Московский государственный открытый университет им. В.С. Черномырдина
Опубликован: 20.01.2011 | Доступ: свободный | Студентов: 2137 / 407 | Оценка: 4.14 / 3.69 | Длительность: 27:06:00
Лекция 1:

Введение в дисциплину

Лекция 1: 12 || Лекция 2 >
Аннотация: В лекции показано, что "Информационные технологии - это новая отрасль знаний. Дисциплина "Информационные технологии проектирования РЭС" представлена как новый виток, более высокий уровень в проектировании РЭС. Даются основные понятия и определения, отвечающие современному уровню.
Ключевые слова: информационные технологии проектирования РЭС, место, информатизация, информация, автоматизированная информационная технология, технология, информационная технология, технологический процесс, CAL, интернационализация, лицензия, ПО, эволюция, торговля, знание, значение, энергия, интеллектуализация, экранная форма, информационное общество, моделирование, вычислительный эксперимент, искусственный интеллект, формализуемая задача, авария, information, представление, отображение, интеграция, интеллектуальные задачи, вывод, распознавание образов, logo, управляющий процесс, множества, out-of-process, очередь, предметной области, полнота, средняя величина, унификация, интегральная схема, декомпозиция, операции, информационная система, улучшение, средства автоматизации, деятельность, мультимедийность, мультимедиа, объединение, графика, мультипликация, многомодальность, пассивный, v.xx, информатика, ресурс, определение, математическое обеспечение, информационный поток, страта, алгоритмическая, почта, компьютер, персональный компьютер, компьютерные сети, определенность алгоритма, коммуникационное оборудование, принятия решений, БД, программные средства, цикла, процесс обработки данных, информационных систем, работ, метод управления, экспертная система, телекоммуникации, телеконференция, локальная вычислительная сеть, реинжиниринг, бизнес-процессы, acquisition, XML, markup, language, обмен данными, Интернет, САПР, АСУ, максимум

Основное назначение лекции - показать новизну, важность дисциплины " Информационные технологии проектирования РЭС " и её место среди других дисциплин проектирования РЭС. Кроме того, необходимо привести основные термины и определения, которые определены на современном уровне знаний.

1.1. Информационные технологии - новая отрасль знаний

Человечество вступило в эру информатизации, и это проявляется в следующем:

  • информация и информационные ресурсы на мировом рынке становятся важнейшим высокотехнологичным продуктом;
  • фирмы, разрабатывающие автоматизированные информационные технологии, занимают ведущие позиции в мировой экономике, определяют дальнейшие направления развития конкурентоспособной продукции;
  • без информатизации невозможно создание высоких технологий ;
  • информационные технологии (ИТ) открывают новые возможности в повышении эффективности производственных процессов, в сфере образования и быта, они выводят на новый уровень автоматизацию технологических процессов и управленческий труд, обеспечивают групповое ведение проектных работ, Интернет - технологии, CALS- технологии, дистанционное образование и т. д.;
  • информатизация общества ведет к интернационализации производства.

Показателем научно-технической мощи страны становится внешнеторговый баланс профессиональных знаний, который реализуется рынком лицензий производственных процессов, "ноу-хау" и консультациями по применению наукоемких изделий. Например, США около 80% нововведений передают дочерним предприятиям в других странах. Пока эти предприятия осваивают предложенную технологию, в США готовят новые, т. е. реализуется опережающий технологический цикл высокоразвитой страны. К числу важнейших компонентов информационной мощи США относится глобальное лидерство в разработке, производстве и использовании информационных технологий.

Таким образом, эволюция мирового рынка дает преимущества стране, создающей у себя и передающей для производства другим странам наукоемкие изделия. Последние должны включать новые технологии и современные профессиональные знания. Идет торговля невидимым продуктом: знаниями, культурой; происходит навязывание высокоразвитыми странами стереотипа поведения. Именно поэтому в информационном обществе стратегическим ресурсом становятся информация, знание, творчество. Посредством дистанционного обучения, компьютерных игр, компьютерных видеофильмов и других ИТ компьютерные технологии оказывают огромное влияние на формирование условий и среды, в которых развиваются и процветают таланты. Предполагается, что социальное влияние информационной революции будет заключаться в синтезе западной и восточной мысли.

ИТ играют серьезную стратегическую роль в развитии каждой страны. Их значение быстро увеличивается за счет того, что ИТ:

  • активизируют и повышают эффективность использования информационных ресурсов, обеспечивают экономию сырья, энергии, полезных ископаемых, материалов и оборудования, людских ресурсов, социального времени;
  • реализуют наиболее важные и интеллектуальные функции социальных процессов;
  • занимают центральное место в процессе интеллектуализации общества, в развитии системы образования, культуры, новых (экранных) форм искусства, популяризации шедевров мировой культуры и истории развития человечества;
  • обеспечивают информационное взаимодействие людей, способствуют распространению массовой информации ;
  • быстро ассимилируются культурой общества, снимают многие социальные, бытовые и производственные проблемы, расширяют внутренние и международные экономические и культурные связи, влияют на миграцию населения по планете;
  • оптимизируют и автоматизируют информационные процессы в период становления информационного общества;
  • играют ключевую роль в процессах получения, накопления, распространения новых знаний по трем направлениям.

Первое из них - информационное моделирование, позволяющее проводить "вычислительный эксперимент" даже в условиях, которые невозможны при натуральном эксперименте из-за опасности, сложности и дороговизны.

Второе направление основано на методах искусственного интеллекта, оно позволяет находить решения плохо формализуемых задач, задач с неполной информацией и нечеткими исходными данными по аналогии с созданием метапроцедур, используемых человеческим мозгом.

Третье направление базируется на методах когнитивной графики, т. е. совокупности приемов и методов образного представления условий задачи, которые позволяют сразу увидеть решение либо получить подсказку для его нахождения. Оно открывает возможности познания человеком самого себя, принципов функционирования своего сознания. Кроме того, в этом случае становится возможным реализовать методы информационного моделирования глобальных процессов, что обеспечивает возможность прогнозирования многих природных ситуаций в регионах повышенной социальной и политической напряженности, экологических катастроф, крупных техногенных аварий.

Подводя итог сказанному, подчеркнем еще раз, в чем же новизна данной дисциплины. А новизна заключается, прежде всего, в повышении интеллектуальности систем проектирования, во внедрении в процесс проектирования идей искусственного интеллекта и экспертных систем как разновидности ИИ.

1.2. Основные определения

Ежегодно терминология в области ИТ пополняется новыми понятиями, аббревиатурами и т. п., поэтому в настоящем разделе приводятся лишь определения самого общего характера.

Сам термин информация происходит от латинского слова information - "разъяснение, осведомление, изложение". Понятие " информация " достаточно широко используется в обычной жизни современного человека, поэтому каждый имеет интуитивное представление о том, что это такое. Но когда наука начинает применять общеизвестные понятия, она уточняет их, ограничивает использование термина строгими рамками его применения в конкретной научной области. Так, понятие информации, становясь предметом изучения многих наук, в каждой из них конкретизируется и обогащается. Понятие информации является одним из основных в современной науке. Значение информации в жизни общества стремительно растет, меняются методы работы с информацией, расширяются сферы применения новых информационных технологий. Сложность явления информации, его многоплановость, широта сферы применения и быстрое развитие отражаются в постоянном появлении новых толкований понятий информации и информационных технологий. Поэтому имеются разные определения понятия информации, от наиболее общего, философского - " Информация есть отражение реального мира", - до узкого, практического - " Информация есть все сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования". Приведем для сопоставления также некоторые другие определения и характеристики.

  • Информация является одной из фундаментальных сущностей окружающего нас мира (акад. Г. Поспелов).
  • Информация - сведения, передаваемые одними людьми другим людям устным, письменным или каким-нибудь другим способом (БСЭ).
  • Информация является одним из основных универсальных свойств материи.

Под информацией необходимо понимать не сами предметы и процессы, а их отражение или отображение в виде чисел, формул, описаний, чертежей, символов, образов. Сама по себе информация может быть отнесена к области абстрактных категорий, подобных, например, математическим формулам, однако работа с ней всегда связана с использованием каких-нибудь материалов и затратами энергии. Информация хранится в наскальных рисунках древних людей в камне, в текстах книг на бумаге, в картинах на холсте, в музыкальных записях, в данных оперативной памяти компьютера, в наследственном коде ДНК в каждой живой клетке, в памяти человека в его мозгу и т. д. Для ее записи, хранения, обработки, распространения нужны материалы (камень, бумага, холст, магнитная лента, электронные носители данных). Кроме того, нужна энергия - например, для того, чтобы приводить в действие печатающие машины, создавать искусственный климат для хранения шедевров изобразительного искусства, питать электричеством электронные схемы калькулятора, поддерживать работу передатчиков на радио- и телевизионных станциях.

Термин информатизация может расшифровываться как эффективное использование обществом информации и средств вычислительной техники во всех сферах деятельности, как комплекс мер, направленных на обеспечение полного и своевременного использования достоверных знаний во всех общественно значимых видах человеческой деятельности. Основная цель информатизации - обеспечение решения актуальных проблем общества, удовлетворение спроса на информационные продукты и услуги. Важность информатизации подчеркивается ее местом в "концепции четырех И", т. е. информатизация, интеллектуализация, интеграция и индивидуализация.

Под интеллектуализацией понимается создание и использование систем, решающих интеллектуальные задачи (накопление знаний и вывод новых, распознавание образов, общение с пользователем на естественном языке и т. д.).

Интеграция предполагает комплексное решение научных, технических и социальных задач в целях развития общества.

Индивидуализация проявляется в развитии сегмента функциональных и личностных услуг во всех сферах человеческой деятельности.

Термин технология произошел от греческого teche + logos, т. е. "мастерство + учение". В производственном процессе под технологией понимают систему взаимосвязанных способов обработки материалов и приемов изготовления продукции.

В общем случае технология - это правила действия с использованием каких-либо средств, которые являются общими для целой совокупности задач или задачных ситуаций. Если реализация технологии направлена на выработку управляющих воздействий, то это технология управления.

В узком смысле технология - это набор способов, средств выбора и осуществления управляющего процесса из множества возможных реализаций этого процесса.

Под процессом (processes (лат.) - продвижение) здесь понимается функционально законченная, планируемая последовательность типовых операций со структурами данных, совершаемых за конечный промежуток времени в определенной среде, свойства которой диктуются требованиями и свойствами динамики процесса. В свою очередь, процесс может быть применен и к информации с целью ее преобразования.

В последнее время широкое распространение получили термины безбумажная технология, интерактивная технология, технология программирования, технология проектирования баз данных, CALS (Continuous Acquisition and Lifecycle Suрроrt) - технология, сетевая технология, Internet- технология, технология анализа и реинжиниринга бизнес-процессов и др. Все они предполагают использование информации, т.е. любого вида сведений о предметах, фактах, понятиях предметной области.

Современная технология должна отвечать следующим требованиям:

  • высокая степень расчлененности процесса на стадии (фазы);
  • системная полнота (целостность) процесса, который включает все элементы, обеспечивающие необходимую завершенность действий в достижении поставленной цели;
  • регулярность процесса и однозначность его фаз, позволяющие применять средние величины при характеристике этих фаз, а следовательно, их стандартизацию и унификацию.

В понятии " технология " важно выделить два аспекта. Во-первых, технология неразрывно связана с процессом, т. е. совокупностью действий, осуществляемых во времени. Во-вторых, технологический процесс протекает в искусственных системах, созданных человеком для удовлетворения каких-либо потребностей. В широком смысле под технологией понимают науку о законах производства материальных благ. В это понятие вкладывают три основные части:

  • идеологию, т. е. принципы производства;
  • орудия труда, т. е. станки, машины, агрегаты;
  • кадры, владеющие профессиональными навыками.

Эти составляющие называют, соответственно, информационной, инструментальной и социальной. Другими словами, информационный аспект включает описание принципов и методов производства, инструментальный - орудия труда, с помощью которых реализуется производство, социальный - кадры и их организацию.

В более узком промышленном смысле технология рассматривается как последовательность действий над предметом труда в целях получения конечного продукта, например, технология получения интегральных схем или изготовления РЭС.

Для конкретного производства технологию понимают в узком смысле как совокупность приемов и методов, определяющих последовательность действий для реализации производственного процесса. Уровень технологий связан с научно-техническим прогрессом общества и влияет на его социальную структуру, культуру и идеологию. Для любой технологии могут быть выделены цель, предмет и средства.

Целью технологии в промышленном производстве является повышение качества продукции, сокращение сроков ее изготовления и снижение себестоимости.

Методология любой технологии включает в себя: декомпозицию производственного процесса на отдельные взаимосвязанные и подчиненные составляющие (стадии, этапы, фазы, операции); реализацию определенной последовательности выполнения операций, этапов и стадий производственного процесса в соответствии с целью технологии ; технологическую документацию, формализующую выполнение всех составляющих.

Производство информации направлено на целесообразное использование информационных ресурсов и снабжение ими всех элементов организационной структуры и реализуется путем создания информационной системы. Информационные ресурсы являются исходным "сырьем" для системы управления любой организационной структурой. Конечным продуктом является принятое решение. Принятие решения в большинстве случаев осуществляется в условиях недостатка информации, поэтому степень использования информационных ресурсов во многом определяет эффективность работы организации.

В своем становлении любая отрасль, в том числе и информационная, проходила стадии от кустарного ремесленного производства к производству, основанному на высоких технологиях. В развитии технологии выделяют два принципиально разных этапа. Один характеризуется непрерывным совершенствованием установившейся базисной технологии и достижением верхнего предельного уровня, когда дальнейшее улучшение является неоправданным из-за больших экономических вложений. Другой этап отличается отказом от существующей технологии и переходом к принципиально иной, развивающейся по законам первого этапа.

Под информационными технологиями понимается вся совокупность форм, методов и средств автоматизации информационной деятельности в различных сферах.

До настоящего времени не разработано общей теории информационных технологий (ИТ) как системы целостных взаимосвязанных приемов, методов и средств обработки информации, не определены основные понятия ИТ. Но достаточно понимать сущность ИТ, а также объяснить ее научное и практическое значение. Тем более что в проектировании и создании конкретных ИТ переплетается много задач из различных научных дисциплин.

Как наука ИТ включает методологические и методические положения, организационные установки, методы использования инструментально-технических средств и т. д., - все то, что регламентирует и поддерживает информационное производство и деятельность людей, вовлеченных в это производство. Трансформация новых научных знаний в конкретную информационную технологию - основная задача ИТ как науки.

Ввиду дискуссионности предмета обсуждения приведём несколько понятий ИТ:

  • ИТ - это совокупность научных методов и технических приемов производства информационных продуктов и услуг с примененим всего многообразия средств вычислительной техники и связи;
  • ИТ - это пограничная область, которая охватывает как вычислительную технологию, так и конкретную социальную информационную практику, рационализирующую ее за счет широкого применения вычислительной техники;
  • ИТ - это совокупность принципиально новых средств и методов, обеспечивающих создание, обработку, передачу, отображение и хранение информации.

Огромный толчок развитию информационных технологий принесла разработка мультимедийных средств.

Мультимедиа - это объединение нескольких средств представления информации в одной системе. Обычно под мультимедиа подразумевается объединение в компьютерной системе таких средств представления информации, как текст, звук, графика, мультипликация, видеоизображения и пространственное моделирование. Термин " мультимедиа " стал популярным сравнительно недавно, в связи с появлением мощных недорогих компьютеров.

В настоящее время имеются настольные компьютеры, способные работать со звуковой и видеоинформацией, манипулировать ею для получения специальных эффектов, синтезировать и воспроизводить звуки и видеоинформацию, создавать все виды графической информации, включая анимационные изображения, и объединять все это в едином представлении мультимедиа. Представления с использованием средств мультимедиа являются захватывающими, так как они многомодальны, т. е. одновременно воздействуют на несколько органов чувств и поэтому вызывают повышенный интерес и повышенное внимание у аудитории. Такое объединение сред обеспечивает качественно новый уровень восприятия информации: человек не просто пассивно созерцает, а активно участвует в происходящем. Именно этот феномен участия, а также технологические успехи производителей определили мультимедийный бум последних лет.

Информационные технологии обеспечивают переход от рутинных методов к промышленным методам и средствам работы с информацией в различных сферах человеческой деятельности, давая возможность рационально и эффективно ее использовать.

Лекция 1: 12 || Лекция 2 >