Концептуальный уровень ИТ

При производстве информационного продукта исходный информационный ресурс в соответствии с поставленной задачей подвергается в определенной последовательности различным преобразованиям, динамика которых отображается в информационных процессах. В результате информация может изменить и содержание, и форму представления, причем как в пространстве, так и во времени.

Фазы преобразования информации в информационной технологии достаточно многочисленны, и простое их перечисление может привести к потере ощущения целостности технологической системы (за деревьями не увидеть леса). Однако если провести структуризацию технологии, выделив такие крупные структуры, как процессы и процедуры, то концептуальная модель базовой информационной технологии может быть представлена схемой, показанной на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Концептуальная модель базовой информационной технологии

На этой схеме в левой части даны блоки информационных процессов, в правой – блоки процедур. Блок в виде прямоугольника изображает процесс или процедуру, в которой преобладают ручные операции. Овальная форма блоков соответствует автоматическим операциям, производимым с помощью технических средств (ЭВМ и средств передачи данных). В верхней части схемы информационные процессы и процедуры осуществляют преобразование информации, имеющей ярко выраженное смысловое содержание.

Синтаксический аспект информации находится здесь на втором плане. В этом случае говорят о преобразовании собственно информации. В нижней части схемы производится преобразование данных, т.е. информации, представленной в машинном виде.

Технология переработки информации начинается с формирования информационного ресурса, который после определенных целенаправленных преобразований должен превратиться в информационный продукт. Формирование информационного ресурса (получение исходной информации) начинается с процесса сбора информации, которая должна в информационном плане отразить предметную область, т.е. объект управления или исследования (его характеристики, параметры, состояние и т.п.). Собранная информация для ее оценки (полнота, непротиворечивость, достоверность и т.д.) и последующих преобразований должна быть соответствующим образом подготовлена (например, структурирована в виде таблиц).

После подготовки информация может быть передана для дальнейшего преобразования традиционными способами (с помощью телефона, почты, курьера и т.п.), а может быть подвергнута сразу процессу преобразования в машинные данные, т.е. процессу ввода. Процессы сбора, подготовки и ввода в информационной технологии организационно-экономических систем по своей реализации являются в основном ручными (кроме процесса подготовки, который частично может быть автоматизированным).

Следующие за вводом информационные процессы уже производят преобразование данных в соответствии с поставленной задачей. Эти процессы протекают в ЭВМ (или организуются ЭВМ) под управлением различных программ, которые и позволяют так организовать данные, что после вывода пользователю из ЭВМ результат обработки представляет собой наполненную смыслом информацию о решении поставленной задачи.

При преобразованиях данных можно выделить четыре основных информационных процесса и соответствующие им процедуры. Это процессы обработки, обмена между взаимосвязанными системами и подсистемами, накопления данных; получение и представление знаний.

Процесс обработки данных связан с преобразованием значений и структур данных, а также их преобразованием в форму, удобную для человеческого восприятия, т.е. отображением. Отображенные данные – это уже информация. Процедуры отображения переводят данные из цифровых кодов в изображение (текстовое, табличное, графическое) или звук. Процедуры преобразования данных осуществляются по определенным алгоритмам и реализуются в ЭВМ с помощью набора машинных операций. Процедура представления подготавливает данные для использования в других системах в форме, необходимой для дальнейшей обработки, но не для восприятия человеком, поэтому эта процедура работает с данными, а не с информацией.

Информационный процесс обмена предполагает обмен данными между процессами информационной технологии. Из рис.2.1 видно, что процесс обмена связан взаимными потоками данных со всеми информационными процессами на уровне переработки данных. При обмене данными можно выделить два основных типа процедур – процедуры передачи данных по каналам связи и сетевые процедуры, позволяющие осуществить организацию вычислительной сети. Процедуры передачи данных реализуются с помощью операции кодирования-декодирования, модуляции-демодуляции, согласования и усиления сигналов. Процедуры организации сети включают в себя в качестве основных операции по коммутации и маршрутизации потоков данных (трафика) в вычислительной сети. Процесс обмена позволяет, с одной стороны, передавать данные между источником и получателем информации, а с другой – объединять информацию многих ее источников.

Процесс накопления позволяет так преобразовать информацию в форме данных, что удается ее длительное время хранить, постоянно обновляя, и при необходимости оперативно извлекать в заданном объеме и по заданным признакам. Процедуры процесса накопления, таким образом, состоят в организации хранения и актуализации данных. Хранение предполагает создание такой структуры расположения данных в памяти ЭВМ, которая позволила бы быстро и неизбыточно (с точки зрения дублирования данных) накапливать данные по заданным признакам и не менее быстро осуществлять их поиск.

В настоящее время ЭВМ имеет два основных вида запоминающих устройств: оперативные (электронные) и внешние (на магнитных и оптических дисках). Их физическая природа и устройство различны, поэтому различаются и возможности по организации структур хранения данных. Можно выделить операции по организации хранения и поиска данных в оперативной и внешней памяти ЭВМ. В процессе накопления данных важной процедурой является их актуализация. Под актуализацией понимается поддержание хранимых данных на уровне, соответствующем информационным потребностям решаемых задач в системе, где организована информационная технология. Актуализация данных осуществляется с помощью операций добавления новых данных к уже хранимым, корректировки (изменения значений или элементов структур) данных и их уничтожения, если данные устарели и уже не могут быть использованы при решении функциональных задач системы.

Наконец, процесс представления знаний включен в базовую информационную технологию как один из основных, поскольку высшим продуктом информационной технологии является знание. Формирование, получение знания как высшего информационного продукта до недавнего времени являлось прерогативой человека, в настоящее время могут использоваться экспертные методы или системы. Оказать помощь человеку при решении неформализуемых или трудно формализуемых задач может автоматизированный процесс представления знаний. В этом процессе объединяются процедуры формализации знаний, их накопления в формализованном виде и процедуры формальной генерации новых знаний на основе накопленных в соответствии с поставленной задачей. Вывод нового знания – это эквивалент решения задачи, которую не удается представить в формальном виде.

Таким образом, процесс представления знаний состоит из процедур получения формализованных знаний и процедур генерации (вывода) новых знаний из полученных. К сожалению, практическая реализация процесса представления знаний с помощью ЭВМ еще не достигла достаточно широкого применения в информационных технологиях. Это связано как с продолжающимися поисками форм представления знаний в теории искусственного интеллекта, так и с практическими трудностями при создании баз знаний. Тем не менее, развитие теории искусственного интеллекта продолжается, и процесс представления знаний занимает ключевое место в информационных технологиях.

В зависимости от решаемых задач информационной технологией удельный вес и взаимосвязь информационных процессов могут быть различны.

Лекция 4. Логический и физический уровни базовой ИТ

План лекции:

1. Логический уровень базовой ИТ.

2. Физический уровень базовой ИТ.

3. Преобразование информации в данные.