Современные информационные технологии

Данные. Информация. Знания

В окружающем нас пространстве постоянно идет обмен сведениями между людьми, между человеком и устройствами, а также обмен сигналами и признаками жизни в животном и растительном мире, между объектами живой и неживой природы. Все это сопровождается появлением сигналов, отражающих этот обмен. При взаимодействии сигналов с физическими телами в них возникают определенные изменения свойств — это явление называется регистрацией сигналов. В зависимости от физической среды сигналы могут быть механические, электрические, световые, звуковые и др. Они могут быть статические и динамические, непрерывные и дискретные. Изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать разными способами — при этом возникают и регистрируются новые сигналы, т. е. образуются данные, которые регистрируются какими-то способами.

Данные — информация о регистрируемом сигнале, представленная в виде, позволяющем хранить, передавать ее или обрабатывать как человеком, так и с помощью технических средств.

Информация (от лат. «Informatio» – разъяснение, изложение) — данные об объектах и явлениях, их параметрах, свойствах и состоянии.

Для описания и оценки информации используются ее основные свойства, такие как:

объективность — это свойство определяет, является ли информация объективной или субъективной, что часто зависит от методов получения информации

полнота — показывает, достаточно ли информации для принятия решений;
достоверность — показывает, не искажена ли информация в процессе передачи;
адекватность — показывает степень соответствия информации реальному состоянию дел;
доступность — показывает возможность получения информации;
aктуальность — показывает степень соответствия информации текущему моменту времени;
полезность — показывает уменьшение неопределенности сведений;
ценность — показывает ценность информации для различных потребителей.

Информация, как и любой другой ресурс, является объектом собственности. Знания могут быть лишь объектом владения. Усвоение информации не предполагает ее отчуждения, знания же, наоборот, неотчуждаемы, и любая их передача изменяет их первоначальные качества. Стоимость, переносимая информацией на производимый с ее использованием продукт, значительно выше издержек ее тиражирования, но лишь знания обладают свойством безграничного возрастания.

С точки зрения управления информацией можно выделить контролируемую и неконтролируемую информацию. Контролируемая информация является обязательной для использования при принятии решений, неконтролируемая — накапливающаяся в организации невостребованная информация. Причиной невостребованности информации могут быть различные факторы, например: отсутствие технических, кадровых, методических ресурсов, невозможность своевременного обновления данных и, как следствие, бесполезность усилий по обработке информации. Чем больше часть неконтролируемой информации, тем сложнее работать.

Знания — проверенный практикой или доказанный теоретически результат познания действительности, вернее, ее отображения в сознании человека. Знание — категория, отражающая передачу накопленного человеческого опыта от предков к потомкам.

Информационные технологии

Технология (от греч. слова «τέχνη», которое означает искусство, мастерство, умение, а также от греч. слова «λόγος», означающее знания, наука) — это совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы, осуществляемых в процессе производства продукции. Задача технологии как науки — выявление закономерностей в целях определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов.

Информационная технология или IT-технология (от англ. слова «Information Technology») — это 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 информационного ресурса, повышения их надежности и оперативности.

Цель IT-технологий — производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Можно выделить следующие уровни использования информационных технологий: глобальный, отраслевой и конкретный. Глобальные IT-технологии — модели, методы и средства, формализующие и позволяющие использовать информационные ресурсы общества. Отраслевые IT-технологии предназначены для решения задач, возникающих в определенной области человеческой деятельности. Конкретные IT-технологии представляют собой средства для решения конкретных задач, возникающих в деятельности человека.

По способу реализации можно выделить традиционные и компьютерные информационные технологии. Первый класс ориентирован главным образом на снижение трудоемкости получения результата пользователем выходной информации на конкретном уровне и включает в себя инженерные, научные и статистические расчеты, формирование регулярной отчетности предприятия, ведение разного рода журналов и т.п. Второй класс связан в первую очередь с информационным обеспечением процесса управления в режиме реального времени и чаще всего включает средства перехода на более высокие уровни.

По степени охвата выделяют информационные технологии рабочего места специалиста, информационные технологии управления предприятием или технологическим процессом, информационные технологии централизованного управления.

По классу реализуемых технологических операций компьютерные информационные технологии подразделяются: на работу с текстовым и табличным процессорами, графическими объектами, системы управления базами данных, гипертекстовые и мультимедийные системы.

По типу пользовательского интерфейса можно рассматривать компьютерные информационные технологии с точки зрения возможностей доступа пользователя к информационным и вычислительным ресурсам.

Информационные технологии могут включать в себя операции обработки различных данных: текста, графиков, таблиц, баз данных (БД), статистических, географических, видеоданных.

В зависимости от сложившихся в организации традиций применяются ИТ различной степени централизации. Централизованные технологии характеризуются тем, что хранение и обработка информации осуществляются в центре обработки информации средствами компьютера-сервера, работающего в сети. Используется общая (централизованная) БД. Серверы устанавливаются в отраслевых или территориальных вычислительных центрах (ВЦ), в организациях (на предприятиях) в специализированных службах — ВЦ, отделах автоматизации и пр. Децентрализованные технологии не используют общих (централизованных) БД, но автоматизированные рабочие места могут иметь средства информационного обмена с другими рабочими местами. Чаще всего используются комбинированные технологии. Для определенных задач рабочее место реализует централизованные технологии, для других — децентрализованные.

Информационные технологии реализуются в различных режимах:

Сетевой режим — режим, обеспечивающий обработку данных с использованием удаленных программных и технических средств. Возможен при наличии в организации ЛВС или выхода в глобальные сети. Доступны к реализации технологии централизованной и распределенной обработки данных.
Пакетный (фоновый) режим — режим, обеспечивающий обработку данных порциями без вмешательства извне. Реализуется в период, когда высвобождаются ресурсы вычислительной системы. В настоящее время часто используется в организациях (на предприятиях) для выполнения периодических работ, например формирования типовых сводок в конце периода. Существенным недостатком является большая продолжительность процедуры, поскольку операции по обработке данных выполняются через оператора.
Режим разделения времени — режим, обеспечивающий чередование различных процессов обработки данных в одном компьютере-сервере. Ресурсы выделяются разным пользователям циклично на короткие интервалы времени, при этом у пользователя создается впечатление, что вычислительная система занята решением только его задачи. Недостаток состоит в замедлении скорости выполнения операций при увеличении количества работающих. Несмотря на это, является основным режимом работы на ЭВМ при многопользовательском доступе.
Режим реального времени (онлайн) — режим, обеспечивающий обработку данных в соответствии с динамикой производственного процесса. Используется при контроле управления бизнес-процессами, работе операторов в транспортных и туристических агентствах, расчетах между клиентами банка, на предприятиях связи (тарификация разговоров в режиме реального времени), в информационных агентствах (получение новостей), метеорологических службах, консалтинговых фирмах. Системы реального времени сложны и дороги в эксплуатации.
Интерактивный режим — режим, обеспечивающий обработку данных в системах реального времени при условии вмешательства извне. Вмешательство оформляется в виде транзакций, осуществляющихся в очень короткое время. Примером является работа брокеров на биржах, программиста с базой данных, которую использует также оператор для работы с клиентами.
Диалоговый режим — режим, при котором происходит непосредственный и двухсторонний обмен информацией, командами или инструкциями между человеком и ЭВМ. Требует скорости обработки данных, не замедляющей действия пользователя. Примером являются операции по учету средств, поступающих от плательщиков коммунальных услуг, услуг связи и пр.
Режим реализации информационных технологий может быть комбинированным. Например, диалоговый режим может осуществляться как в сетевом, так и в несетевом варианте, как в режиме онлайн, так и в режиме офлайн.

Технология обработки данных

Наиболее разработанной и часто используемой является технология обработки данных. Она предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне исполнительской деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций. Может включать уровнинепосредственного исполнителя, подразделения, предприятия.

Основные компоненты IT-технологии обработки данных и их характеристики.

Сбор данных. Большая часть действий, выполняемых специалистами, в том числе инженерами, на предприятиях сопровождается соответствующими записями данных. Это могут быть разного рода регистрируемые документы (накладные, платежные поручения, заявки и т.п.), записи в журналах, периодическая отчетность.
Обработка данных. Для создания из поступающих данных информации, отражающей деятельность специалиста, используют следующие типовые операции:
- Классификация или группировка. Первичные данные обычно имеют вид кодов, состоящих из одного или нескольких символов. Эти коды, выражающие определенные признаки объектов, используются для идентификации и группировки записей.
- Сортировка, с помощью которой упорядочивается последовательность записей.
- Вычисления, включающие арифметические и логические операции. Эти операции, выполняемые над данными, дают возможность получать новые данные.
- Укрупнение или агрегирование, служащее для уменьшения количества данных и реализуемое в форме расчетов итоговых или средних значений.
Хранение данных. Многие данные на уровне операционной деятельности необходимо сохранять для последующего использования либо здесь же, либо на другом уровне. Для их хранения создаются базы данных.
Создание отчетов (документов). В информационной технологии обработки данных необходимо создавать документы для руководства и работников предприятия, а также для внешних партнеров. При этом документы могут создаваться как по запросу или в связи с проведенной операцией, так и периодически в конце каждого месяца, квартала или года.

Информационные технологии управления

Информационные технологии (ИТ) на различных уровнях управления социально-экономическим объектом (уровне предприятия, корпорации, города, региона, страны в целом) являются одним из направлений развития современной экономической и управленческой мысли. В основе ИТ лежат экономическая кибернетика, теория принятия решений, теория экономико-математического моделирования, теория управления организационными системами. Современный уровень развития технологий в целях реализации экономических проектов позволяет разрабатывать и внедрять интегрированные информационные системы. Но в большей степени это относится к производственной сфере, в том числе и к практике управления деятельностью предприятий. Уровень автоматизации деятельности органов государственного управления таков, что потребовал в конце ХХ в. создания специальных правительственных программ по информатизации государственного и муниципального управления. Качество управленческой деятельности на территории, зависящее от использования ИТ, оказывает на потребителя не меньшее влияние, чем качество производства.

Управление социально-экономическим развитием территории включает в себя решение двух основных относительно самостоятельных, но взаимосвязанных задач:

перспективного планирования и управления;
оперативного управления жизнедеятельностью территории.

В основе решения задач перспективного планирования развития территории лежит обобщенная информация об объектах и процессах, интегрированная на достаточно длительном временном интервале планирования (один год и более). Источниками информации в основном являются функциональные подразделения органов государственной власти и местного самоуправления. Анализ и обработка информации проводятся информационно-аналитическими подразделениями территориальных администраций и органами государственной статистики. Однако состав и структура социально-экономических показателей для управления территориальным образованием еще окончательно не определены. Разработка перечня показателей — достаточно сложная задача, требующая участия экономистов, специалистов функциональных подразделений администраций территориальных образований, а также первых лиц органов местного самоуправления.

Задачи оперативного управления базируются в основном на текущей информации о состоянии объектов и процессов, источником которой являются функционально ориентированные системы сбора и обработки информации, т.е. информационные системы ведомственного, отраслевого характера. Однако сбор и обработка такой информации затруднены в силу ведомственной разобщенности органов управления, находящихся и осуществляющих свою деятельность на территории района (города).

Общей основой информационного обеспечения задач управления территориальным образованием являются первичные информационные ресурсы территории, характеризующие территорию как объект управления со всеми ее природно-географическими,социально- демографическими, экономическими, инфраструктурными и иными характеристиками и особенностями. Информационное обеспечение органов управления формируется на основе создания системы мониторинга и анализа социально-экономических процессов на территории.

Система управления территорией представляет собой совокупность двух взаимодействующих компонентов: объекта управления и управляющей части. Объектами управления являются:

хозяйствующие субъекты различных ведомств и форм собственности, в том числе те, имущество которых принадлежит территории;
территориальные ресурсы: финансовые, трудовые, товарные, природные;
население территории.

К управляющей части системы управления территорией, в задачи которой входит выработка управленческих решений, относят руководящий состав всех уровней иерархии территориального образования: администрации территориальных образований, подразделений органов государственного управления (бюро технической инвентаризации, органы записи актов гражданского состояния (ЗАГС), управления здравоохранения и социальной защиты населения и пр.), а также органов управления предприятиями территориальной принадлежности. Для предприятий управляющая часть представлена руководящими работниками всех уровней организационной иерархии.

Ресурс, поступающий на вход в объект управления, и продукт на выходе могут иметь различную природу. Например, ресурсом могут быть технологии, кадры, договоры, законодательные акты и пр.; продуктом — новые строительные, транспортные, социальные объекты, продукция предприятий, обученные кадры, научно-технические разработки и пр. Под возмущением понимается нежелательное для системы управления действие, например природные и технические катаклизмы, изменения на финансовых и фондовых рынках и др.

Решения управляющая часть генерирует в виде распорядительной документации различного вида. Для принятия решений крайне важна информация о состоянии объекта управления. Информация должна быть полной, непротиворечивой и актуальной. Учитывая, что принятие решений часто происходит в условиях неопределенности, важно иметь возможность анализа информации и проигрывания нескольких сценариев развития событий.

Для автоматизированного управления информация имеет ключевое значение.

В целом информацию подразделяют по областям получения или использования: на политическую, экономическую, техническую, биологическую, химическую, физическую и т.д.; по назначению — на массовую и специальную. Часть информации, которая занесена на бумажный носитель, получила название документированной.

Отдельные документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других видах информационных систем) называются информационными ресурсами. К информационным ресурсам относят рукописные, печатные и электронные издания, содержащие нормативную, распорядительную, фактографическую, справочную, аналитическую и другую информацию по различным направлениям общественной деятельности (законодательство, политика,демография, социальная сфера, наука, техника, технология и т.д.).

Как итог теоретической и практической деятельности, анализа окружающих физических, химических, социально-экономических и прочих процессов и явлений, синтеза новых процессов на основе обработки информации возникают знания.

Технологии автоматизированного офиса

IT-технологии автоматизированного офиса — организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей других современных средств передачи и работы с информацией. В современных условиях находит все более широкое применение. IT-технологии в сфере организационно-экономического управления в настоящее время развиваются по следующим основным направлениям:

активизация роли специалистов управления (непрофессионалов в области вычислительной техники) в подготовке и решении задач экономического управления;
совершенствование систем интеллектуального интерфейса конечных пользователей различных уровней;
объединение информационно-вычислительных ресурсов с помощью вычислительных сетей различных уровней (от локальных, объединяющих пользователей в рамках одного подразделения организации до глобальных);
разработка комплексных мер обеспечения защиты информации (технических, организационных, программных, правовых и т.п.) от несанкционированного доступа.

Технология поддержки принятия решений

Главной особенностью информационной технологии поддержки принятия решений является качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой технологии, происходит в результате итерационного процесса , в котором участвуют:

система поддержки принятия решений (СППР) в роли вычислительного звена и объекта управления;
лица, принимающего решение, оценивающего полученный результат вычислений на компьютере.

Окончание итерационного процесса происходит по воле человека. В этом случае можно говорить о способности информационной системы совместно с пользователем создавать новую информацию для принятия решений.

Дополнительно к этой особенности информационной технологии поддержки принятия решений можно указать еще ряд ее отличительных характеристик:

ориентация на решение плохо структурированных (формализованных) задач;
сочетание традиционных методов доступа и обработки компьютерных данных с возможностями математических моделей и методами решения задач на их основе;
направленность на непрофессионального пользователя компьютера;
высокая адаптивность, обеспечивающая возможность приспосабливаться к особенностям имеющегося технического и программного обеспечения, а также требованиям пользователя.

Информационная технология поддержки принятия решений может использоваться на любом уровне управления. Кроме того, решения, принимаемые на различных уровнях управления, часто должны координироваться. Поэтому важной функцией и систем, и технологий является координация лиц, принимающих решения, как на разных уровнях управления, так и на одном уровне.

В состав системы поддержки принятия решений входят три главных компонента: база данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из системы управления базой данных (СУБД), системы управления базой моделей (СУБМ) и системы управления интерфейсом между пользователем и компьютером.

База данных играет в информационной технологии поддержки принятия решений важную роль. Данные могут использоваться непосредственно пользователем для расчетов при помощи математических моделей.

База моделей. Целью создания моделей являются описание и оптимизация некоторого объекта или процесса. Использование моделей обеспечивает проведение анализа в системах поддержки принятия решений. Модели, базируясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия правильных решений.

Существует множество типов моделей и способов их классификации, например, по цели использования, области возможных приложений, способу оценки переменных и т. п.

По цели использования модели подразделяются на оптимизационные, связанные с нахождением точек минимума или максимума некоторых показателей (например, управляющие часто хотят знать, какие их действия ведут к максимизации прибыли или минимизации затрат), и описательные, описывающие поведение некоторой системы и не предназначенные для целей управления (оптимизации).

По способу оценки модели классифицируются на детерминированные, использующие оценку переменных одним числом при конкретных значениях исходных данных, и стохастические, оценивающие переменные несколькими параметрами, так как исходные данные заданы вероятностными характеристиками.

Детерминированные модели более популярны, потому что они менее дорогие, их легче строить и использовать. К тому же часто с их помощью получается вполне достаточная информация для принятия решения.

По области возможных приложений модели разбиваются на специализированные, предназначенные для использования только одной системой, и универсальные - для использования несколькими системами.

Специализированные модели более дорогие, они обычно применяются для описания уникальных систем и обладают большей точностью.

В системах поддержки принятия решения база моделей состоит из стратегических, тактических и оперативных моделей, а также математических моделей в виде совокупности модельных блоков, модулей и процедур: используемых как элементы для их построения.

Стратегические модели используются на высших уровнях управления для установления целей организации, объемов ресурсов, необходимых для их достижения, а также политики приобретения и использования этих ресурсов. Они могут быть также полезны при выборе вариантов размещения предприятий, прогнозировании политики конкурентов и т.п. Для стратегических моделей характерны значительная широта охвата, множество переменных, представление данных в сжатой агрегированной форме. Часто эти данные базируются на внешних источниках и могут иметь субъективный характер. Горизонт планирования в стратегических моделях, как правило, измеряется в годах. Эти модели обычно детерминированные, описательные, специализированные для использования на одной определенной фирме.

Тактические модели применяются управляющими (менеджерами) среднего уровня для распределения и контроля использования имеющихся ресурсов. Среди возможных сфер их использования следует указать: финансовое планирование, планирование требований к работникам, планирование увеличения продаж, построение схем компоновки предприятий. Эти модели применимы обычно лишь к отдельным частям фирмы (например, к системе производства и сбыта) и могут также включать в себя агрегированные показатели. Временной горизонт, охватываемый тактическими моделями, - от одного месяца до двух лет. Здесь также могут потребоваться данные из внешних источников, но основное внимание при реализации данных моделей должно быть уделено внутренним данным фирмы. Обычно тактические модели реализуются как детерминированные, оптимизационные и универсальные.

Оперативные модели используются на низших уровнях управления для поддержки принятия оперативных решений с горизонтом, измеряемым днями и неделями. Возможные применения этих моделей включают в себя ведение дебиторских счетов и кредитных расчетов, календарное производственное планирование, управление запасами и т.д. Оперативные модели обычно используют для расчетов внутрифирменные данные. Они, как правило, детерминированные, оптимизационные и универсальные (т.е. могут быть использованы в различных организациях).

Математические модели состоят из совокупности модельных блоков, модулей и процедур, реализующих математические методы. Сюда могут входить процедуры линейного программирования, статистического анализа временных рядов, регрессионного анализа и т.п. - от простейших процедур до сложных ППП.

Экспертная система

Экспертная система (ЭС, Expert system) — предиктивная система, включающая в себя знания об определенной слабо структурированной и трудно формализуемой узкой предметной области и способная предлагать и объяснять пользователю разумные решения. Экспертная система состоит из базы знаний, механизма логического вывода и подсистемы объяснений. Экспертная система включает в себя большое число структурных составляющих меньшего размера.

Само название «Экспертные системы» подразумевает возможность замены эксперта-человека программным решением. Это позволяет предприятиям сокращать затраты на оплату труда специалистов, а самим специалистам обращаться при решении любых вопросов в рамках своей деятельности непосредственно к программе. Такие возможности сокращают время решения проблемы и позволяют молодым специалистам обучаться прямо на своем рабочем месте. Примером простейшей экспертной системы могут служить виртуальные «помощники» в пакетах ПО операционных систем компьютеров. Такие алгоритмы решения типовых вопросов избавляют разработчиков от излишней, непомерной и неоправданной нагрузки по общению с конечным пользователем.

Экспертные системы и системы искусственного интеллекта имеют основное отличие от систем обработки данных тем, что в них в основном используются символьный способ представления, символьный вывод и эвристический поиск решения. Экспертные системы предназначены для решения только сложных практических задач. По качеству и эффективности решения экспертные системы не должны уступать решениям эксперта-человека. Решения экспертных систем. могут быть объяснены пользователю на качественном уровне, то есть обладают прозрачностью. Прозрачность экспертных систем обеспечивается их способностью рассуждать о результатах своей работы и базах знаний. Важным свойством экспертных систем является и то, что они способны обучаться.

ЭС решают задачи:

интерпретации
предсказаний
диагностики
планирования
конструирования
контроля
отладки
инструктажа
управления

Такие задачи возникают в самых разных областях научных, деловых и промышленных областях. Программные средства, основанные на технологии экспертных систем, получили значительное распространение в мире. Важность экспертных систем состоит в следующем:

существенно расширяют круг практически значимых задач, решение которых приносит значительный экономический эффект
являются важнейшим средством сокращения длительности и, следовательно, высокой стоимости разработки сложных приложений
объединение технологии ЭС с технологией традиционного программирования добавляет новые качества к программным продуктам за счет обеспечения динамичной модификации приложений пользователем, а не программистом, большей «прозрачности» приложения, лучшей графики, интерфейса и взаимодействия.