длину, разделители в списке вообще не нужны. Такие упрощенные списки называют векторами данных. Обобщая сказанное, можно сформулировать следующее определение: линейные структуры данных (списки) – это упорядоченные структуры, в которых адрес элемента однозначно определяется его номером.

Табличные структуры отличаются от списочных тем, что элементы данных определяются адресом ячейки, который состоит не из одного параметра, как в списках, а из двух – номера строки и номера столбца. В качестве разделителей используются линии вертикальной и горизонтальной разметки. При равной длине всех элементов разделители не нужны. Такие таблицы называют матрицами. Таким образом, табличные структуры данных (матрицы) – это упорядоченные структуры, в которых адрес элемента определяется номером строки и номером столбца, на пересечении которых находится ячейка, содержащая искомый элемент.

Нерегулярные данные, которые трудно представить в виде списка или таблицы, часто представляют в виде иерархических структур. В иерархической структуре адрес каждого элемента определяется маршрутом, ведущим от вершины структуры к данному элементу. Например, путь доступа (маршрут) к команде, запускающей программу Калькулятор в операционной системе Windows: Пуск/Программы/Стандартные/Калькулятор.

Формы представления данных рассматриваются в следующем разделе.

Информационная технология управления предназначена для удовлетворения информационных потребностей всех без исключения пользователей, имеющих дело с принятием решений. Эта технология ориентирована на работу в среде информационной системы управления и используется при худшей структурированности решаемых задач, если их сравнивать с задачами, решаемыми информационной технологией обработки данных. Здесь решаются следующие задачи:

• оценка планируемого состояния объекта управления;

• оценка отклонений от планируемого состояния;

• выявление причин отклонений;

• анализ возможных решений и действий.

Основным компонентом информационной технологии управления является база данных. База данных – совокупность связанных данных, правила организации которых основаны на общих принципах описания, хранения и манипулирования данными. В данном случае база данных должна состоять из данных, накапливаемых на основе оценки состояния объекта управления, и данных, определяющих планируемое его состояние. Выходная информация формируется в виде управленческих отчетов в удобном для принятия решения виде.

Информационная технология автоматизированного офиса – организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией. Автоматизация офиса призвана лишь дополнить существующую традиционную систему коммуникации персонала (с ее совещаниями, телефонными звонками и приказами). Основными компонентами данной информационной технологии являются:

• база данных – концентрирует данные о производственной системе фирмы, которые могут поступать и из внешнего ее окружения;

• текстовый процессор – предназначен для создания и обработки текстовых документов, предоставляя эффективный вид письменной коммуникации (получение писем и докладов);

• электронная почта – дает возможность пользователю получать, хранить и отправлять сообщения своим партнерам по сети;

• аудиопочта – дает возможность передачи сообщений голосом через телефон; присланные сообщения получают также через телефон;

• табличный процессор – позволяет выполнять многочисленные операции над данными, представленными в табличной форме;

• электронный календарь – предоставляет возможность манипулирования рабочим расписанием управленцев и других работников организации, в том числе и по сети;

• телеконференция – включает в себя три типа конференций: аудио, видео и компьютерную. Компьютерные конференции используют компьютерные сети для обмена информацией между участниками группы, решающей определенную проблему. Число участников компьютерной конференции может быть во много раз больше, чем аудио- и видеоконференций. Аудиоконференции используют телефонную связь, оснащенную дополнительными устройствами, дающими возможность участия в разговоре более чем двум участникам. При этом не требуется наличия компьютера. Видеоконференции предназначены для тех же целей, что и аудиоконференции, но с применением видеоаппаратуры. Их проведение также не требует компьютера.

Информационная технология поддержки принятия решений – выработка решения происходит в результате циклического процесса (рис. 2.2), окончание которого происходит по воле человека.

Рис. 2.2. Информационная технология поддержки принятия

решений как циклический процесс

Основными компонентами данной информационной технологии являются:

• база данных – помимо прочих данных включает предварительно обработанные данные от информационной системы операционного уровня;

• база моделей – обеспечивает проведение анализа в системах поддержки принятия решений с целью описания и оптимизации некоторого объекта или процесса. Модели, основываясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия правильных решений. По цели использования модели подразделяются на оптимизационные и описательные. Первые связаны с нахождением точек минимума или максимума некоторых показателей, а вторые лишь описывают поведение некоторой системы и не предназначены для целей управления (оптимизации). По способу оценки модели классифицируются на детерминистские и стохастические. Первые используют оценку переменных одним числом при конкретных значениях исходных данных, а вторые – несколькими параметрами при задании исходных данных вероятностными характеристиками. По области возможных приложений модели разбиваются на специализированные, предназначенные для использования только одной системой, и универсальные – для использования несколькими системами.

В системах поддержки принятия решения база моделей состоит из стратегических, тактических, оперативных и математических моделей в виде совокупности модельных блоков и модулей, используемых как элементы для их построения. Стратегические модели используются для установления целей объекта управления и необходимых для их достижения объемов ресурсов. Эти модели обычно детерминистские, описательные и специализированные. Тактические модели применяются для распределения и контроля использования имеющихся ресурсов. Обычно эти модели реализуются как детерминистские, оптимизационные и универсальные. Оперативные модели используются для поддержки принятия оперативных решений. Они, как правило, детерминистские, оптимизационные и универсальные. Математические модели состоят из совокупности модельных блоков и модулей, реализующих математические методы, и используются для построения и поддержания моделей;

• интерфейс системы поддержки принятия решений – определяет эффективность и гибкость информационной технологии. 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 справочную помощь по запросу, подсказывать) знания пользователя.

Информационная технология экспертных систем, во-первых, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности. Во-вторых, поясняет свои рассуждения в процессе получения решения, которые для пользователя часто оказываются более важными, чем само решение. В-третьих, дает возможность использовать знания экспертов в различных проблемных областях. Основными компонентами данной информационной технологии являются:

• интерфейс пользователя – используется для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации;

• база данных – 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;

• интерпретатор – часть экспертной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил. Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователю предоставляется вариант решения его проблемы;

• 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. Для представления базы знаний специально разработаны языки Лисп и Пролог, хотя можно использовать и любой другой известный алгоритмический язык. Оболочка экспертных систем представляет собой готовую программную среду, которая может быть приспособлена к решению определенной проблемы путем создания соответствующей базы знаний. В большинстве случаев оболочки позволяют создавать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.