Классификация и характеристика информационных технологий

В табл. 9.2. приведены основные характеристики наиболее распространенных типов современных информационных (коммуникационных) технологий.

Исторически первым типом являются так называемые информационно-поисковые системы. С их помощью обеспечивается доступ к базам данных (текстам, таблицам и др.) различного объема. Пользователь тем или иным способом формулирует свой запрос (в диалоге, через систему меню, в виде фразы), а затем отбирает из базы информацию, которая соответствует данному запросу. Если ответ не устраивает пользователя (например, первоначальному запросу соответствуют несколько сотен документов; запросу не соответствует ни один из документов, хранящихся в системе), то он корректирует свой запрос.

Таблица 9.2

Функциональные характеристики, связанные с различными типами коммуникационных технологий

Применительно к ИКС в качестве баз данных, к которым могли бы с пользой для себя обращаться сельские товаропроизводители, можно указать базы данных по юридическим документам, регулирующим землепользование, налогообложение и другие вопросы, по формам удобрений, по видам сельскохозяйственной техники и т.п. Соответствующие научно-исследовательские и проектно-технологические институты отвечали бы за пополнение, корректировку и распространение таких баз данных на машинных носителях. В свою очередь пользователи могли бы получить ответы на интересующие их вопросы. Например, какие виды удобрений, в каких сочетаниях и в какие сроки рекомендуется вносить под ту или иную культуру при условии ее выращивания на почвах с конкретными характеристиками, а также какие виды сельхозтехники в каких комбинациях необходимо для этого использовать.

В рамках Проекта поддержки осуществления реформ в сельском хозяйстве (АРИС) главным вычислительным центром МСХП РФ в сотрудничестве с департаментами МСХ РФ и отраслевыми НИИ было подготовлено несколько выпусков баз данных на CD-ROM: «Сельское хозяйство России», «Инженерно-техническое обеспечение АПК России», «Химические и органические удобре­ния» и др.

В частности, базы данных «Инженерно-техническое обеспечение АПК России» и «Химические и органические удобрения»:

- содержат систематизированные и организованные для выбора по различным критериям поиска данные по энергетическим, и сельскохозяйственным машинам, автомобилям, запасным частям, станкам, установкам, агрегатам, удобрениям и мелиорантам, поставляемым сельскому хозяйству:

1) наименование и классификационные группировки машин, оборудова- ния, запчастей, удобрений, мелиорантов в соответствии с Общероссийским классификатором продукции;

2) характеристики основных свойств и особых условий применения, которые следует принимать во внимание при покупке и ремонте сельскохозяйственных и энергомашин и оборудования, организации транспортировки, хранения и внесения удобрений и мелиорантов в почву, и на которых консультанту ИКС необходимо акцентировать внимание сельского товаропроизводителя;

3) адресные реквизиты основных производителей тракторов, комбайнов и других машин и оборудования, запасных частей, удобрений и мелиорантов и информацию о ценах на выпускаемую ими продукцию на указанную дату;

- предназначены для информационного сопровождения специалиста-консультанта, товаропроизводителя при контактах с представителями служб агросервиса, при принятии управленческого решения о приобретении оборудования или удобрений, при анализе вариантов технологий их применения и т.п.

Информация, представленная в базах данных позволяет:

- оценить пригодность:

1) энерго- и сельскохозяйственных машин и оборудования в отраслях растениеводства, животноводства, переработки продукции, сервиса;

2) удобрений – для определенных операций в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур;

- найти сведения о изготовителях той или иной продукции и получить сравнительную информацию о ценах и условиях ее приобретения;

- выполнить, используя диалоговые экранные формы, последовательный переход к требуемым данным по определенным критериям (класс, вид техники, производительность; класс, вид, группа удобрения, диапазон содержания питательных веществ, регион производства, цена).

Наряду с перечисленными достоинствами, указанные базы данных имеют существенный недостаток: для их публикации разработчиками был выбран формат HTML (HyperText Markup Language – язык разметки гипертекста, предназначенный для описания структуры документа и размещения в нем гипертекстовых ссылок, графических и мультимедийных объектов), что затрудняет выполнение стандартных операций по модификации и актуализации данных (ввод, редактирование, сортировку данных, изменение структуры таблиц), и снижает эффект внедрения подобных разработок.

Поскольку далеко не с каждой информационно-поисковой системой может работать человек без специальной подготовки, в структуре районных (региональных) информационно-консультационных центров (ИКЦ) может быть предусмотрена должность для специалиста, помогающего при работе с подобными системами и ответственного за регулярность обновления данных (информационного специалиста).

Приведенные примеры показывают основные свойства информационно-поисковых систем. Предполагается, что роль пользователей в формировании массивов данных для таких систем достаточно пассивна. Как правило, они осуществляют поиск данных, подготовленных без их участия (см. рис. 9.1).

Рис. 9.1. Взаимодействие пользователей с информационно-поисковыми системами.

Второй тип современных информационных технологий предполагает активную обратную связь пользователей с компьютерной системой не только на стадии поиска информации, но и при формировании содержания баз данных для последующей обработки.

Первым типичным примером подобной технологии может служить любая управленческая информационная система, включающая учет ресурсов, хозяйственных операций, расчеты, формирование выходных документов. Пользователи регистрируют новую информацию с помощью, например, специальных диалоговых окон системы, накапливают данные в течение определенного периода, при необходимости корректируют ошибочно воспринятую информацию, управляют процессом расчетов и вывода результатов обработки данных. На основе полученных выходных документов принимаются управленческие решения. Например, в крупном хозяйстве на основе учета отработанного времени и объема выработки может быть принято решение о размере заработной платы каждого работника за конкретный период. В фермерском хозяйстве подобным же образом на основе регистрации затрат могут быть подготовлены документы для налоговых органов.

Другой пример: в системе кормления сельскохозяйственных животных и птицы важным мероприятием является расчет рационов, кормосмесей и приведение их состава и питательности в соответствие с нормами потребности по большому количеству нормируемых показателей, учитывающих зоотехнические и экономические требования.

Коллективом специалистов МСХА им. К.А. Тимирязева, ВИЖ и главного вычислительного центра МСХ РФ подготовлены таблицы баз данных по химическому составу кормов и нормам кормления сельскохозяйственных животных и прикладное программное обеспечение для оптимизации и анализа рационов сельскохозяйственных животных и кормовых смесей для птицы, получившее название «Оптимизация и анализ рационов сельскохозяйственных животных».

Цель использования данного комплекса заключается в углубленном изучении практических аспектов расчета норм кормления животных, применения современных методик оптимального планирования суточных рационов и рецептов комбикормов, подготовки исходных данных и оценки результатов расчета и анализа эффективности рационов.

В качестве основных задач применения комплекса выделим следующие:

- познакомить студентов (специалистов), используя режим выполнения соответствующих упражнений, со структурой и взаимосвязями разнообразных документов, содержащих учетно-оперативную и нормативно-справочную информацию для подготовки и выполнения расчетов норм кормления, оптимальных рационов с использованием различных критериев, потенциальной продуктивности животных и потерь, связанных с дисбалансом элементов питания в рационе;

- обеспечить приобретение студентами (специалистами) практических навыков в работе с комплексом в различных режимах: изучения тем под руководством преподавателя в реальном масштабе времени и асинхронно, самообучения, проверки знаний.

При изучении комплекса рекомендуется, в качестве обязательных, рассмотреть следующие темы:

1. Расчет суточных норм кормления сельскохозяйственных животных;

2. Моделирование рационов с использованием критерия минимальной стоимости сбалансированного рациона с учетом условий;

3. Моделирование рационов с использованием критерия максимальной экономической эффективности с учетом стоимости продукции и потерь, вызванных несбалансированностью рационов;

4. Моделирование рационов с использованием критерия максимальной сбалансированности элементов питания;

5. Оценка сбалансированности рационов и потерь от дисбалансов;

6. Актуализация справочников.

Создаваемая в России информационно-консультационная служба призвана содействовать распространению таких систем, обеспечивать грамотное ведение учета и анализа использования ресурсов на собственной компьютерной базе одновременно для многих хозяйств (особенно мелких). Для крупных хозяйств, где ежедневно регистрируются десятки и сотни хозяйственных операций, ИКС должна обеспечивать поддержку систем, работающих на местах.

Вторым важным примером систем обратной связи может служить система сбора данных от клиентов ИКС района или области. Регистрация и последующая обработка поступивших данных с целью информирования клиентов об общем положении дел в отрасли и регионе практикуется ИКС различных стран.

В этом случае база данных для обработки и получения результатов, интересных множеству клиентов ИКС, формируется на основе данных, поступивших от них же (см. рис. 9.2). Безусловно, такая система должна гарантировать конфиденциальность первичной информации, возможность доступа только к результатам, а не к исходным данным, представляющим, как правило, коммерческую тайну товаропроизводителя.

Рис. 9.2. Взаимодействие пользователей с управленческими информационными системами и другими аналогичными системами обратной связи.

Следует заметить, что как первый, так и второй тип систем в основном оставляют решение наиболее серьезных вопросов полностью за получателем результатов поиска и/или обработки информации. Следующий тип информационных технологий предполагает выдачу пользователю определенных советов (рекомендаций).

Системы поддержки решений, экспертные или советующие системы строятся на основе баз знаний, которые, как правило, ориентированы на некоторую модель. Среди моделей преобладают такие, которые обобщают некоторый опыт или знания по типу "Если..„ то...". Например, "если температура в помещении ниже 16°С, то включить обогрев", или "если наблюдается снижение оплодотворяемости, то возможен избыток протеина в кормах". Для многих случаев подобные системы позволяют на основе формализации знаний подготовить вполне приемлемые решения или резко ограничить круг поиска решений возникающих проблем.

Если под базой данных понимаются предметные знания (характеристики конкретных предметных областей), то система баз знаний определяется:

- в зарубежной литературе, как система базирующаяся на знаниях;

- в русскоязычной литературе системе баз знаний, как правило, ставится в соответствие система искусственного интеллекта. В настоящее время под термин искусственный интеллектпопадают различные системы (экспертные системы, интеллектуальные системы проектирования научных исследований, интеллектуальные информационно-поисковые системы, обучающие системы, расчетно-логические системы и др.).

Экспертные системы, позволяют выявлять, накапливать и корректировать знания из различных областей и на основе этих знаний формировать решения, которые считаются если не оптимальными, то достаточно эффективными. Это можно с успехом применять в обучении, консультировании, планировании и анализе данных, в том числе и на основе статистических методов, например, интерпретации данных аэрофотосъемки и получении рекомендаций по уходу за посевами, и т.п.

Термин знание определяет совокупность сведений, образующих целостное описание, соответствующее определенному уровню осведомленности о проблеме. Основное отличие знаний от данных в том, что последние описывают лишь конкретное состояние объектов или группы объектов в текущий момент времени, а знания кроме данных содержат сведения о том, как оперировать этими данными.

В базе знаний экспертной системы знания должны быть структурированы и описаны терминами одной из моделей знаний. Обычно используется одна из стандартных моделей знаний (продукционная, логическая, фреймовая, реляционная). Выбор модели знаний - это наиболее ответственный этап, так как тип формального описания знаний оказывает существенное влияние на конечные характеристики и свойства экспертной системы.

Аналогично с большим успехом могут применяться системы, построенные на основе оптимизационных, корреляционно-регрессионных и имитационных моделей. Однако во всех случаях имеется проблема адекватности (соответствия) применяемой модели по отношению к реально существующему объекту моделирования. Упрощения, допущенные при разработке модели чреваты выдачей ошибочных или слишком примитивных рекомендаций, которые не учитывают реалий (например, включить в рацион 0,005 кг сена многолетних трав, арендовать трактор на 1,35 дня).

Специалисты ИКС должны не только выступать в качестве наиболее грамотных пользователей таких систем и оказывать помощь обычным пользователям (своим клиентам), но и, обобщая богатый накапливаемый в службе опыт, содействовать разработке и совершенствованию программных комплексов, подобных системе оптимизации рационов кормления животных. В настоящее время взаимодействие большинства пользователей баз знаний и экспертных систем практически невозможно без посредничества специалистов ИКС (см. рис. 9.3).

Рис. 9.3. Взаимодействие пользователей с экспертными системами (системами знаний).

Одним из важнейших направлений развития информационных технологий в настоящее время становится создание открытых и распределенных информационных систем, последовательный отказ большинства государственных и коммерческих организаций (в первую очередь, средних и крупных) от использования ПК автономно, вне компьютерных сетей.

В частности, все три ранее рассмотренные типа информационных технологий могут быть еще более эффективными в том случае, когда их применение подразумевает работу в локальных вычислительных или глобальных сетях. Например, обновление баз данных и баз знаний может производиться автоматически и не требовать усилий рядовых пользователей, если их компьютеры подключены через сеть к компьютерам ИКС. Однако и на автономно работающем компьютере, в ряде случаев, могут быть получены практически те же результаты, если необходимые данные будут своевременно переданы на обычной дискете.

Четвертый, последний из рассматриваемых, тип информационных технологий уже в самом названии (сетевые системы) предполагает обязательное взаимодействие с другими людьми через компьютерную сеть. В простейшем случае это может быть локальная сеть, работающая в пределах организации (например, управленческая информационная система агрофирмы). Однако в большинстве случаев термин "сетевые системы" используется тогда, когда речь идет о работе в глобальных сетях типа Internet.

В нашей стране развитие информационной инфраструктуры – область достаточно новая и очень быстро развивающаяся. Ведется широкомасштабное оснащение вычислительной техникой самых разных предприятий и организаций. Внедряются разнообразные технические средства, в том числе персональные и мультипроцессорные компьютеры, отличающиеся высоким быстродействием, возможностью использования их в качестве концентраторов и диспетчеров систем обработки информации.

Создаются условия для свободного доступа потребителей к хранимой в системах информации благодаря организации специализированных рабочих мест локальных вычислительных систем и многоуровневых разветвленных вычислительных сетей. Таким образом, "материальную" основу инфраструктуры создают аппаратные, программные и телекоммуникационные средства, а также специально прокладываемые в последние годы новые волоконно-оптические линии связи. Кроме новейших наземных, все более актуальным становится использование в информационных технологиях спутниковых сетевых систем.

В результате дальнейшего развития инфраструктуры должны быть созданы реальные условия для функционирования на предприятиях, в банках, финансовых, коммерческих организациях автоматизированных офисов, имеющих выход в глобальные сети. К числу таких организаций относятся и центры ИКС регионального и районного уровня.

Очевидно, большинство клиентов ИКС в ближайшем будущем еще не будут иметь подобных возможностей и соответственно смогут воспользоваться услугами Internet только через ИКЦ. Таким образом, сотрудники ИКС как и в случае экспертных систем обязаны будут оказывать помощь сельским товаропроизводителям в обеспечении доступа к глобальной информации.

Однако, не следует забывать о том, что новые знания должны быть доступны и освоены в первую очередь самой службой. В этом отношении сотрудники ИКС выступают как типичные пользователи и должны уметь находить нужную информацию непосредственно для себя.

Компьютерной сетью называется совокупность связанных коммуникационными каналами компьютеров и периферийных устройств (принтеров, дисковых устройств и т.п.), обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети: аппаратных, программных и информационных.

В общем случае, для создания компьютерных сетей необходимо специальное техническое (сетевое оборудование) и программное обеспечение (сетевые программные средства).

Основная задача компьютерной сети – поддержка удобного и надежного доступа пользователей к распределенным общесетевым ресурсам и организация их совместного использования при защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение надежных средств передачи данных между пользователями сети.

В начале 1980-х годов ряд международных организаций по стандартизации – Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization – ISO), Международный союз электросвязи (International Telecommunications Union – TTU) и некоторые другие – разработали модель взаимодействия открытых систем – модель OS1 (Open System Interconnection), которая определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

Концепция разработки открытых систем опирается на принцип независимости от конкретного производителя в рамках международной стандартизации аппаратных и программных интерфейсов. Иными словами, потребитель, приобретая отдельные изделия производителя, соблюдающего стандарты и соглашения открытых систем, не становится автоматически его вечным клиентом и может продолжить модернизацию своей системы путем приобретения продуктов любого другого производителя из числа придерживающихся стандартов. Технологии и стандарты открытых систем обеспечивают возможность производства программных продуктов со свойствами мобильности и интероперабельности. Свойство мобильности означает сравнительную простоту переноса программной системы в широком спектре аппаратно-программных средств, соответствующих стандартам. Интероперабельность означает упрощение комплексирования новых программных систем на основе использования готовых ком­понентов со стандартными интерфейсами.

Преимуществом для пользователей является то, что они могут последовательно наращивать вычислительные, информационные и другие компоненты системы.

Технология взаимодействия компьютеров в сети определяется так называемой моделью, или системной архитектурой «клиент-сервер», в соответствии с которой каждому участнику сетевого обмена данными делегируются определенные права и функции. При этом одни компьютеры оснащаются усиленными ресурсами совместного использования (в виде устройств, систем), другие получают возможность использовать эти разделяемые ресурсы.

Компонент сети, обслуживающий запросы к разделяемому информационно-вычислительному ресурсу, называют сервером данного ресурса. Компонент, пользующийся разделяемым ресурсом, носит название клиента. Каждый конкретный сервер определяется видом того ресурса, которым он владеет.

Примерами серверов могут служить:

- файловый сервер, обслуживающий доступ к разделяемой файловой системе и поддерживающий общее хранилище файлов для всех рабочих станций;

- сервер печати, обслуживающий запросы клиентов, связанные с выводом данных на печатающее устройство;

- сервер телекоммуникаций, обеспечивающий услуги по связи данной сети с другими сетями, или узлами;

- вычислительный сервер, дающий возможность производить вычисления, которые невозможно выполнить на рабочих станциях;

- дисковый сервер, обладающий ресурсами внешних запоминающих устройств (на компакт-дисках, магнитооптике и др.) и предоставляющий их в использование рабочим станциями и, возможно, другим серверам;

- сервер баз данных на основе СУБД, принимающий запросы по сети и возвращающий результаты.

Таким образом, система разбивается на две части, которые могут выполняться в разных узлах сети: клиентскую и серверную. Прикладная программа или конечный пользователь взаимодействуют с клиентской частью системы, которая в простейшем случае обеспечивает сетевой интерфейс. Клиентская часть системы при потребности обращается по сети к серверной части. Данный принцип распространяется и на взаимодействие программ: программа, обслуживающая запросы на предоставление доступа к разделяемым ресурсам, называется сервером, программа пользующаяся подобными услугами, называется клиентом. В сетевых прикладных программах часть функций может быть реализована в модуле-клиенте, часть – в модуле-сервере.

Применительно к СУБД архитектура "клиент-сервер" обеспечивает решение проблемы коллективного доступа к базам данных и их актуализацию в компьютерной сети. В данном случае технология "клиент-сервер" предусматривает разделение системы на две части – приложение-клиент и сервер базы данных, обеспечивает совмещение централизованного администрирования, безопасности, надежности с относительно невысокой стоимостью и возможностью распределенной обработки данных. Кроме того, архитектура "клиент-сервер" значительно повышает устойчивость работы клиентских приложений в силу того, что функции проверки целостности данных делегированы серверу и ошибки эксплуатации клиентских приложений не вызывают потерь или искажения баз данных.

В современной ИКС, как правило, одна база данных (из тех о которых шла речь ранее) целиком хранится в одном узле сети и поддерживается одним сервером. Особенно эффективны современные серверы баз данных в обслуживании распределенных баз данных.

Темпы формирования ИКС и широкомасштабного оснащения ее вычислительной техникой остро ставят вопрос о подготовке кадров, имеющих профессиональные знания в области эффективного использования информационных и телекоммуникационных ресурсов. Это не менее важная составляющая информационной инфраструктуры.

Повышенные требования к умению работать в условиях новых технологий предъявляются и к специалистам сельскохозяйственных предприятий, работающим в разных областях управленческой, производственно-хозяйственной, финансово-кредитной и других видах деятельности, и являющимся конечными пользователями компьютерных информационных систем и потенциальными клиентами ИКС. Они должны умело, со знанием предмета работать со всем многообразием необходимой в их профессиональной деятельности информации, предоставляемой юридическими и правительственными органами, отраслевыми ведомствами, научно-исследовательскими институтами и университетами, издательствами и библиотеками, при необходимости использовать электронные конференции и электронную почту как наиболее дешевый вид связи.

В этих вопросах перед информационно-консультационной службой стоит большой объем работ просветительского характера, поскольку основная часть клиентов и потенциальных потребителей информации, циркулирующей в глобальных сетях, не подозревает об этих возможностях и использует значительно менее эффективные традиционные методы поиска данных по интересующим их вопросам и информирования партнеров о своих возможностях и потребностях.

В рамках проекта АРИС была создана система сбора и распространения данных о ценах на сельскохозяйственную продукцию по регионам России. С одной стороны, эта система реализует технологию второго типа, поскольку ее клиенты сами формируют значительную часть базы данных, сообщая цены по своим регионам. С другой стороны, указанная система реализует технологию четвертого типа, поскольку работает на основе глобальной сети и пользователи не только посылают свои данные, но и получают информацию о ситуации в соседних регионах и в целом по стране. При этом им становится доступной не только чисто внутренняя информация, но и информация о международных рынках, о ценах на импортируемую аналогичную продукцию и т.п. Соответственно, на основе столь обширных данных есть возможность принимать более обоснованные как тактические, так и стратегические решения по вопросам производства и реализации продукции.

Схема взаимодействия потенциальных пользователей с сетевыми системами через ИКС показана на рис. 9.4.

Рис. 9.4. Взаимодействие пользователей с сетевыми системами.

Подводя итог, можно отметить, что современные информационные технологии могут с успехом применяться в рамках ИКС лишь в том случае, когда специалисты по их использованию будут не только знать предоставляемые дополнительные возможности, но и не забывать о проблемах, связанных с этим (см. табл. 9.2, последняя строка).

Кроме того, далеко не всегда применение новых возможностей приводит к лучшему результату по сравнению с традиционными подходами к решению проблем.

В связи с этим напомним, что и обычное грамотное применение электронно-вычислительной техники для решения актуальных задач, хотя и не попадает в число новейших информационных технологий, все-таки сохраняет свою полезность, в том числе и в рамках информационно-консультационной деятельности (например, использование электронных таблиц для экспресс-анализа финансового состояния предприятий или для анализа валового дохода, при расчетах по бизнеспланированию и т.п.).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: