Уровни информатики. Информационные модели

В информатике можно выделить три уровня. Физический (ниж­ний) уровень представляет собой средства вычислительной техники и техники связи. Их развитие оказывает решающее влияние на воз­можности и направление использования информатики, Логический (средний) уровень составляют информационные тех­нологии. Прикладной (верхний) уровень определяет идеологию применения информационных технологий для проектирования различных систем.

Для современного состояния информационных технологий необходим переход от информационного описания предметной области к представлению ее на уровне данных, осуще­ствляемый на основе декомпозиции, абстракции, агрегирования.

Декомпозиция — это разбиение системы (программы, задачи) на компоненты, объединение которых позволяет решить данную задачу.

Абстракция позволяет правильно выбрать нужные компоненты для декомпозиции. Абстракция представляет собой эффективный способ декомпозиции, осуществляемый посредством изменения списка декомпозиции: через пара­метризацию и через спецификацию.

Абстракция через параметризацию — выделение формальных параметров с возможностью их замены на фактические в различ­ных контекстах.

Абстракция через спецификацию позволяет абстрагироваться от внутренней структуры до уровня знания свойств внешних проявле­ний (результата).

Внешние связи — это связи различной природы данного компо­нента с окружением.

Требования (requires) — это условия, которые должны быть вы­полнены для правильного использования компонента.

Эффекты (effects) — это условия, которым удовлетворяют внеш­ние проявления (результаты) компонента.

С точки зрения конкретных приложений выделяют следующие виды абстракций:

• процедурную абстракцию (ПА);

• абстракцию данных (АД);

• абстракцию через итерацию (АИ).

Процедурная (функциональная) абстракция позволяет расши­рить возможности виртуальной машины новой операцией.

Абстракция данных состоит из набора объектов и набора операций, характеризующих поведение этих объектов.

Абстракция через итерацию дает возможность не рассматривать информацию, не имеющую прямого отношения к управляющему потоку или циклу.

При построении модели данных предметной области наряду с естественным процессом декомпозиции используется и агрегирова­ние.

Агрегирование — процесс объединения предметов в некоторую группу как в целях классификации, так и для обеспечения взаимо­действия компонентов информационной системы.

В настоящее время при проектировании информационных сис­тем используется два подхода: функционально-структурный и объ­ектно-ориентированный [40].

Функционально-структурный подход (структурный) использует принцип алгоритмической декомпозиции с выделением функцио­нальных элементов предметной области и установлением строгого порядка выполняемых действий. Недостатком данного способа яв­ляется неизбежность продвижения информации в одну сторону («вниз по течению»), что в случае ошибки при проектировании приводит к деформированию системы.