Energy
education

сайт для тех, кто хочет изучать энергетику

Информационные технологии

PC

Теория информации

Информация — сведения, воспринимаемые человеком и (или) специальными устройствами как отражение фактов материального или духовного мира в процессе коммуникации (ГОСТ 7.0-99).

1. Информационные технологии

Информационные технологии (ИТ – от англ. information technology, IT) – широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных, а также создания данных, в том числе, с применением вычислительной техники. В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии, при этом в широком понимании ИТ охватывают все области создания, передачи, хранения и восприятия информации, а не только компьютерные технологии.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, ИТ – это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.

Информационные технологии в узком смысле состоят из трёх взаимосвязанных частей – технических средств (hardware), программных средств (software), алгоритмических средств (brainware). В настоящее время 50% всех рабочих мест в мире поддерживается средствами обработки информации.

Основные черты современных ИТ:

  • компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам;
  • хранение больших объёмов информации на машинных носителях;
  • передача информации на значительные расстояния в ограниченное время, включая сигналы управления технологическими процессами.

Информационные технологии призваны, основываясь и рационально используя современные достижения в области компьютерной техники и иных высоких технологий, новейших средств коммуникации, программного обеспечения и практического опыта, решать задачи по эффективной организации информационного процесса для снижения затрат времени, труда, энергии и материальных ресурсов во всех сферах человеческой жизни и современного общества. Информационные технологии в виде информационных процессов взаимодействуют и часто составляющей частью входят в сферы услуг, области управления, промышленного производства, социальных процессов.

Информационный процесс.
Информационный процесс.

Информационный процесс – процесс получения, создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации.

В результате исполнения информационных процессов осуществляются информационные права и свободы, выполняются обязанности соответствующими структурами производить и вводить в обращение информацию, затрагивающую права и интересы граждан, а также решаются вопросы защиты личности, общества, государства от ложной информации и дезинформации, защиты информации и информационных ресурсов ограниченного доступа от несанкционированного доступа.

Информационные процессы:

  • Сбор информации – целенаправленное нахождение первичной информации (методы: наблюдение, измерение, опросы, анкетирование, тестирование и т.д.)
  • Поиск информации – нахождение нужной информации в информационных фондах (каталоги, справочники, поисковые системы и т.д.);
  • Обработка информации – исполнение совокупности спланированных действий над имеющийся информацией с целью получения новой (в настоящее время часто выполняется с использованием специализированного программного обеспечения);
  • Представление информации – превидение информации к форме, наиболее удобной для её использования (методы: сортировка, систематизация, подача в табличной или графической форме, презентация);
  • Хранение информации – обеспечение возможности воспользоваться найденной информацией в дальнейшем (важную роль играет систематизация информации и скорость доступа к нужной информации);
  • Передача информации – перемещение информации в пространстве от источника до потребителя;
  • Защита информации – введение определенных мер с целью предотвращения потери, повреждения или злоумышленного использования информации;
  • Использование информации – обоснованное принятие решений в разных видах человеческой деятельности.
Информация.
Информация.

В 1948 г. вышла знаменитая монография Н. Винера «Кибернетика», в которой был провозглашён тезис: «Информация – это информация, а не материя (вещество) и не энергия». Н. Винер определил информацию как обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе приспособления к нему наших чувств. Он же ввёл понятие «бит», характеризующее единицу информации.

Основными свойствами информации являются достоверность, полнота, актуальность, адекватность, доступность.

  • Достоверность информации – степень соответствия объективной реальности (как текущей, так и прошедшей) окружающего мира.
  • Полнота информации – степень ее достаточности для принятия решения.
  • Актуальность информации – это степень соответствия информации текущему моменту времени. Именно с актуальностью и полнотой связывают коммерческую ценность информации. Оперирование абсолютно достоверной и полностью адекватной, но устаревшей информацией может стать причиной принятия ошибочного решения. Многие современные системы шифрования данных не гарантируют абсолютной защиты, но обеспечивают необходимую задержку по времени, чтобы секретная информация потеряла свою актуальность и, соответственно, связанную с ней практическую ценность для злоумышленника.
  • Адекватность информации – степень соответствия информации, полученной потребителем, тому, что автор вложил в ее содержание.
  • Доступность информации – это мера возможности получить ту или иную информацию. На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность методов для их интерпретации. Таким образом, информация недоступна, если нет данных, или нет возможности их расшифровать.

Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые являются для нее основной средой, но очень важно различать эти понятия.

Информационная система является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства связи и т.д. Основная цель информационной системы – это организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на нее информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы.

Структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем. Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.

Информационная система.
Информационная система.

Информационное обеспечение – совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

Техническое обеспечение – комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.

Математическое обеспечение – совокупность математических методов, моделей, алгоритмов для реализации целей и задач информационной системы. К средствам математического обеспечения относятся: алгоритмы, средства моделирования процессов управления; типовые задачи управления; методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др. В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.

Программное обеспечение делится на общесистемное и специальное программное обеспечение.

К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.

Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ, реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

Организационное обеспечение – совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.

Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.

Эффективность работы всей системы, а также уровень автоматизации зависят от степени формализации решаемых задач. Более точное математическое описание задачи повышает возможности компьютерной обработки данных и уменьшает степень участия человека.

Различают три типа задач, для которых создаются информационные системы: структурированные (формализуемые), неструктурированные (неформализуемые) и частично структурированные.

Структурированная (формализуемая) задача – задача, где известны все ее элементы и взаимосвязи между ними. Удается выразить содержание в форме математической модели, имеющей точный алгоритм решения.

Неструктурированная (неформализуемая) задача – задача, в которой невозможно выделить элементы и установить между ними связи.

О большинстве задач можно сказать, что известна лишь часть их элементов и связей между ними. Такие задачи называются частично структурированными.

По признаку структурированности решаемы задач информационные системы можно разбить на два класса: ИС для структурированных задач; ИС для неструктурированных и частично структурированных задач.

Информационные системы, используемые для решения частично структурированных задач, подразделяются на два вида: ИС создающие управленческие отчеты и ориентированные главным образом на обработку данных (поиск, сортировку, агрегирование, фильтрацию) и ИС разрабатывающие альтернативы решений.

Информационные системы, создающие управленческие отчеты, обеспечивают информационную поддержку пользователя. Такого рода системы предоставляют человеку, принимающему решение, средства манипулирования данными.

Информационные системы, разрабатывающие альтернативы решений, могут быть модельными и экспертными.

Модельные информационные системы предоставляют пользователю математические, статические, финансовые и другие модели, использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решения. Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения информацию путем установления диалога с моделью в процессе ее исследования.

Экспертные информационные системы обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив пользователем за счет создания экспертных систем, связанных с обработкой знаний.

Экспертная поддержка принимаемых пользователем решений реализуется на двух уровнях. Работа первого уровня экспертной поддержки исходит из концепции «типовых управленческих решений», в соответствии с которой, часто возникающие в процессе управления проблемные ситуации можно свести к некоторым однородным классам управленческих решений, то есть к некоторому типовому набору альтернатив. Для реализации экспертной поддержки на этом уровне создается информационный фонд хранения и анализа типовых альтернатив. Если возникшая проблемная ситуация не ассоциируется с имеющимися классами типовых альтернатив, в работу должен вступать второй уровень экспертной поддержки управленческих решений. Этот уровень генерирует альтернативы на базе имеющихся в информационном фонде данных, правил преобразования и процедур оценки синтезированных альтернатив.

Информационные системы.
Информационные системы.

В зависимости от степени автоматизации информационные системы можно разделить на три группы: ручные, автоматизированные и автоматические.

  • Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств обработки информации и выполнением всех операций человеком.
  • Автоматические ИС выполняют все операции по обработке информации без участия человека.
  • Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль отводится компьютеру.
Информационные системы.
Информационные системы.

Автоматизированные информационные системы могут различаться по характеру используемой информации.

Информационно-поисковые системы производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных.

Информационная система ТЭК.
Информационная система ТЭК.

Информационно-решающие системы осуществляют все операции обработки информации по определенному алгоритму. Такие системы можно дополнительно разделить на два класса: управляющие и советующие.

Также, автоматизированные информационные системы могут иметь различную сферу применения.

ИС организационного управления предназначены для автоматизации функций управленческого персонала. К этому классу относятся информационные системы управления, как промышленными фирмами, например тепловыми электростанциями, так и непромышленными объектами.

Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование; оперативный учет и анализ; перспективное и оперативное планирование; бухгалтерский учет; управление сбытом и снабжением и другие экономические и организационные задачи.

ИС управления технологическими процессами (ТП) служат для автоматизации функций производственного персонала. Они широко используются при организации технологического процесса в энергетической промышленности.

Щит управления ТЭС.
Щит управления ТЭС.
Пример интерфейса ИС управления ТЭС.
Пример интерфейса ИС управления ТЭС.

ИС автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов при создании новой техники или технологии. Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчеты, создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание проектной документации, моделирование проектируемых объектов.

Проектирование ступени турбины.
Проектирование ступени турбины.

Интегрированные (корпоративные) ИС используются для автоматизации всех функций фирмы и охватывают весь цикл работ от проектирования до сбыта продукции. Создание таких систем весьма затруднительно, поскольку требует системного подхода с позиций главной цели, например – получения прибыли, завоевания рынка сбыта и так далее.

Такой подход может привести к существенным изменениям в самой структуре фирмы, на что готов решиться не каждый управляющий.