- •230400 «Информационные системы и технологии»
- •6 Декабря 2011 г., протокол № 4
- •Оглавление
- •Глава 1. Теория информационных процессов и систем 10
- •Глава 2. Информационные технологии 95
- •Глава 3. Архитектура информационных систем 126
- •Глава 4. Технологии программирования 150
- •Глава 5. Управление данными 239
- •Глава 6. Технологии обработки информации 315
- •Предисловие
- •Глава 1. Теория информационных процессов и систем
- •1.1. Информационные системы. Основные понятия и определения.
- •1.2. Системообразующие свойства информационных систем
- •1.3. Свойства и закономерности систем
- •1.4.Системный подход и системный анализ
- •1.5. Моделирование информационных систем
- •1.5.1. Основные понятия
- •1.5.2. Классификация методов моделирования
- •1.5.3. Математическое моделирование
- •1.6. Теория принятия решений
- •3. Неопределённость наших знаний об окружающей обстановке и действующих в данном явлении факторах (неопределённость природы).
- •4. Неопределённость действий активного или пассивного партнёра или противника.
- •1.7. Информационные процессы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Информационные технологии
- •2.1. Состав, структура, принципы реализации и функционирования информационных технологий
- •2.2. Базовые и прикладные информационные технологии
- •Прикладные программные средства включают:
- •2.3. Инструментальные средства информационных технологий
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Архитектура информационных систем
- •3.1. Классификация информационных систем
- •3.2. Структура, конфигурация информационной системы
- •3.2.1. Информационное обеспечение
- •Классификаторы создаются для решения следующих основных задач:
- •3.2.2. Математическое и программное обеспечение
- •К средствам математического обеспечения относятся:
- •К средствам программного обеспечения (по) относятся:
- •3.2.3. Организационное обеспечение
- •3.2.4. Правовое обеспечение
- •3.2.5. Техническое обеспечение
- •3.3. Процесс разработки информационных систем
- •3.3.1. Выработка или выбор парадигмы программирования
- •3.3.2. Моделирование бизнес-процессов
- •3.3.3. Анализ требований, предъявляемых к ис
- •3.3.4. Разработка архитектуры
- •3.3.5. Кодирование
- •3.3.6. Тестирование информационной системы
- •3.3.7. Документирование
- •3.3.8. Внедрение информационной системы
- •3.3.9. Сопровождение информационной системы
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 4. Технологии программирования
- •4.1. Основные понятия программного обеспечения
- •Категории специалистов, занятых разработкой и эксплуатацией программ
- •4.2. Характеристики программного продукта
- •4.3. Жизненный цикл программного продукта
- •4.4.Защита программных продуктов
- •4.5. Классы программных продуктов
- •4.6. Инструментарий технологии программирования
- •4.7. Классификация методов проектирования программных продуктов
- •4.8. Этапы создания программных продуктов
- •1. Составление технического задания на программирование
- •2. Разработка технического проекта
- •3. Создание рабочей документации (рабочий проект)
- •4. Ввод в действие
- •4.9. Структура программных продуктов
- •4.10. Структурное проектирование и программирование
- •4.11. Модульная структура программных продуктов
- •4.12. Алгоритмы
- •4.13. Классификации языков программирования и примеры языков
- •4.13.2. Основы функционального программирования с использованием языка lisp Основные свойства функциональных языков программирования
- •Распространенные языки функционального программирования
- •Основные структуры данных и базовые функции по работе с ними в среде Лисп
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Управление данными
- •5.1. Основы управления данными
- •5.1.1. Информация, данные и знания.
- •5.1.2.Функции управления
- •5.2.Банки данных в информационных системах.
- •5.2.1.Концепция баз данных
- •5.2.2.Файловые системы и базы данных
- •5.2.4.Классификация банков данных
- •5.3.Моделирование и модели данных
- •5.3.1.Уровни моделирования
- •5.3.2.Виды моделей
- •5.3.3.Модели данных
- •5.3.4.Иерархическая модель данных
- •5.3.5.Сетевая модель данных
- •5.3.6.Реляционная модель данных
- •5.3.7.Постреляционная модель представления данных
- •5.3.8.Многомерные модели представления данных
- •5.3.9.Объектно-ориентированные модели представления данных
- •5.4.Проектирование базы данных
- •5.4.1.Основы реляционной алгебры
- •5.4.2.Инфологический подход к проектированию баз данных
- •5.4.3.Модель «сущность—связь»
- •5.4.4.Переход к реляционной модели данных
- •5.4.5.Пример проектирования реляционной бд средствами субд Access
- •5.5.Субд в архитектуре «клиент-сервер»
- •5.5.1.Открытые системы
- •5.5.2.Клиенты и серверы локальных сетей
- •5.5.3.Системная архитектура «клиент-сервер»
- •5.5.4.Серверы баз данных
- •5.6.Реляционный язык sql
- •Структура sql
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Технологии обработки информации
- •6.1. Основные виды и процедуры обработки информации
- •6.1.1. Виды обработки информации
- •6.1.2. Основные процедуры обработки данных
- •6.2. Системы поддержки принятия решений (сппр)
- •6.2.1. Условия принятия решений
- •6.2.2. Решение задач с помощью искусственного интеллекта
- •6.2.3. Процесс выработки решения на основе первичных данных
- •6.2.4. Типы информационных систем поддержки принятия решений
- •6.2.5. Реализация процесса принятия решений
- •6.2.6. Средства разработки информационных приложений
- •6.3. Концепция хранилищ и витрин данных, достоинства и недостатки
- •6.3.1. История создания концепции хранилищ данных
- •6.3.2. Причины создания концепции хранилищ данных
- •6.3.3. Факторы и технологии складирования данных
- •6.3.4. Концепция хранилищ данных
- •6.3.5. Взаимное соотношение концепции хранилищ данных и концепций анализа данных
- •6.3.6. Реализации хранилищ данных
- •6.3.7. Субд для аналитических систем
- •6.3.8. Витрины данных
- •6.4. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы
- •6.4.1. Цели и задачи искусственного интеллекта
- •6.4.2. Направление исследований в области искусственного интеллекта
- •6.4.3. Структура интеллектуальной системы
- •6.4.4. Разновидности интеллектуальных систем
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7. Интеллектуальные системы и технологии
- •7.1. Теория и технологии искусственного интеллекта
- •7.2. Математическое описание экспертной системы, логический вывод
- •7.3. Искусственные нейронные сети
- •7.4. Расчётно-логические системы, системы с генетическими алгоритмами
- •(Начало цикла)
- •Создание начальной популяции
- •Размножение (Скрещивание)
- •Мутации
- •Применение генетических алгоритмов
- •7.5. Мультиагентные системы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8. Инструментальные средства информационных систем
- •8.1. Состав и структура инструментальных средств информационных систем
- •8.2. Тенденции развития инструментальных средств информационных систем
- •8.3. Операционные системы инструментальных средств информационных систем
- •8.4. Технические средства инструментальных средств информационных систем
- •Классификация технических средств инструментальных средств информационных систем.
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9. Инфокоммуникационные системы и сети
- •9.1. Модели и структура информационных сетей Классическая модель построения инфокоммуникационных систем
- •9.2. Информационные ресурсы сетей
- •По способу представления:
- •По национально-территориальному признаку:
- •9.3. Теоретические основы современных информационных сетей
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10. Методы и средства проектирования информационных систем и технологий
- •10.1. Технология проектирования информационных систем. Этапы проектирования
- •10.2. Методы проектирования информационных систем
- •10.3. Средства проектирования ис
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •143 Хорошилов а.В. Селетков с.Н. Днепровская н.В. Управление информационными ресурсами.
9.3. Теоретические основы современных информационных сетей
Современные информационные сети предназначены оказывать помощь специалистам, руководителям, принимающим решения, в получении ими своевременной, достоверной, в необходимом количестве информации, создании условий для организации автоматизированных офисов, проведении с применением компьютеров и средств связи оперативных совещаний, сопровождаемых звуковым и видеорядом. Достигается это переходом на новую информационную технологию.
Новая информационная технология – это технология, которая основывается на применении компьютеров, активном участии пользователей (непрофессионалов в области программирования) в информационном процессе, высоком уровне дружественного пользовательского интерфейса, широком использовании пакетов прикладных программ общего и проблемного назначения, возможности для пользователя доступа к удалённым базам данных и программам благодаря сетям ЭВМ.
Постоянно расширяющиеся сферы применения персональных компьютеров, их массовое использование, в том числе и в социально–экономической сфере, привело к необходимости формирования наиболее эффективной вычислительной и другой организационной техники.
В настоящее время на их основе создаются и успешно функционируют локальные и многоуровневые вычислительные сети, представляющие из себя интегрированные компьютерные системы обработки данных. Они проектируются как сложный информационно-технологический и программный комплекс, поддерживающий единый способ представления данных, единый способ взаимодействия пользователей с компонентами системы и обеспечивающий информационные и вычислительные потребности специалистов в их профессиональной работе. Особое значение в таких системах придаётся защите информации при её передаче и обработке (например, лаборатория Касперского).
Наибольшее распространение при защите экономической информации получили аппаратно-программные способы: в частности, использование системы связи, выбранной по защитным свойствам и качеству обслуживания, гарантирующим сохранность информации в процессе передачи и доставки её адресату; шифрование и дешифрование данных абонентами сетей общего пользования (телефонных, телеграфных) при договоренности пользователей об общих технических средствах, алгоритмах шифрования и т. п.
Интегрированные системы обработки данных создаются на основе объединения. При этом должна быть построена максимально унифицированная технологическая схема функционирования системы с использованием общих чётко спроектированных для разных задач структур и моделей данных.
Реализация принципа интеграции, накопления, хранения и систематического обновления данных для своевременного и надёжного информационного обслуживания многочисленных пользователей системы закладывается на стадии её создания. Учитывается, что пользователями информации будут не только специалисты конкретной проблемной области управленческой деятельности (учёта, планирования, менеджмента, маркетинга и т. п.), но и программисты, занимающиеся созданием и эксплуатацией программных средств. Поэтому в процессе проектирования баз данных (БД) ведётся тщательное разностороннее исследование предметной области, её элементов, взаимосвязи между ними, а также выявляются особенности циркулирующих в ней данных как особо важного ресурса. Создаётся общая структурная схема баз данных в виде многоуровневых моделей, формируются условия и осуществляется выбор системы управления базами данных (СУБД). При этом между пользователями устанавливаются соглашения по составу и структуре данных; разрабатываются способы фильтрации ошибочных данных, вводимых в систему; устанавливаются необходимые разграничения доступа к массивам конкретных пользователей; удовлетворяются требования независимости данных от программ и их физического расположения и т. п. Всё перечисленное учитывается среди прочих факторов при выборе или создании СУБД (систе́ма управле́ния ба́зами да́нных (СУБД) – совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных, управление данными во внешней памяти).
В процессе реализации информационной технологии БД и СУБД нуждаются в систематическом обслуживании, поддержании в рабочем состоянии (сопровождении). Эти функции выполняет администратор БД, один или несколько, которые несут ответственность за функционирование интегрированной БД, имеют полномочия по корректировке управления БД, отвечают как за целостность данных, так и за защиту их от несанкционированного доступа, за надёжность системы.
Функционирование баз данных под управлением СУБД и при систематическом контроле со стороны администратора представляет собой взаимодействие сложного организационно-технологического комплекса, который получил название автоматизированного банка данных.
Под автоматизированным банком данных (БнД) понимается организационно-технологический комплекс (система), включающий базы данных для решения функциональных задач управления, технические, программные и языковые средства, а также обслуживающий персонал.
Повышение требований к оперативности информационного обмена и управления, а, следовательно, к срочности обработки информации привело к созданию многоуровневых систем организационного управления объектами, какими являются, например, банковские, налоговые, снабженческие, статистические и другие службы. Их информационное обеспечение поддерживают сети автоматизированных банков данных, которые строятся с учётом организационно-функциональной структуры соответствующего многоуровневого экономического объекта, машинного ведения информационных массивов. Эту проблему в новых информационных технологиях решают распределённые системы обработки данных с использованием каналов связи для обмена информацией между базами данных различных уровней.
За счёт усложнения программных средств управления базами данных повышаются скорость, обеспечиваются защита и достоверность информации при выполнении экономических расчётов и выработке управленческих решений.
В многоуровневых компьютерных информационных системах организационного управления одинаково успешно могут быть решены как проблемы оперативной работы с информацией, так и проблемы анализа экономических ситуаций при выработке и принятии управленческих решений.147 В частности, создаваемые автоматизированные рабочие места специалистов предоставляют возможность пользователям работать в диалоговом режиме, оперативно решать текущие задачи, удобно вводить данные с терминала, вести их визуальный контроль, вызывать нужную информацию для обработки, определять достоверность результирующей информации и выводить её на экран, печатающее устройство или передавать по каналам связи.
Потребность в аналитической работе при переходе к рынку, в условиях перестройки экономических отношений, образования новых организационных структур, функционирующих на основе различных форм собственности, неизмеримо возрастает. Возникает необходимость в накоплении фактов, опыта, знаний в каждой конкретной области управленческой деятельности. На первый план выдвигается заинтересованность в тщательном исследовании конкретных экономических, коммерческих, производственных ситуаций с целью принятия в оперативном порядке экономически обоснованных и наиболее приемлемых решений. Эта задача решается в результате дальнейшего совершенствования интегрированной обработки информации, когда новая информационная технология начинает включать в работу базы знаний.
Под базой знаний148 понимается сложная, детально моделируемая структура информационных совокупностей, описывающих все особенности предметной области, включая факты (фактические знания), правила (знания условий для принятия решений) и метазнания (знания о знаниях), т. е., знания, касающиеся способов использования знаний и их свойств.
База знаний – важнейший элемент создаваемой на рабочем месте специалиста экспертной системы, выступающей в роли накопителя знаний конкретной области профессиональной деятельности и советчика специалисту при проведении исследования экономических ситуаций и при выработке управляющих воздействий.
Перспективным направлением развития компьютерной технологии является создание программных средств для вывода высококачественного звука и видеоизображения. Технология формирования видеоизображений получила название компьютерной графики.
Компьютерная графика объединяет в себе процессы создания, хранения и обработки моделей объектов и их изображений с помощью ЭВМ. Эта технология проникла в область экономического анализа и моделирование различного рода конструкций, незаменима в производстве, в рекламной деятельности, делает занимательным досуг.
Формируемые и обрабатываемые с помощью цифрового процессора изображения могут быть демонстрационными и анимационными.
К первой группе, как правило, относят коммерческую (деловую) и иллюстративную графику.
Ко второй – инженерную и научную, а также связанную с рекламой, искусством, играми, когда выводятся не только одиночные изображения, но и последовательность кадров в виде фильма (интерактивный вариант). Интерактивная машинная графика является одним из наиболее прогрессивных направлений среди новых информационных технологий.
Это направление претерпевает бурное развитие в области появления новых графических станций и в области специализированных программных средств, позволяющих создавать реалистические объемные по качеству с кадрами видеофильмы.
Программно-техническая организация обмена с компьютером текстовой, графической, аудио- и видеоинформацией получила название мультимедиа-технология. Такую технологию реализуют специальные программные средства, которые имеют встроенную поддержку мультимедиа и позволяют использовать её в профессиональной деятельности, учебно-образовательных, научно-популярных и игровых областях. Благодаря этой технологии в экономической и других работах открываются реальные перспективы использовать компьютер для озвучивания изображений, а также понимания им человеческой речи, ведения компьютером диалога со специалистом на родном для него языке.
Способность компьютера воспринимать с голоса несложные команды управления программами, открытием файлов, выводом информации на печать и т. п. в ближайшем будущем создаст самые благоприятные условия пользователю для взаимодействия с ним в процессе профессиональной деятельности.