Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ (начальные понятия)

Раков В И,

Лекция 22. Опыт в информационной технологии

Исследование роли опыта позволяет утверждать, что опыт человека может поставить под сомнение многие обстоятельства, породив множество сложных ситуаций и в процессах функционирования сложной системы, и в процессах управления на соответствующих элементах структуры, и в восприятии среды обитания, и в адекватности (правильности, соответствии) и, наконец, в самом полученном опыте. Очевидно, в свою очередь, всё это может привести к важным заключениям по поводу:

– несоответствия организационной структуры структуре сложного объекта,

– несоответствия структуры сложного объекта «структуре» локально организованной среды,

– несоответствия организационной структуры «структуре» локально организованной среды,

– несоответствия структуры сложной системы самой себе, то есть своему предназначению, своему смыслу деятельности и т.д.

В общем, можно говорить о том, что в формировании существа методологических основ системного анализа процессам изучения опыта отводится ключевая роль.

Поскольку жизнедеятельность сложной системы в конечном итоге подконтрольна некоему мысленному «плану» человека как её создателю, то он всегда является и «истиной в последней инстанции», то есть организатором по разрешению любых сложных вопросов её функционирования.

Организаторская функция человека во многом обуславливается факторами среды, влияющими на функционирование системы. Наиболее важной формой выражения такой обусловленности является процесс формирования соответствующего целеположения человека, ориентирующего и направляющего его, прежде всего, на:

– восприятие от внешней среды новых знаний, как реакции на воздействия локально организованного объекта (сложной системы),

– пополнение и уточнение этих знаний в требуемой временной и пространственной организованности и установление методологических границ по использованию этих знаний для регулирования деятельности сложной системы,

– проведение экспертных оценок полученных знаний по степени узнаваемости (близости) и степени аналогичности реакций среды.

Поскольку замечено, что систематически проводимые «экспертные мероприятия» в значительной мере способствуют успешному функционированию промышленного предприятия, эти мероприятия занимают важное место в подготовке и организации производства. Однако главной составляющей успеха экспертных технологий изначально является наличие человека или коллектива, обладающего «адекватным» объемом реальных знаний об управлении конкретным объектом.

Реальность знаний проявляется, прежде всего, в форме реализованной способности:

– выделения существенно важных сведений об объекте и процессе управления,

– систематизации выделенных сведений,

– создания совокупности сведений в их определенной организованности для их сохранения,

– воспроизведения запомненного материала (сохраненных сведений) как опыта управления в конкретных производственных обстоятельствах,

– расширения опыта сведениями текущей деятельности.

Опыт многообразен в своей содержательности и возможностях его накопления: опыт оперативного управления, опыт контроля, опыт учета и планирования, опыт анализа текущих обстоятельств и опыт организации процессов принятия решений во внештатных ситуациях, опыт выделения составов регулируемых и управляющих параметров, опыт создания стратегий и языков формирования моделей, опыт создания моделей среды и объекта управления, опыт создания моделей настоящего по моделям прошлого, опыт организации диалога в меняющихся условиях внешней среды и т.д.

Опыт полезен для ориентации в текущих обстоятельствах. Опыт необходим для успешного управления в аварийных ситуациях и для построения превентивных оценок. Опыт бесценен при организации процессов обучения.

Бесспорно, что опыт – это знания и навыки прошлой деятельности. Опыт – это собирательный образ мыследеятельности и инстинкта человека:

– в условиях повторяющихся состояний, событий и ситуаций, а также в условиях системного единообразия цикличности производства,

– в условиях однообразия человеческой деятельности в её ретроспективности и в условиях многообразия закономерностей реального мира.

Несомненно, представления о том, что всё повторяется, всё циклично, всё развивается «по спирали», само существование памяти и факт потребности её использования, – всё это небеспочвенный концептуальный взгляд человека на своё бытие на основе своего же опыта существования. Возможно, такие представления связаны с тем, что наше пространство имеет меньшее число координат, чем внешняя среда. Возможно, среда не знает повторений и циклов, её материальные и энергетические воздействия всегда новы, всегда информативны. Но они представляются проекциями на наше пространство и в этих проекциях наблюдается повторяемость, закономерность и цикличность. Возможно, повторяемость состояний, событий и ситуаций, системное единообразие цикличности производства, однообразие человеческой деятельности в её ретроспективности и многообразие закономерностей реального мира, – всё это результат ограниченности проекций воздействий внешнего мира в нашей биосфере.

Но несмотря на это, ввиду естественного ощущения и, соответственно, принятия человеком факта повторяемости, цикличности и развития «по спирали», в нашем мире реально говорить о возможности существования такого «объема» ретроспекции, на котором полученные о наблюдаемом объекте знания обеспечивают полное понимание процессов функционирования объекта, в том числе и соответствующих процессов управления, или обеспечивают естественно ощущаемую имитацию (видимость) этого полного понимания. «Объем» ретроспекции можно представлять интервалом, промежутком, последовательностью «кусков» времени в прошлом и т.п.

Человек реагирует на конкретные воздействия среды именно таким образом, поскольку известны похожие или такие же случаи в прошлом, когда он реагировал так же и эти его реакции приводили к удачным результатам. Конечно, возможны разные результаты реагирования.

Если называть ситуациями совокупности состояний совместно с соответствующими событиями в различные интервалы ретроспекции, то можно сказать, что для формирования требуемых событий в последующие моменты времени, по-видимому, следует анализировать не только отдельные состояния, но и ситуации, в целом. Именно ситуациями, как совокупностями различных состояний и событий, охватывается общая динамика развития процессов функционирующего объекта и его системы управления.

Если полагать, что цепочка состояние-событие-оценка может системно характеризовать процесс управления, а события – являться заключительным актом создания управляющего воздействия в структуре управления, то концептуальная возможность организации процессов управления на основе опыта в определенных интервалах ретроспекции будет восприниматься менее проблематичной. Эта возможность может переместиться в сторону процессов поиска лингвистических форм и фраз прошлого опыта, адекватных новым обстоятельствам.

С позиций проводимых рассуждений становятся очевидными широкие возможности управления:

– посредством процессов получения нового знания на базе текущих обстоятельств (опыт в информационных технологиях),

– посредством осуществления «операций» с прошлым опытом для получения нового знания (методы активизации интуиции исследователя и методы прогнозирования),

– посредством повторения прошлого опыта, то есть посредством выбора тех знаний из прошлого (опыта), которые напоминают текущие обстоятельства, которые похожи или идентичны им (ситуационное управление и лингвистический подход).

1. От опыта к технологии.

Опыт можно отобразить (выразить, зафиксировать) по-разному, например, многообразием рефлексов человека: физических (жестикуляция, мимика, движения тела) или психофизиологических (аллергия, галлюцинации, отвращение, страх и т.п.); зрительных, звуковых, тактильных или органолептических реакций организма. Опыт можно выразить языковыми средствами в виде некоторого объема (экспертного) знаний человека.

Основу опыта и его результат составляют умение и навык. Знания, полученные или порожденные опытом, это нечто производное от умения и навыка, это уже – осмысленное умение или осмысленный навык. Другими словами, знание от опыта или знания из опыта – это лингвистическая модель определенных «элементов» умения и навыков, полученных прошлой деятельностью человека (интеллектуального объекта).

Опыт – это собирательный образ практической и интеллектуальной деятельности и инстинкта человека. Уже только поэтому опыт нельзя полно представить его лингвистическими моделями, поскольку не всё чувствуемое, представляемое и выражаемое человеком отображаемо лингвистическими средствами. Несмотря на то, что знание от опыта (как осмысленное умение или осмысленный навык) не может полноценно выразить этот опыт, оно обладает, несёт, выполняет важную функцию, выражаемую термином знаю
как (know how).

Знания (от опыта) – это в меньшей степени набор (языковых) описаний того, что делают в конкретной обстановке. Знания от опыта есть технология получения требуемого конкретного знания для конкретных (ожидаемых или предполагаемых) обстоятельств. Можно сказать, что главным результатом осмысления собственно умения и навыков (то есть собственного или общественного опыта) является создание человеком в самом себе некой технологии по изготовлению знаний (соответствующих конкретным умениям и навыкам) для произвольных ситуаций на основе сведений о конкретных обстоятельствах.

Скажем, если человек длительное время ремонтировал радиоэлектронные вычислительные устройства, то он получил опыт наладки схем. Результатом этого опыта явились появившиеся, например, у человека:

– умение по разбиению (условному разделению) схемы на части, которые (относительно) легко тестируются и в которых не трудно исследовать причинно-следственные отношения и связи;

– навык оценки влияния смежной аппаратуры и условий эксплуатации на функционирование схем;

– привычка использования неформализованного знания (рекомендаций) и формальных методов какой-то определенной научной школы.

Осознание полученного умения, навыка, привычки и результатов следования выбранной научной школе позволяют специалисту выработать в себе определенную технологию (стратегию, план, методику получения требуемого знания) наладки радиоэлектронной аппаратуры независимо от её типажа и независимо от области её применения.

Опыт не предоставляет человеку требуемое знание о чём-то. Опыт предоставляет человеку возможность получить (изготовить) требуемое знание для конкретной обстановки. В этом, вероятнее всего, заключается основное методологическое предназначение опыта как одного из основных системных механизмов постижения закономерностей окружаю-
щей среды.

Сформированная в процессе осознания опыта технология (стратегия, план действий, методика решения проблемы) получения требуемого знания не всегда человеком полноценно лингвистически выражаема, не всегда лингвистически выражаема адекватно, не всегда соответствует принципиальным представлениям человека («что-то не так, но не пойму, что») и многое ещё чему не соответствует. Всё это не способствует успешному целенаправленному использованию опыта и, естественно, порождает некую проблемную ситуацию по формулированию собственного опыта решения вопросов или опыта обеспечения требуемого функционирования сложного объекта.

Для упрощения обстоятельств и уменьшения трудностей для формулирования и использования опыта применяются так называемые информационные технологии. Именно с их помощью на цифровых вычислительных машинах (ЦВМ, ЭВМ) полностью или частично осуществляется реализация человеческих технологий по изготовлению знаний.

2. Информационные технологии как компоненты реализации опыта.

В основе представлений об информационной технологии лежат такие понятия, как информация, технология, информационная система, структурированность задач и инструментарий информационной технологии.

2.1. Понятие информации.

По нашему мнению, первые представления об информации складываются из двух разделов. Во-первых, знакомства с определениями авторитетных исследователей и, во-вторых, с некоторого уточнения связи содержательности понятия информации с идеями предметной области, то есть в нашем случае – системного анализа.

1) «Обзор первоисточников»[163] последнего десятилетия:

а) Федеральный закон «Об информации, информатизации и защите информации» (М.: Российская газета, 22 февраля 1995 г).

Информация – сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления.

Документированная информация (документ) – зафиксированная на материальном носителе информация с реквизитами, позволяющими её идентифицировать.

Информационные ресурсы – отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных).

Информационные процессы – процессы сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации.

Информационная система – организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.

Пользователь (потребитель) информации – субъект, обращающийся к информационной системе или посреднику за получением необходимой ему информации и пользующийся ею,

б) Советский Энциклопедический словарь (Под ред. А.М. Прохорова. – М.: Советская энциклопедия, 1989).

Данные – факты или идеи, выраженные в формализованном виде, обеспечивающем возможность их хранения, обработки и передачи.

Документ – материальный носитель с записанной на нём информацией, предназначенный для её передачи во времени и пространстве. В узком смысле – деловая бумага, юридически подтверждающая какой-либо факт или право на что-то.

Информация – сведения, передаваемые людьми устным, письменным или иным способом. С середины 20-х годов – общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматами и т.д.

Знание – проверенный практикой результат познания действительности, верное её отражение в памяти человека,

в) Логический словарь ДЕФОРТ (Составитель В.Н. Переверзев. – М.: Мысль, 1994).

Информация – знание, представленное в форме объективного сообщения, формализованное знание. По Шеннону, информацию содержат лишь такие сообщения, которые уменьшают или полностью устраняют неопределенность в выборе одной из двух или более возможностей. По Эшби, информация есть «отраженное разнообразие». При этом некоторое простейшее различие между объектами является основой для измерения.

В логике информация – формализованное знание, представленное в виде объективного сообщения в символической форме и выступающее в качестве объекта коммуникации между людьми.

Знание – система абстрактных объектов, доступная пониманию конкретного человека или сообщества людей. Система – целостная совокупность взаимосвязанных объектов.

Коммуникации – обмен информацией между объектами естественного или искусственного интеллекта,

г) Философский словарь (Под ред. И.Т. Фролова. – М.: Политиздат, 1980).

В понятии информации следует различать два аспекта.

Информация представляет собой меру организации системы. Математическое выражение для информации тождественно выражению для энтропии, взятое с обратным знаком. Как энтропия системы выражает степень её неупорядоченности, так информация даёт меру её организации. Так понятая информация может быть названа структурной.

От структурной информации следует отличать информацию, связанную с отношением двух процессов. Если в предмете A происходят изменения, отражающие воздействия другого предмета B, то можно сказать, что A является носителем информации о B. С этой точки зрения мозг человека представляет сложную кибернетическую систему, хранящую и перерабатывающую поступающую из внешнего мира относительную актуальную информацию,

д) Мэйл Дэвид. Управление информацией. (М.: МЦДО «Линк», 1997).

Любое содержательное определение понятий данные и информация подразумевает, что данные являются исходным сырьём, потенциальным источником для информации, которая может быть из них извлечена. Данные могут содержать описание событий или объектов при помощи слов, символов и знаков. До тех пор, пока данные не станут понятны адресату, они так и останутся данными.

Согласно современным представлениям, информацией считают лишь «новые данные, принятые, понятные и оцененные как полезные конечным пользователем».

Характерными отличительными чертами информации является то, что она должна быть: понятной, относящейся к делу и полезной.

Получение информации на основе данных есть активный процесс. Он требует понимания, что представляет собой источник информации. Данные должны быть достоверными и точными.

Коммуникация – обмен данными, информацией, идеями или чувствами. Такое определение обязательно предполагает передающую и принимающую сообщение стороны, процессы выдачи сообщения, передачи сообщения, приёма сообщения, анализа сообщения и принятия решения принимающей стороной, а также наличия результата коммуникации,

е) Красилов Н.И. и др. Об одной модели документооборота (Открытые системы, 1997. – № 1); Гавердовский А. Концепция построения систем документооборота. (Открытые системы, 1997. – № 1).

Документ является основным способом представления информации, на основе которой функционирует любое предприятие. Информация бывает структурированная, предполагающая, что за её хранение и управление отвечают базы данных и прикладные информационные системы, и неструктурированная – просто документы.

Документ – это некая обособленная часть информации, представленная на определенном носителе. Как правило, документы различают по типам носителей информации. И основные резервы повышения эффективности работы с документами лежат именно в типах носителей.

Документ – слабоструктурированная совокупность блоков или объектов информации, понятная человеку. Устная речь позволяет ускорить процесс передачи информации, но повышает степень неопределенности.

2) Содержательность термина.

Простейшее понимание информации сводится к тому, что информация – это сведения на естественном языке, несущие смысл, которые обладают новизной или которые не ожидаемы в данных (конкретных) обстоятельствах.

Любая абракадабра не является информацией только потому, что она лишена смысла. Любые наборы данных (числа, символы) не являются информацией, если им не сопутствуют тексты (языковые конструкции), выражающие их содержательность и отражающие новизну.

Любые сведения, известные человеку, не являются для него информацией, поскольку не обладают новизной. Любые сведения, известные человеку, но появившиеся в непривычных или неожидаемых им ситуациях, являются для него информацией. Отсутствие сведений, нарушающее информационную целостность и содержательность процессов функционирования сложного объекта, является информацией и т.д.

Понятие информации связывается с неполнотой знаний о конкретном явлении. Всё, что «проливает свет» на это явление, относят к информации. Всё, что уменьшает неполному знаний о явлении – относится к информации. Другими словами, всё, что уменьшает степень неопределенности в представлениях об исследуемых объектах или их локально организованных средах, является информацией. Отсюда информация личностна и относительна.

Но относительность порождается не только фактором личности: один человек это знает, а другой – нет. Относительность обусловлена исходными образами явления и, тем самым, концептуальными границами и «границами» соответствующей локально организованной среды этого явления. Поскольку и «границы» условны, то можно говорить о том, что любая информация «в движении»: в зависимости от обстоятельств она может квалифицироваться («во времени и пространстве») просто как сведения (то есть нечто известное) или как сведения новые.

В рамках такой оценки термина информации можно несколько обобщить его содержательность и считать, что информация – это воспринимаемые и понимаемые человеком образы реальной действительности, обладающие новизной содержательности (в сравнении с предшествующим восприятием и представлением) или неожиданностью их появления (или проявления) в данных обстоятельствах.

Это представление об информации охватывает не только семиотическое (знаковое, текстовое, языковое) выражение сути явлений, но и покрывает весь спектр возможностей человека по восприятию внешнего мира. В этом плане к информации об исследуемом явлении могут быть отнесены графические изображения, звуки, запахи, вкусовые ощущения, эмоции, вызванные развивающимися событиями, и пр.

По самому существу информации она и есть то, что человек желает получить в результате осознания своей прошлой деятельности (т.е. своего опыта) для осуществления успешной последующей работы в другой конкретной обстановке. Причём желает получить в достаточном количестве для своей продуктивной деятельности.

Не дебатируя по существу, можно пояснить идеи, лежащие в основе количественных оценок информации, следующим образом. Будем предполагать возможность (условного) существования «неограниченного», «ограниченного» и «тематического» объёмов знаний (сведений, образов) о некотором объекте.

«Неограниченный» объем знаний. Пусть есть два учебника A400 и B600 о неизвестном нам предмете. Пусть 400 страниц в учебнике A400 и 600 страниц в учебнике B600. При добросовестной подготовке учебного материала каждое предложение в учебниках обладает смыслом, отличающимся от смысла других предложений, и имеет конкретное научное или учебно-методическое целевое предназначение: нельзя убрать ни одного предложения, чтобы не потерять общий смысл или направленность изложения.

Для простоты будем также полагать, что смыслом обладает только лексическая единица (слово) и она (слово) является простейшим сведением. Пусть на каждой странице в каждой книге одинаковое число слов, например, 300. Тогда, поскольку в B600 на 200 страниц больше, очевидно, что в B600 по меньшей мере на 200•300 = 60 000 слов или на 60 000 сведений больше, чем в книге A400. А поскольку каждое из 60 000 сведений отсутствуют в A400, то каждое из 60 000 сведений обладают новизной, и таким образом каждое из них является информацией, определяя факт того, что в B600 информации, как минимум, на 60 000 единиц больше.

Это позволяет понять так называемую синтаксическую меру информации, когда её количество измеряется числом использованных символов (букв, слов, иероглифов, цифр) или производных характеристик от этого числа (например, количество разрядов для представления этого числа). Например, в простейшем случае можно полагать, что в сообщении «грузите апельсины бочками» – двадцать пять единиц синтаксической информации по количеству букв, включая пробелы, а в сообщении «Стоп!» – всего пять (включая восклицательный знак).

Неограниченный объем знаний обуславливается индивидуальным (личностным) восприятием объекта и его локально организованной среды, принципиально порождающем «бесконечные» сведения в их семиотическом выражении. Поэтому неудивительно, что синтаксическая мера информации связана и понимаема, прежде всего, именно в этом ракурсе представлений и оценивается числом используемых символов (или их производной характеристикой).

«Ограниченный» объём знаний. Представим, что для аттестации студента по иностранному языку требуется, чтобы он перевёл десять иностранных слов. При этом требуется составить предложение на русском языке для каждого из них, чтобы показать реальное понимание перевода. В таком случае одно, два и даже, например, сто предложений с первым словом, составленных студентом, не даст основания преподавателю аттестовать этого студента, если не будет сделан перевод остальных девяти слов.

Сколько бы ни составлялось предложений с первым словом, то есть какими бы значительными объемами (синтаксической меры) информации не выражались бы сообщения студента, будет ясно, что количество сведений, которыми студент обладает, составляет одну десятую от общего объема сведений, которые он должен знать (и представить на аттестацию преподавателю). И именно эта одна десятая от всех требуемых он него сведений и составляет количество переданной им информации, которую он и преподносит преподавателю в виде многочисленных предложений, демонстрирующих использование первого слова.

В этом заключена идея формирования семантической (смысловой) меры информации. Исходным при её построении являтся предварительное знание («договорённость») источника и потребителя сведений:

а) о том, какой объект будут «описывать» (характеризовать, выражать, оценивать) посылаемые сообщения (сведения);

б) о том, что объект представляется заранее определенным числом его «частей» (своим типажом);

в) о том, что каждая часть допускает заранее заданную «степень» смысловой определенности её описания (представления);

г) о том, что посылаемые сведения должны соответствовать (выражать, отображать) этой заранее заданной степени смысловой определенности.

Пример. Пусть государство Алвазия ведёт шпионскую деятельность против государства Бюрталии, не находясь с ним в состоянии войны. Алвазийский шпион в Бюрталии должен посылать сообщения в Центр (в Алвазию) о неком эн-ском военном полигоне в формате: <количество прибывших боевых вертолётов>, <количество доставленных лёгких танков>, <количество служащих-иностранцев>, <количество мобилизованного населения мужского пола>, <объемы импорта сельскохозяйственной продукции>.

В данном случае объект – некий эн-ский военный полигон в Бюрталии. Этот объект представляется своими пятью частями: <числом боевых вертолётов>, <числом лёгких танков>, <количеством служащих-иностранцев>, <количеством служащих бюртальцев>, <текущими объемами запасов импортных сельскохозяйственных продуктов>. Пусть заданной «степенью» смысловой определенности в описании каждой части будет указание точного количества поступивших единиц техники, служащих и продуктов. То есть источником и потребителем сведений заранее определяется типаж сообщений и границы их содержательности, но не само содержание сообщений.

Алвазийский шпион может передать в Центр следующие сообщения:

1) 2 вертолёта;

2) 3 танка, 10 иностранцев;

3) 1 вертолёт, 100 бюртальцев, 50 тонн пшеницы.

Тогда в простейшем случае построения семантической меры информации, учитывая наличие пяти частей описываемого объекта, количество полученной (семантической) информации в первом сообщении будет составлять одну пятую , во втором сообщении – , в третьем – независимо от того, сколько единиц боевой техники, людей или продуктов будет указано в каждом сообщении.

Если же в Центре будет получено сообщение «РЕАЛ-СПАРТАК ничья», то эти сведения будут оценены, как сведения с нулевым количеством семантической информации, поскольку в типаж частей объекта не входит состояние игр спортивных клубов РЕАЛ и СПАРТАК.

Ограниченный объем знаний обусловлен социальной (групповой, общественной) потребностью понимания обмениваемыми сведениями о явлениях. Понимание «чего-то» не может быть тогда, когда это «что-то» принадлежит бесконечности. Понимание возможно тогда, когда «чего-то» есть «элемент» (компонента) некой ограниченной или даже конечной (но целостной и понимаемой) совокупности «понятий» (сведений). Такое понимание находит выражение в смысле, который несут сведения, а смысл, в свою очередь, закрепляется в лексике или структуре предложения, не увязываясь с используемым семиотическим арсеналом (разные алфавиты, иероглифы, языковые структуры).

Другими словами, обмен сведениями – это обмен «смыслами», независимо от того, как этот смысл выражен. Отсюда, естественно, семантическая мера и выражает некие количественные оценки этого обмена в ограниченном объёме знаний.

Аналогично при ограниченном объеме знания может быть построена и синтаксическая мера информации с использованием заранее указанного общего количества символов и количества символов текущего сообщения.

«Тематический» объём знаний. По-видимому, для любого реального явления (объекта) можно рассматривать неограниченный и ограниченный объем знаний о нём.

Пусть, например, в роли объекта выступает театральная постановка. Здесь «неограниченный» объем знаний составят и описание сценария, и описание реального действия, и описание состояния публики (каждый раз разной), и описание жизни занятых в постановке актёров, и описание духовной обстановки внутри коллектива и в обществе и т.п. «Ограниченный» объем знаний по отдельности могут представлять реквизиты театра, состав труппы, менеджмент, сопровождающие в гастролях поклонники, текущие финансовые возможности и пр.

Если неограниченный объем знаний обуславливается индивидуальным (личностным) восприятием объекта и его локально организованной среды, ограниченный объем знаний обусловлен социальной (групповой, общественной) потребностью понимания обмениваемыми сведениями о явлениях, то «тематический» объём знаний – это любое многообразие сведений, характеризующее не столько объект в целом, сколько те его отдельные компоненты или их характеристики, которые представляют интерес исключительно для индивидуума (личности), наблюдающего (исследующего, анализирующего) за этим объектом.

Количество информации, получаемое индивидуумом в таких объемах сведений, определяется так называемой прагматической мерой информации. То есть прагматическая мера информации предназначается для оценки получаемых (или недостающих) объемов знаний, представляющих интерес исключительно для отдельно взятой личности. Поскольку сведения, как правило, извлекаются в процессе обмена с другими людьми, то понятен факт того, что «структура» прагматической меры должна иметь «структуру» семантической меры.

Пример. Предположим, что студенту первокурснику Иванову для полного счастья в зимнюю сессию не хватает следующих знаний:

a) о том, допустят ли его к сдаче зачёта по химии после трёх двоек за контрольные работы,

б) выдадут ли стипендию 24 числа или задержат, как обычно, на неделю;

в) купят ли ему родители компьютер к началу сессии, как обещали, или свяжут это событие с успешной сдачей зимних экзаменов;

г) останется ли его барышня с ним в новогоднюю ночь или уедет к школьным друзьям.

То есть «объект» имеет четыре смысловых компонента а, б, в, г.

Предположим, что Иванов может получить следующие сведения (сообщения):

сообщение 1 о том, что цена за баррель нефти достигла 100 долларов,

сообщение 2 о том, что сборная России по футболу стала чемпионом мира и в связи с этим его отец купит ему компьютер к началу сессии,

сообщение 3 о том, что его допустят к сдаче зачёта по химии и стипендию выдадут в срок,

сообщение 4 о том, что его допустят к сдаче зачёта по химии, стипендию выдадут в срок, компьютер купят, если он успешно сдаст экзамены,

сообщение 5 о том, что его допустят к сдаче зачёта по химии, стипендию выдадут в срок, компьютер купят к сессии, барышня уедет на встречу со школьными друзьями.

Если студент первокурсник Иванов получит одно из этих сообщений, то количество прагматической информации в простейшем случае может быть количественно представлено в виде таблицы [табл. 4].

Таблица 14

Пример оценки количества прагматической информации в сообщениях

Несмотря на проработанность вопросов оценки количества синтаксической, семантической и прагматической информации, остаётся простор для исследований в этом направлении, по меньшей мере, по двум причинам:

– по причине отсутствия унифицированного эталона измерения информации, поскольку удобно было бы оценивать достаточность количества полученной информации независимо от специфики характера получения сведений для конкретной деятельности,

– по причине отсутствия формальных представлений об оценке достаточности полученного количества информации для конкретной деятельности.

2.2. Представления о технологии.

Если рассматривать технологию как совокупность знаний о способах и средствах проведения производственных процессов, при которых происходит качественное изменение обрабатываемых объектов[164] совместно с соответствующими производственными процессами, то можно отметить два плана содержательности этого термина:

а) то, что связано не столько со знаниями, сколько с проявлением «мастерства (искусства) делать вещи» (технология: techne-мастерство, logos-учение);

б) то, что связано в большей степени со знаниями, с интеллектуальным обеспечением (knowledge engineering), с коммуникацией как процессом обмена информацией между объектами естественного или искусственного интеллекта[165], а также с процессами документирования[166].

С этих методических позиций можно считать, что в простейшем случае технология – это процесс преобразования одного материального продукта в другой. Тогда под информационной технологией можно понимать процесс преобразования одних сведений в другие сведения. При этом исходные сведения не являются информацией, а результирующие сведения могут обладать новизной или могут быть не ожидаемы в конкретных обстоятельствах, то есть являться информацией.

Современное толкование термина технология сводится к тому, что технология по составу – это:

– метод изготовления (представленный, например, регламентированным комплектом соответствующей документации) требуемого изделия,

– материалы и комплектующие, из которых производится требуемое изделие посредством метода изготовления,

– оборудование, на котором реализуется метод изготовления,

– средства технического оснащения, обеспечивающие процесс изготовления,

– приборы для оценки качества изготовленного изделия на его соответствие нормативным документам (стандарту предприятия, отрасли, ГОСТам),

– энергообеспечение,

– обслуживающий инженерно-технический персонал, обладающий достаточным умением и знаниями для обеспечения производственного процесса изготовления изделия,

– соответствующие структуры управления.

В общем, структуры управления организуются в виде АСУ как совокупности контуров или ветвей (контуров с разорванной обратной цепью воздействия) автоматического и автоматизированного управления. В контурах автоматизированного управления управляющие процессы реализуются соответствующими информационными технологиями (управления).

2.3. Понятие информационной технологии[167].

Информационная технология – процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Цель технологии материального производства – выпуск продукции, удовлетворяющей потребности человека или системы. Цель информационной технологии – производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Известно, что применяя разные технологии к одному и тому же материальному ресурсу, можно получить разные изделия, продукты. То же самое будет справедливо и для технологии переработки информации.

Понятие новой информационной технологии. Информационная технология является наиболее важной составляющей процесса использования информационных ресурсов общества. К настоящему времени она прошла несколько эволюционных этапов, смена которых определялась главным образом развитием научно-технического прогресса, появлением новых технических средств переработки информации. В современном обществе основным техническим средством технологии переработки информации служит персональный компьютер, который существенно повлиял как на концепцию построения и использования технологических процессов, так и на качество результирующей информации. Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и применение телекоммуникационных средств связи определили новый этап развития информационной технологии и, как следствие, изменение ее названия за счет присоединения одного из синонимов: «новая», «компьютерная» или «современная».

Прилагательное «новая» подчеркивает новаторский, а не эволюционный характер этой технологии. Ее внедрение является новаторским актом в том смысле, что она существенно изменяет содержание различных видов деятельности в организациях. В понятие новой информационной технологии включены также коммуникационные технологии, которые обеспечивают передачу информации разными средствами, а именно, телефон, телеграф, телекоммуникации, факс и др. [табл. 15].

Таблица 15

Основные характеристики НИТ

Новая информационная технология (НИТ) – информационная технология с «дружественным» интерфейсом работы пользователя, использующая персональные компьютеры и телекоммуникационные средства. Прилагательное «компьютерная» подчеркивает, что основным техническим средством ее реализации является компьютер.

По-видимому, более точным следует считать все же термин новая, а не компьютерная информационная технология, поскольку он отражает в ее структуре не только технологии, основанные на использовании компьютеров, но и технологии, основанные на других технических средствах, особенно на средствах, обеспечивающих телекоммуникацию. Однако термин НИТ постепенно начинает терять слово «новая», а под информационной технологией начинают понимать тот смысл, который вкладывается в НИТ. Для простоты будем опускать прилагательное «новая», придавая ее смысл термину «информационная технология».

Инструментарий информационной технологии. Реализация технологического процесса материального производства осуществляется с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п. По аналогии и для информационной технологии должно быть нечто подобное. Такими техническими средствами производства информации будет являться аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их помощью производится переработка первичной информации в информацию нового качества.

Выделим отдельно из этих средств программные продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной технологии.

Инструментарий информационной технологии – один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем цель.

В качестве инструментария можно использовать следующие распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари, информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.), экспертные системы и т.д.

2.4. Информационная система[168].

В информатике понятие «система» широко распространено и имеет множество смысловых значений. Чаще всего оно используется применительно к набору технических средств и программ. Системой может называться аппаратная часть компьютера. Системой может также считаться множество программ для решения конкретных прикладных задач, дополненных процедурами ведения документации и управления расчетами.

Добавление к понятию «система» слова «информационная» отражает цель ее создания и функционирования. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области. Они помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.

Информационная система (ИС) – взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Современное понимание информационной системы предполагает использование персонального компьютера в качестве основного технического средства переработки информации. В крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической базы информационной системы может входить мэйнфрейм или суперЭВМ. Надо заметить, что техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление.

Этапы развития информационных систем [табл. 16]. Первые информационные системы появились в 50-е годы прошлого века. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов. 60-е годы того века знаменуются изменением отношения к информационным системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее. В 70-х – начале 80-х годов прошлого века информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений. К концу 80-х годов концепция использования информационных систем вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля. Информационные системы этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.

Таблица 16

Изменение подхода к использованию ИС

Процессы в информационной системе. Процессы, обеспечивающие работу информационной системы любого назначения, условно можно представить в виде схемы [рис. 56], состоящей из блоков:

– ввод информации из внешних или внутренних источников;

– обработка входной информации и представление ее в удобном виде;

– вывод информации для представления потребителям или передачи в другую систему;

– обратная связь – это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.

Информационная система определяется следующими свойствами:

– любая информационная система может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения систем;

– информационная система является динамичной и развивающейся;

– при построении информационной системы необходимо использовать системный подход;

– выходной продукцией информационной системы является информация, на основе которой принимаются решения;

– информационную систему следует воспринимать как человеко-компьютерную (человеко-машинную) систему обработки информации.

Рис. 56. Процессы в информационной системе

В настоящее время сложилось мнение об информационной системе, как о системе, реализованной с помощью компьютерной техники. Хотя в общем случае информационную систему можно понимать и в некомпьютерном варианте.

Чтобы разобраться в работе информационной системы, необходимо понять суть проблем, которые она решает, а также организационных процессов, в которые она включена. Так, например, при определении возможности компьютерной информационной системы для поддержки принятия решений следует учитывать: структурированность решаемых управленческих задач; уровень иерархии управления фирмой, на котором решение должно быть принято; принадлежность решаемой задачи к той или иной функциональной сфере бизнеса; вид используемой информационной технологии.

Технология работы в компьютерной информационной системе доступна для понимания специалистом некомпьютерной области и может быть успешно использована для контроля процессов профессиональной деятельности и управления ими.

Внедрение информационных систем может способствовать:

– получению более рациональных вариантов решения управленческих задач за счет внедрения математических методов и интеллектуальных систем и т.д.;

– освобождению работников от рутинной работы за счет ее автоматизации;

– обеспечению достоверности информации;

– замене бумажных носителей данных на их электронные аналоги, что приводит к более рациональной организации переработки информации на компьютере и снижению объемов документов на бумаге;

– совершенствованию структуры потоков информации и системы документооборота на предприятии;

– уменьшению затрат на производство продуктов и услуг;

– предоставлению потребителям уникальных услуг и т.п.

Роль структуры управления в информационной системе. Общепринято, что создание и использование информационной системы для любой организации нацелены на решение следующих задач.

1. Структура информационной системы, ее функциональное назначение должны соответствовать целям, стоящим перед организацией. Например, в коммерческой фирме – эффективный бизнес; в государственном предприятии – решение социальных и экономических задач.

2. Информационная система должна контролироваться людьми, ими пониматься и использоваться в соответствии с основными социальными и этическими принципами.

3. Производство достоверной, надежной, своевременной и систематизированной информации.

Построение информационной системы можно сравнить с постройкой дома. Кирпичи, гвозди, цемент и прочие материалы, сложенные вместе, не дают дома. Чтобы он появился реально, нужны проект, землеустройство, строительство и др.

Аналогично для создания и использования информационной системы необходимо сначала понять структуру, функции и политику организации, цели управления и принимаемых решений, возможности компьютерной технологии. Информационная система является частью организации, а ключевые элементы любой организации – структура и органы управления, стандартные процедуры, персонал, субкультура.

Построение информационной системы должно начинаться с анализа структуры управления организацией.

Структура управления организацией. Координация работы всех подразделений предприятия осуществляется через органы управления разного уровня. Здесь под управлением понимают обеспечение поставленной цели при условии реализации функций организационной, плановой, учетной, анализа, контрольной, стимулирования.

Организационная функция заключается в разработке организационной структуры и комплекса нормативных документов: штатного расписания фирмы, отдела, лаборатории, группы и т.п. с указанием подчиненности, ответственности, сферы компетенции, прав, обязанностей и т.п. Чаще всего это излагается в положении по отделу, лаборатории или должностных инструкциях.

Планирование (плановая функция) состоит в разработке и реализации планов по выполнению поставленных задач. Например, бизнес-план для всей фирмы, план производства, план маркетинговых исследований, финансовый план, план проведения научно-исследовательской работы и т.д. на различные сроки (год, квартал, месяц, день).

Учетная функция заключается в разработке или использовании уже готовых форм и методов учета показателей деятельности предприятия: бухгалтерский учет, финансовый учет, управленческий учет и т.п. В общем случае учет можно определить как получение, регистрацию, накопление, обработку и предоставление информации о реальных хозяйственных процессах.

Анализ или аналитическая функция связывается с изучением итогов выполнения планов и заказов, определением влияющих факторов, выявлением резервов, изучением тенденций развития и т.д. Выполняется анализ разными специалистами в зависимости от сложности и уровня анализируемого объекта или процесса. Анализ результатов хозяйственной деятельности фирмы за год и более проводят специалисты, а на уровне цеха, отдела – менеджер этого уровня (начальник или его заместитель) совместно со специалистом-эко-
номистом.

Контрольная функция чаще всего осуществляется менеджером: контроль за выполнением планов, расходованием материальных ресурсов, использованием финансовых средств и т.п.

Стимулирование или мотивационная функция предполагает разработку и применение различных методов стимулирования труда подчиненных работников:

– финансовые стимулы – зарплата, премия, акции, повышение в должности и т.п.;

– психологические стимулы – благодарности, грамоты, звания, степени, доски почета и т.п.

В последние годы в сфере управления применяется понятие «принятие решения» и связанные с этим понятием системы, методы, средства поддержки принятия решений.

Принятие решения – акт целенаправленного воздействия на объект управления, основанный на анализе ситуации, определении цели, разработке программы достижения этой цели.

Структура управления любого предприятия традиционно делится на три уровня: операционный, функциональный и стратегический.

Уровни управления (вид управленческой деятельности) определяются сложностью решаемых задач. Чем сложнее задача, тем более высокий уровень управления требуется для ее решения. При этом следует понимать, что более простых задач, требующих немедленного (оперативного) решения, возникает значительно большее количество, а значит, и уровень управления для них нужен другой – более низкий, где принимаются решения оперативно. При управлении необходимо также учитывать динамику реализации принимаемых
решений.

2.5. Структура информационных систем[169].

Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами. Подсистема – это часть системы, выделенная по какому-либо признаку. Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем [рис. 57].

Рис. 57. Структура информационной системы как совокупность обеспечивающих подсистем

Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.

Информационное обеспечение. Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений. Информационное обеспечение – совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.

Унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель – это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования: к унифицированным системам документации; к унифицированным формам документов различных уровней управления; к составу и структуре реквизитов и показателей; к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных форм документов.

Однако, несмотря на существование унифицированной системы документации, при обследовании большинства организаций постоянно выявляется целый комплекс типичных недостатков:

– чрезвычайно большой объем документов для ручной обработки;

– одни и те же показатели часто дублируются в разных документах;

– работа с большим количеством документов отвлекает специалистов от решения непосредственных задач;

– имеются показатели, которые создаются, но не используются, и др.

Поэтому устранение указанных недостатков является одной из задач, стоящих при создании информационного обеспечения.

Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации и ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей системы управления.

Пример. В качестве примера простейшей схемы потоков данных можно привести схему, где отражены все этапы прохождения служебной записки или записи в базе данных о приеме на работу сотрудника – от момента ее создания до выхода приказа о его зачислении на работу.

Построение схем информационных потоков, позволяющих выявить объемы информации и провести ее детальный анализ, обеспечивает: исключение дублирующей и неиспользуемой информации; классификацию и рациональное представление информации.

При этом подробно должны рассматриваться вопросы взаимосвязи движения информации по уровням управления. Следует выявить, какие показатели необходимы для принятия управленческих решений, а какие – нет. К каждому исполнителю должна поступать только та информация, которая используется.

Методология построения баз данных определяется теоретическими основами их проектирования. Для понимания концепции методологии приведем основные ее идеи в виде двух последовательно реализуемых на практике этапов:

– 1-й этап – обследование всех функциональных подразделений фирмы с целью: понять специфику и структуру ее деятельности; построить схему информационных потоков; проанализировать существующую систему документооборота; определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов (параметров, характеристик), описывающих их свойства и назначение.

– 2-й этап – построение концептуальной информационно-логической модели данных для обследованной на 1-м этапе сферы деятельности. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами. Информационно-логическая модель является фундаментом, на котором будет создана база данных.

Для создания информационного обеспечения необходимо:

– ясное понимание целей, задач, функций всей системы управления организацией;

– выявление движения информации от момента возникновения и до ее использования на различных уровнях управления, представленной для анализа в виде схем информационных потоков;

– совершенствование системы документооборота;

– наличие и использование системы классификации и кодирования;

– владение методологией создания концептуальных информационно-логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;

– создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.

Техническое обеспечение. Техническое обеспечение – комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы. Комплекс технических средств составляют: компьютеры любых моделей; устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации; устройства передачи данных и линий связи; оргтехника и устройства автоматического съема информации; эксплуатационные материалы и др.

Документацией оформляются предварительный выбор технических средств, организация их эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение. Документацию можно условно разделить на три группы:

– общесистемную, включающую государственные и отраслевые стандарты по техническому обеспечению;

– специализированную, содержащую комплекс методик по всем этапам разработки технического обеспечения;

– нормативно-справочную, используемую при выполнении расчетов по техническому обеспечению.

К настоящему времени сложились две основные формы организации технического обеспечения (формы использования технических средств): централизованная и частично или полностью децентрализованная.

Централизованное техническое обеспечение базируется на использовании в информационной системе больших ЭВМ и вычислительных центров.

Децентрализация технических средств предполагает реализацию функциональных подсистем на персональных компьютерах непосредственно на рабочих местах.

Перспективным подходом следует считать, по-видимому, частично децентрализованный подход – организацию технического обеспечения на базе распределенных сетей, состоящих из персональных компьютеров и большой ЭВМ для хранения баз данных, общих для любых функциональных подсистем.

Математическое и программное обеспечение. Математическое и программное обеспечение – совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

К средствам математического обеспечения относятся: 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.

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 (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.

Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико-математическую модель задачи, контрольные примеры.

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

Организационное обеспечение реализует следующие функции: анализ существующей системы управления организацией, где будет использоваться ИС, и выявление задач, подлежащих автоматизации; подготовку задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование ИС и технико-экономическое обоснование ее эффективности; разработку управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности системы управления.

Организационное обеспечение создается по результатам предпроектного обследования на 1-м этапе построения баз данных.

Правовое обеспечение. Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации. Главной целью правового обеспечения является укрепление законности. В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти. В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой информационной системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.

Правовое обеспечение этапов разработки информационной системы включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика и правовым регулированием отклонений от договора. Правовое обеспечение этапов функционирования информационной системы включает: статус информационной системы; права, обязанности и ответственность персонала; правовые положения отдельных видов процесса управления; порядок создания и использования информации и др.

2.6. Понятие структурированности задач[170].

При создании или при классификации информационных систем неизбежно возникают проблемы, связанные с формальным – математическим и алгоритмическим – описанием решаемых задач. От степени формализации во многом зависят эффективность работы всей системы, а также уровень автоматизации, определяемый степенью участия человека при принятии решения на основе получаемой информации.

Чем точнее математическое описание задачи, тем выше возможности компьютерной обработки данных и тем меньше степень участия человека в процессе ее решения. Это и определяет степень автоматизации задачи.

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

Структурированная (формализуемая) задача – задача, где известны все ее элементы и взаимосвязи между ними.

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

В структурированной задаче удается выразить ее содержание в форме математической модели, имеющей точный алгоритм решения. Подобные задачи обычно приходится решать многократно, и они носят рутинный характер. Целью использования информационной системы для решения структурированных задач является полная автоматизация их решения, то есть осуществление решения без участия человека.

Решение неструктурированных задач из-за невозможности создания математического описания и разработки алгоритма связано с большими трудностями. Возможности использования здесь информационной системы невелики. Решение в таких случаях принимается человеком из эвристических соображений на основе своего опыта и, возможно, косвенной информации из разных источников.

Пример. Попробуйте формализовать взаимоотношения в вашей студенческой группе. Наверное, вряд ли вы сможете это сделать. Это связано с тем, что для данной задачи существен психологический и социальный факторы, которые очень сложно описать алгоритмически.

Заметим, что в практике работы любого предприятия существует сравнительно немного полностью структурированных или совершенно неструктурированных задач. О большинстве задач можно сказать, что известна лишь часть их элементов и связей между ними. Такие задачи называются частично структурированными. В этих условиях можно создать информационную систему. Получаемая в ней информация анализируется человеком, который будет играть определяющую роль. Такие информационные системы являются автоматизированными, так как в их функционировании принимает участие человек.

Типы информационных систем, используемые для решения частично структурированных задач. Информационные системы, используемые для решения частично структурированных задач, подразделяются на два вида [рис. 58]:

– Создающие управленческие отчеты и ориентированные главным образом на обработку данных (поиск, сортировку, агрегирование, фильтрацию). Используя сведения, содержащиеся в этих отчетах, управляющий принимает решение.

– Разрабатывающие возможные альтернативы решения. Принятие решения при этом сводится к выбору одной из предложенных альтернатив.

Информационные системы, создающие управленческие отчеты, обеспечивают информационную поддержку пользователя, т.е. предоставляют доступ к информации в базе данных и ее частичную обработку.

Рис. 58. Классификация информационных систем по признаку структурированности решаемых задач

Процедуры манипулирования данными в информационной системе должны обеспечивать следующие возможности: составление комбинаций данных, получаемых из различных источников; быстрое добавление или исключение того или иного источника данных и автоматическое переключение источников при поиске данных; управление данными с использованием возможностей систем управления базами данных; логическую независимость данных этого типа от других баз данных, входящих в подсистему информационного обеспечения; автоматическое отслеживание потока информации для наполнения баз данных.

Информационные системы, разрабатывающие альтернативные решения, могут быть модельными или экспертными.

Модельные информационные системы предоставляют пользователю математические, статистические, 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.

Основными функциями модельной информационной системы являются:

– возможность работы в среде типовых математических моделей, включая решение основных задач моделирования типа «как сделать, чтобы?», «что будет, если?», анализ чувствительности и др.;

– достаточно быстрая и адекватная интерпретация результатов моделирования;

– оперативная подготовка и корректировка входных параметров и ограничений модели;

– возможность графического отображения динамики модели;

– возможность объяснения пользователю необходимых шагов формирования и работы модели.

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, т.е. 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.

2.7. Соотнесение информационной технологии и информационной системы[171].

Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые являются для нее основной средой. На первый взгляд может показаться, что введенные определения информационной технологии и системы похожи между собой. Однако это не так.

Особенности и отличия. Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель информационной технологии – в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

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 – организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную (человеко-машинную) систему обработки информации.

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

Пример. Информационная технология работы в среде текстового процессора Word 6.0, который не является информационной системой. Информационная технология мультимедиа, где с помощью телекоммуникационной связи осуществляются передача и обработка на компьютере изображения и звука.

Таким образом, информационная технология является более емким понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования информации в информационном обществе. В умелом сочетании двух информационных технологий – управленческой и компьютерной – залог успешной работы информационной системы.

В связи с этим можно использовать несколько более узкие определения информационной системы и технологии, реализованные средствами компьютерной техники.

Информационная технология – совокупность четко определенных целенаправленных действий персонала по переработке информации на компьютере.

Информационная система – человеко-машинная система для поддержки принятия решений и производства информационных продуктов, использующая компьютерную информационную технологию.

Составляющие (компоненты) информационной технологии. Используемые в производственной сфере такие технологические понятия, как норма, норматив, технологический процесс, технологическая операция и т.п., могут применяться и в информационной технологии. Прежде чем разрабатывать эти понятия в любой технологии, в том числе и в информационной, всегда следует начинать с определения цели. Затем следует попытаться провести структурирование всех предполагаемых действий, приводящих к намеченной цели, и выбрать необходимый программный инструментарий.

На рисунке [рис. 59] технологический процесс переработки информации представлен в виде иерархической структуры по уровням:

1-й уровень – этапы, где реализуются сравнительно длительные технологические процессы, состоящие из операций и действий последующих уровней.

Пример о том, как следует понимать этап информационной технологии. Технология создания шаблона формы документа в среде текстового процессора Word 6.0 состоит из следующих этапов:

• этап 1 – создание постоянной части формы в виде текстов и таблиц;

• этап 2 – создание постоянной части формы в виде кадра, куда затем помещается рисунок;

• этап 3 – создание переменной части формы;

• этап 4 – защита и сохранение формы.

2-й уровень – операции, в результате выполнения которых будет создан конкретный объект в выбранной на 1-м уровне программной среде.

Пример о том, как следует понимать операцию информационной технологии. Рассмотрим этап 2 (предыдущего примера) технологии создания постоянной части формы документа в виде кадра в среде текстового процессора Word 6.0, который состоит из следующих операций: операция 1 – создание кадра; операция 2 – настройка кадра; операция 3 – внедрение в кадр рисунка.

3-й уровень – действия – совокупность стандартных для каждой программной среды приемов работы, приводящих к выполнению поставленной в соответствующей операции цели. Каждое действие изменяет содержание экрана.

Пример о том, как следует понимать действие информационной технологии. Рассмотрим операцию 3 предыдущего примера – внедрение в кадр рисунка в среде текстового процессора Word 6.0, которая состоит из следующих действий: действие 1 – установка курсора в кадре; действие 2 – выполнение команды ВСТАВКА, Рисунок; действие 3 – установка значений параметров в диалоговом окне.

4-й уровень – элементарные операции по управлению мышью и клавиатурой.

Пример о том, как следует понимать элементарную операцию информационной технологии. Ею может быть: ввод команды, нажатие правой кнопки мыши, выбор пункта меню и т.п.

Освоение информационной технологии и дальнейшее ее использование должны свестись к тому, что необходимо сначала хорошо овладеть набором элементарных операций, число которых ограничено. Из этого ограниченного числа элементарных операций в разных комбинациях составляется действие, а из действий, также в разных комбинациях, составляются операции, которые определяют тот или иной технологический этап. Совокупность технологических этапов образует технологический процесс (тех-
нологию).

Примечание. Технологический процесс необязательно должен состоять из всех уровней, представленных на рисунке [рис. 59]. Он может начинаться с любого уровня и не включать, например, этапы или операции, а состоять только из действий. Для реализации этапов технологического процесса могут использоваться разные программные среды.

Информационная технология, как и любая другая, должна отвечать следующим требованиям:

• обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы (фазы), операции, действия;

• включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели;

• иметь регулярный характер; этапы, действия, операции технологического процесса могут быть стандартизированы и унифицированы, что позволит более эффективно осуществлять целенаправленное управление информационными процессами.

Рис. 59. Информационная технология в виде иерархии из этапов, действий и операций

2.8. Проблемы использования информационных технологий[172].

Устаревание информационной технологии. Для информационных технологий является вполне естественным то, что они устаревают и заменяются новыми.

Пример. На смену технологии пакетной обработки программ на большой ЭВМ в вычислительном центре пришла технология работы на персональном компьютере на рабочем месте пользователя.

Телеграф передал все свои функции телефону. Телефон постепенно вытесняется службой экспресс – доставки. Телекс передал большинство своих функций факсу и электронной почте и т.д.

При внедрении новой информационной технологии в организации необходимо оценить риск отставания от конкурентов в результате ее неизбежного устаревания со временем, так как информационные продукты, как никакие другие виды материальных товаров, имеют чрезвычайно высокую скорость сменяемости новыми видами или версиями. Периоды сменяемости колеблются от нескольких месяцев до одного года.

Если в процессе внедрения новой информационной технологии этому фактору не уделять должного внимания, возможно, что к моменту завершения перевода фирмы на новую информационную технологию она уже устареет и придется принимать меры к ее модернизации. Такие неудачи с внедрением информационной технологии обычно связывают с несовершенством технических средств, тогда как основной причиной неудач является отсутствие или слабая проработанность методологии использования информационной
технологии.

Методология использования информационной технологии. Централизованная обработка информации на ЭВМ вычислительных центров была первой исторически сложившейся технологией. Создавались крупные вычислительные центры (ВЦ) коллективного пользования, оснащенные большими ЭВМ (в нашей стране – ЭВМ ЕС). Применение таких ЭВМ позволяло обрабатывать большие массивы входной информации и получать на этой основе различные виды информационной продукции, которая затем передавалась пользователям. Такой технологический процесс был обусловлен недостаточным оснащением вычислительной техникой предприятий и организаций в 60–70-е годы.

Достоинства методологии централизованной технологии:

• возможность обращения пользователя к большим массивам информации в виде баз данных и к информационной продукции широкой номенклатуры;

• сравнительная легкость внедрения методологических решений по развитию и совершенствованию информационной технологии благодаря централизованному их принятию.

Недостатки такой методологии очевидны:

• ограниченная ответственность низшего персонала, который не способствует оперативному получению информации пользователем, тем самым препятствуя правильности выработки управленческих решений;

• ограничение возможностей пользователя в процессе получения и использования информации.

Децентрализованная обработка информации связана с появлением в 80-х годах персональных компьютеров и развитием средств телекоммуникаций. Она весьма существенно потеснила предыдущую технологию, поскольку дает пользователю широкие возможности в работе с информацией и не ограничивает его инициатив.

Достоинствами такой методологии являются:

• гибкость структуры, обеспечивающая простор инициативам пользователя;

• усиление ответственности низшего звена сотрудников;

• уменьшение потребности в пользовании центральным компьютером и, соответственно, контроле со стороны вычислительного центра;

• более полная реализация творческого потенциала пользователя благодаря использованию средств компьютерной связи.

Однако эта методология имеет свои недостатки:

• сложность стандартизации из-за большого числа уникальных разработок;

• психологическое неприятие пользователями рекомендуемых вычислительным центром стандартов и готовых программных продуктов;

• неравномерность развития уровня информационной технологии на локальных местах, что, в первую очередь, определяется уровнем квалификации конкретного работника.

Описанные достоинства и недостатки централизованной и децентрализованной информационной технологии привели к необходимости придерживаться линии разумного применения и того, и другого подхода. Такой подход именуется рациональной методологией и в этом случае обязанности могут распределяться следующим образом:

• вычислительный центр может отвечать за выработку общей стратегии использования информационной технологии, помогать пользователям как в работе, так и в обучении, устанавливать стандарты и определять политику применения программных и технических средств;

• персонал, использующий информационную технологию, может придерживаться указаний вычислительного центра, осуществлять разработку своих локальных систем и технологий в соответствии с общим планом организации.

Рациональная методология использования информационной технологии может позволить достичь большей гибкости, поддерживать общие стандарты, осуществлять совместимость информационных локальных продуктов, снизить дублирование деятельности и др.

Выбор вариантов внедрения информационной технологии на предприятии. При внедрении информационной технологии на предприятии необходимо выбрать одну из двух основных концепций, отражающих сложившиеся точки зрения на существующую структуру организации и роль в ней компьютерной обработки информации.

Первая концепция ориентируется на существующую структуру предприятия. Информационная технология приспосабливается к организационной структуре, и происходит лишь модернизация методов работы. Коммуникации развиты слабо, рационализируются только рабочие места. Происходит распределение функций между техническими работниками и специалистами. Степень риска от внедрения новой информационной технологии минимальна, так как затраты незначительны и организационная структура фирмы не
меняется.

Основной недостаток такой стратегии – необходимость непрерывных изменений формы представления информации, приспособленной к конкретным технологическим методам и техническим средствам. Любое оперативное решение «вязнет» на различных этапах информационной технологии.

К достоинствам стратегии можно отнести минимальные степень риска и затраты.

Вторая концепция ориентируется на будущую структуру предприятия. Существующая структура будет модернизироваться.

Данная стратегия предполагает максимальное развитие коммуникаций и разработку новых организационных взаимосвязей. Продуктивность организационной структуры фирмы возрастает, так как рационально распределяются архивы данных, снижается объем циркулирующей по системным каналам информации и достигается сбалансированность между решаемыми задачами.

К основным ее недостаткам следует отнести:

• существенные затраты на первом этапе, связанном с разработкой общей концепции и обследованием всех подразделений предприятия;

• наличие психологической напряженности, вызванной предполагаемыми изменениями структуры предприятия и, как следствие, изменениями штатного расписания и должностных обязанностей.

Достоинствами данной стратегии являются:

• рационализация организационной структуры;

• максимальная занятость всех работников;

• высокий профессиональный уровень;

• интеграция профессиональных функций за счет использования компьютерных сетей.

Новая информационная технология на предприятии должна быть такой, чтобы уровни информации и подсистемы, ее обрабатывающие, связывались между собой единым массивом информации. При этом предъявляются два требования. Во-первых, структура системы переработки информации должна соответствовать распределению полномочий на предприятии. Во-вторых, информация внутри системы должна функционировать так, чтобы достаточно полно отражать уровни управления.

3. Принципиальные сложности построения информационной технологии для реализации опыта.

Опыт психически нормального человека выражается, во-первых, в его «рефлексах» или, точнее, – в его неосознанных действиях (реакциях) на внешние возмущающие факторы, то есть действиях, не имеющих осознанной мотивации. И, во-вторых, посредством языковых средств, формирующих его личностные осознанные представления об обстоятельствах, называемые экспертными знаниями. Реальный (повседневный, бытовой) опыт имеет обе составляющих: и рефлекторную, и экспертную, – и проявляется в формах умения и навыка (физического, психофизиологического, интеллектуального и др.).

Опыт не предоставляет человеку требуемое знание о чём-то конкретном или о чём-то в конкретной обстановке. Опыт предоставляет человеку возможность получить (изготовить) требуемое знание для конкретной обстановки, предполагая, что его и рефлекторная, и экспертная составляющие были адекватны каким-то обстоятельствам, похожим, подобным или напоминающим данную обстановку (ситуацию, событие, состояние и пр.). Надо подчеркнуть, что опыт предоставляет, а человек реализует эту возможность получения знания о требуемых действиях для конкретных обстоятельств.

Здесь опыт и конкретности выступают как исходный материал, на основе которого конкретный человек делает заключение (выбор, вывод). Наверное, никогда не узнать, как на самом деле он это делает. В общепринятой терминологии это можно представить неким законом, способом или тактикой преобразования (трансформации) исходного материала в конечные результаты, которой владеет или которую знает данный конкретный человек. Таким образом, не будет заблуждением утверждение о том, что в процессе получения (изготовления) требуемого знания для конкретной обстановки, то есть в процессе принятия окончательного решения участвуют следующие компоненты:

– конкретный человек,

– конкретный опыт,

– некий способ производства знаний (на основе опыта и восприятия конкретной обстановки) для конкретных обстоятельств.

Среди этих компонентов человек играет особую роль:

а) как «хранитель» опыта;

б) как толкователь опыта;

в) как «выборщик» способа преобразования (трансформации) исходного материала в конечные результаты и, наконец;

г) как оценщик качества («уровня», степени) адекватности полученного на основе опыта знания для его применения в данных конкретных обстоятельствах.

Очевидно, что для создания информационной технологии необходимо реализовать в ней все отмеченные компоненты. Но для этого они должны быть хотя бы частично формализованы, то есть задача должна быть хотя бы частично структурированной. Понятно, что не только описать, но и представить то, что подчас не осознаётся (умение, навык, привычка, склонность), – концептуально сложное мероприятие во всех его аспектах.

Информационная технология реализует два вида процессов:

– процессы преобразования сведений, которые принято именовать процессами преобразования информации,

– процессы взаимодействия со средой применения, называемые обычно интеллектуальным интерфейсом.

Без воплощения процессов преобразования информации нет информационной технологии по определению. Поэтому основные усилия при её разработке для реализации опыта могут быть концентрированы только на представлении экспертных знаний и возможных вариантах их формальной или интерактивной трансформации, то есть на всём том, что является результатом осмысленного описания и опыта, и обстоятельств его применимости. А поскольку результат осмысленного описания есть не что иное, как лингвистическая модель, то процесс создания и использования информационной технологии есть процесс моделирования опыта и реальных обстоятельств.

Контрольные вопросы по лекции 22:

1. Поясните ваше понимание опыта.

2. Какая «связь» опыта и технологии?

3. В чём заключается основное методологическое предназначение опыта?

4. Как изложены представления об информации в Федеральном законе «Об информации, информатизации и защите информации»?

5. Поясните содержательность термина информация.

6. Что такое мера информации?

7. Что такое технология?

8. Что такое информационная технология?

9. Поясните инструментарий информационной технологии.

10. Что такое информационная система?

11. Объясните компоненты структуры информационной системы.

12. Какова роль правового обеспечения в структуре ИС?

13. Зачем введено понятие структурированности задачи?

14. Объясните рисунок 59.

15. В чём проблемы использования информационных технологий?

16. Объясните содержательность основных сложностей построения информационной технологии для реализации опыта.