Информационные и программные технологии. Часть 1. Информационные технологии

Данные – информация, представленная в определенной знаковой системе и на определенном материальном носителе для обеспечения возможностей хранения, передачи, приема и обработки. Заметим, что существует три уровня представления данных: логический уровень, уровень хранения и физический уровень.

Обсуждая вторую часть определения «информационная технология», можно руководствоваться следующими соображениями. «Технология» в переводе с греческого означает «искусство, мастерство, умение». Но всё перечисленное есть процессы, если под процессом понимать определенную совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализовываться с помощью совокупности различных средств и методов.

Теперь, соединив приведенные выше определения, можно сказать следующее:

Информационная технология (ИТ) – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения новой информации о состоянии объекта, процесса или явления. Эта новая информация называется информационным продуктом. В Толковом словаре по информатике дается следующее определение: «ИТ – совокупность методов, производственных процессов и программно–технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, повышения их надежности и оперативности».

Целью информационной технологии является производство новой информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению каких–либо действий.

Понятие информационной технологии тесно связано с понятием информационной системы (ИС). На первый взгляд может показаться, что определения информационной технологии и информационной системы очень похожи между собой. Однако следует обратить внимание на имеющиеся существенные различия, а именно: информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах. Основная задача информационной технологии состоит в целенаправленных действиях по переработке первичной информации для получения необходимой для пользователя новой информации [2,3,4].

В свою очередь, информационная система является средой реализации ИТ. Составляющими этой среды являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства, связи и т.д. Другими словами, ИС представляет собой человеко–компьютерную систему обработки информации. Основная цель информационной системы – организация обработки, хранения и передачи информации, т.е. организация процессов, составляющих смысл ИТ.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на нее информационной технологии. При этом собственно информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы.

Понятие ИС, в свою очередь, связывается с понятием информационного ресурса.

Информационные ресурсы – совокупность данных, представляющих ценность для человека или организации (предприятия) и выступающих в качестве материальных ресурсов. К ним относятся файлы данных, документы, тексты, графики, знания, аудио– и видеоинформация. Совокупность методов и производственных процессов ИС определяет принципы, приемы, методы и мероприятия, регламентирующие проектирование и использование программно–технических средств для обработки данных в предметной области. Еще раз заметим, что процесс обработки данных в ИС невозможен без использования людей, технических средств и программного обеспечения.

Обобщая все вышесказанное, введем несколько более узкие и простые определения, которыми будем пользоваться в дальнейшем в рамках этого курса:

Информационная технология – совокупность четко определенных целенаправленных действий по переработке информации на компьютере.

Информационные ресурсы – имеющие практическую ценность и материально представимые данные.

Информационный продукт – новая информация о состоянии объекта, процесса или явления, полученная в результате переработки первичной информации под воздействием информационной технологии.

Информационная система – человеко-компьютерная система для производства информационных продуктов, использующая компьютерную информационную технологию.

2. Понятие информационной технологии как научной дисциплины

В настоящее время происходит стремительное развитие глобального процесса информатизации общества. При этом кардинальным образом изменяется вся информационная среда общества. Новые автоматизированные информационные технологии проникают практически во все сферы социальной практики и становятся неотъемлемой частью новой, информационной культуры человечества.

Именно поэтому представляется исключительно актуальной и важной проблема формирования информационной технологии, как самостоятельной научной дисциплины о методах создания высокоэффективных информационных технологии (в обычном, узком понимании этого термина), т.е. своего рода теории и методологии проектирования информационных технологий [2].

Становление новой науки – итологии, как науки об информационных технологиях, происходило в течение последних десятилетий. Основными характерными чертами итологии являются:

• фундаментальное значение для развития по существу всех областей знания и видов деятельности, как эффективного метода познания и инструмента, усиливающего интеллектуальные возможности человека;

• целевая направленность на преображение человеческой практики и бытия, способность проникновения во все аспекты жизни и деятельности человека;

• междисциплинарная роль как общезначимой дисциплины (аналогично математике и философии), обусловленная, прежде всего, ее методологическим значением, благодаря наличию развитого концептуального базиса, универсальных в применении парадигм, методов, языков для формализации, анализа и синтеза прикладных знаний.

Таким образом, помимо уже широко используемого в науке и практике понятия информационной технологии, как способа рациональной организации некоторого часто повторяющегося информационного процесса, необходимо развивать и новое, более широкое представление о значении этого термина. И в этом случае он будет обозначать самостоятельный раздел науки, точно так же, как это имеет место в отношении самого понятия "технология".

Объектом исследований итологии, как научной дисциплины, должны являться информационные технологии (в узком понимании этого термина), т.е. способы рациональной организации информационных процессов.

Предметом же исследований для этой науки должны стать теоретические основы и методы создания информационных технологий, а также их проектирование и эффективная реализация. Если говорить о структуре предметной области итологии, то её предметную область, как научного направления, на начальном этапе его формирования, вероятнее всего, будут составлять следующие первоочередные задачи [2,3]:

1. Разработка методов структуризации и классификации информационных технологий различного вида и назначения по их характерным признакам.

2. Разработка критериев эффективности информационных технологий, методов их оптимизации и сравнительной количественной оценки.

3. Определение перспективных направлений развития информационных технологий на ближайшие годы, а также научных методов, которые должны лежать в их основе.

4. Определение принципов построения перспективных средств для реализации высокоэффективных информационных технологий нового поколения.

Основными методами для достижения поставленных задач могут являться:

• Создание основ научного знания в виде методологического ядра (метазнаний), представляющего собой целостную систему эталонных моделей важнейших разделов ИТ, осуществляющего структуризацию научного знания в целом. Данный метод получил название архитектурной спецификации.

• Представление ИТ в виде спецификаций поведения реализаций ИТ, т.е. ИТ– систем, которое может наблюдаться на интерфейсах (границах) этих систем. Данный метод называют также функциональной спецификацией.

• Стандартизация спецификаций ИТ и управление их жизненным циклом, осуществляемая системой специализированных международных организаций на основе строго регламентированной деятельности. Данный процесс обеспечивает накопление базовых сертифицированных научных знаний, служит основой создания открытых технологий.

• Аппарат (концепция и методология) проверки соответствия (аттестации) реализаций ИТ (т.е. ИТ-систем) ИТ-спецификациям, на основе которых данные ИТ-системы были разработаны (по существу данный аппарат играет такую же роль в пространстве информационных технологий, как и эпсилон-дельта аппарат в математическом анализе).

• Профилирование ИТ или разработка функциональных профилей ИТ-метод построения спецификаций комплексных технологий посредством комбинирования базовых и производных от них (представленных в стандартизованном виде) спецификаций с соответствующей параметрической настройкой этих спецификаций (по существу профилирование является композиционным оператором в пространстве ИТ с базисом, в качестве которого выступают базовые, т.е. стандартные спецификации).

• Таксономия (классификационная система) профилей ИТ, обеспечивающая уникальность идентификации в пространстве ИТ, явное отражение взаимосвязей ИТ между собой.

• Разнообразные методы формализации и алгоритмизации знаний, методы конструирования прикладных информационных технологий (парадигмы, языки программирования, базовые открытые технологии, функциональное профилирование ИТ и т.п.).

Для развития ИТ-науки в таком понимании предстоит пройти весь цикл формирования этого нового научного направления: классифицировать различные виды информационных технологий, разработать критерии для их сравнительного анализа и количественной оценки эффективности, создать методы синтеза высокоэффективных технологий, основанные на последних достижениях фундаментальной науки, а также на применении информационных элементов и информационных систем, использующих новые физические принципы функционирования.

Вполне возможно, что для успешного развития этой науки придется также создать ряд новых научных дисциплин, в том числе ? теорию информационного взаимодействия в природе и обществе. При этом представляется важным уделить особое внимание не только таким традиционным и уже более или менее изученным фазам реализации информационных процессов, как кодирование, обработка и передача информации. Кроме того, предстоит разобраться и с гораздо более сложными фазами этих процессов, которые практически еще не изучаются современной наукой. Это фазы генерации информации, а также ее рецепции (восприятия) информационными системами, в том числе – такими сложными и малоизученными, как сознание и подсознание человека [2,3,4].

Только после этого можно научиться создавать и практически использовать действительно высокоэффективные информационные системы и технологии, которые и должны будут стать технологической базой развития цивилизации в XXI в.

3. Место информационных технологий в современной системе научного знания

Приведенные выше определения объекта и предмета исследований информационной технологии как научной дисциплины, а также анализ содержания решаемых ею первоочередных задач дают основание сделать вывод о том, что информационная технология как наука должна войти в состав естественных наук. Причем в значительной части своих исследований она будет характеризоваться как техническая наука, являющаяся одним из разделов фундаментальной информатики.

Теоретической базой для информационной технологии как науки должны стать достижения в области теоретической информатики и, прежде всего, в области общей теории информации (ОТИ) ? той новой фундаментальной научной дисциплины, которая активно формируется в последние годы.

Принципиально важными для развития информационной технологии должны также стать и результаты исследований в области ряда других наук, таких, как когнитология, семиотика, семантика, информационная психология[3,4]. Ведь для создания принципиально новых по своему качеству информационных технологий будущего необходимо будет хорошо знать те процессы и факторы, которые содействуют не только эффективному восприятию информации человеческим сознанием и подсознанием, но также и факторы, которые содействуют ее наилучшему запоминанию и адекватному пониманию.

Другими словами, перспективные информационные технологии должны быть не только ориентированы на человека, но также и давать возможность развития у него тех или иных качеств, содействующих восприятию, запоминанию, анализу и пониманию смысла информации. В современной научной литературе такие технологии все чаще называют креативными технологиями.

Таким образом, можно полагать, что для развития креативных технологий в ближайшие десятилетия откроются новые перспективы. Особенно широко эти технологии будут применяться в системе образования и специальной профессиональной подготовки кадров.

4. Этапы развития информационных технологий

Есть некоторое количество точек зрения на становление информационных технологий на базе применения средств ВТ, которые различаются разными вариантами таксономических показателей.

Наиболее адекватным представляется следующий вариант выделения этапов развития ИТ [2,3]:

Показатель деления 1 – тип задач и действий по обработке информации.