Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Апреля 2012 в 17:24, дипломная работа
Технология при переводе с греческого (techne) означает искусство, мастерство, умение, а это не что иное, как процессы.
Под процессом следует понимать определенную совокупность действий, направленных нa достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализоваться с помощью совокупности различных средств и методов.
Под технологией материального производства понимают совокупность средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние материи в целях получения продукта.
Информация является одним из ценнейших ресурсов общества, наряду с такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и др., а значит, процесс ее переработки по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как технологию. Тогда справедливо следующее определение.
Информационная технология (ИТ) - совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).
Раздел 1. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ_ 3
1.1 Содержание информационной технологии_ 3
1.1.1 Определение информационной технологии_ 3
1.1.2 Инструментарий информационной технологии_ 4
1.1.3 Информационная технология и информационная система 5
1.2 Этапы развития информационных технологий_ 6
1.3 Особенности новых информационных технологий_ 8
1.4 Проблемы использования информационных технологий_ 9
Раздел 2. ВИДЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ_ 10
2.1 Общая классификация видов информационных технологий_ 10
2.1.1 Структура управления организацией_ 10
2.1.2 Классификация видов информационных технологий_ 12
2.2 Информационная технология обработки данных_ 16
2.3 Информационная технология управления_ 19
2.4 Автоматизация офисной деятельности_ 21
2.5 Информационная технология поддержки принятия решений_ 25
2.6 Экспертные системы_ 29
2.6.1 Типы экспертных систем_ 30
2.6.2 Виды знаний_ 31
2.6.3 Способы формализованного представления знаний в БЗ_ 32
2.6.4 Области применения ЭС_ 33
Раздел 3. ОРГАНИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ_ 36
3.1 Модели информационных процессов передачи, обработки, накопления данных_ 36
3.1.1 Обобщенная схема технологического процесса обработки информации 36
3.1.2 Сбор и регистрация информации_ 37
3.1.3 Передача информации_ 40
3.1.4 Обработка информации_ 41
3.1.5 Хранение и накопление информации_ 43
3.2 Системный подход к решению функциональных задач и к организации информационных процессов_ 45
Раздел 4. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РАЗЛИЧНЫХ ОБЛАСТЯХ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ_ 48
4.1 Информационные технологии в системах организационного управления 48
5.3.1 ЭВМ при выборе решений в области технологии, организации, планирования и управления производством_ 48
5.3.2 Возможности использования новых информационных технологий в системах организационного управления 49
4.2 Информационные технологии в обучении_ 52
4.3 Автоматизированные системы научных исследований_ 54
4.4 Системы автоматизированного проектирования 55
4.5 Геоинформационные системы и технологии_ 56
Раздел 5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМАХ 59
5.1 Технологии распределенных вычислений (РВ) 59
5.2 Распределенные базы данных_ 61
5.3 Технологии и модели "Клиент-сервер" 63
5.3.1 Модель файлового сервера 64
5.3.2 Модель удаленного доступа к данным_ 65
5.3.3 Модель сервера базы данных_ 67
5.3.4 Модель сервера приложений_ 68
5.4 Технологии объектного связывания данных_ 69
5.5 Технологии реплицирования данных_ 72
Раздел 6. ТЕХНОЛОГИИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 75
6.1 Понятие о компьютерном математическом моделировании. 75
6.1.1 Общие сведения о компьютерном математическом моделировании 75
6.1.2 Классификация математических моделей_ 75
6.2 Этапы, цели и средства компьютерного математического моделирования 77
6.2.1 Моделирования случайных процессов 80
6.2.2 Особенности имитационного моделирования производственных систем 81
Раздел 7. ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ_ 83
7.1 Общая характеристика технологии создания программного обеспечения 83
7.2 Современные методы и средства разработки программного обеспечения 87
7.1.1 Современные методы разработки ПО_ 87
7.1.2 Инструментарий технологии программирования 91
7.1.3 Средства для создания приложений_ 91
7.1.4 CASE-технологии_ 94
7.3 Языки и системы программирования 95
7.3.1 Развитие языков программирования 95
7.3.2 Современные системы программирования 99
7.4 Архитектура программных систем_ 101
Технология ГИС применима везде, где необходимо учитывать, обрабатывать и демонстрировать территориально распределенную информацию. Пользователями ГИС-технологии могут быть как организации, чья деятельность целиком базируется на земле владельцы нефтегазовых предприятий, экологические службы, жилищно-коммунальное хозяйство, так и многочисленные коммерческие предприятия - банки, страховые, торговые и строительные фирмы, чья успешная работа во многом зависит от правильного и своевременного учета территориального фактора.
В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: континенте, стране, городе, улице.
БД организуется в виде набора слоев информации. Основной шрифт содержит географически привязанную карту местности (топооснова). На него накладываются другие слои, несущие информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации, в том числе линии электропередач, нефте- и газопроводы, водопроводы, промышленные объекты, земельные участки, почвы, коммунальное хозяйство, землепользование и др.
В процессе создания и наложения слоев друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных.
Как правило, информация представляется графически в векторном виде, что позволяет уменьшить объем хранимой информации и упростить операции по визуализации. С графической информацией связана текстовая, табличная, расчетная информация, координатная привязка к карте местности, видеоизображения, аудиокомментарии, БД с описанием объектов и их характеристик.
Многие ГИС включают аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации.
Программное ядро ГИС можно условно разделить на две подсистемы: СУБД и управление графическим выводом изображения. В качестве СУБД используют SQL-серверы.
Рассмотрим типовую схему организации ГИС-технологии, в настоящее время сложился основной набор компонентов, составляющих ГИС. К ним относятся:
1) приобретение и предварительная подготовка данных;
2) ввод и размещение данных;
3) управление данными;
4) манипуляция данными и их анализ;
5) производство конечного продукта.
Функциональным назначением данных компонентов является:
Приобретение и подготовка исходных данных; включает манипуляции с исходными данными карт - материалами на твердой или бумажной основе, данными дистанционного зондирования, результатами полевых испытаний, текстовыми (табличными) материалами, с архивными данными.
Ввод и размещение пространственной и непространственной составляющих данных включает конвертирование информации во внутренние форматы системы и обеспечение структурной и логической совместимости всего множества порождаемых данных.
Управление данными предполагает наличие средств оптимальной внутренней организации данных, обеспечивающих эффективный доступ к ним.
Функции манипуляции и анализа представлены средствами, предназначенными для содержательной обработки данных в целях обработки и реорганизации данных. С точки зрения пользователя, эти функции являются главными в ГИС-технологиях, потому что позволяют получать новую информацию, необходимую для управления, исследовательских целей, прогнозирования.
Производство конечного продукта включает вывод полученных результатов для конечных потребителей ГИС. Эти продукты могут представлять карты, статистические отчеты, различные графики, стандартные формы определенных документов.
Кроме этого, каждый картографический объект может иметь атрибутивную информацию, в которой содержится информация, которая не обязательно должна отображаться на карте (например, число жильцов какого-либо дома и их социальный статус).
Подавляющее большинство ГИС-систем различают геометрическую и атрибутивную компоненты баз данных ГИС. Их часто называют также пространственными (картографическими, геометрическими) и непространственными (табличными, реляционными) данными.
Картографичекая информация представляется точками, кривыми и площадными объектами.
Атрибутивная информация содержит текстовые, числовые, логические данные о картографических объектах. Большинство современных ГИС-инструментариев позволяют хранить информацию в составе БД, как правило, реляционных.
Атрибутивная информация хранится в виде отдельных табличных файлов, как правило, в форматах реляционных баз данных систем DBF, PARADOX, ORACLE, INGRESS. Такой способ характерен как для западных коммерческих продуктов, так и современных отечественных разработок.
Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь динамичные способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы, чтобы реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных.
Управление крупными предприятиями, управление экономикой на уровне страны требуют участия в этом процессе достаточно крупных коллективов. Такие коллективы могут располагаться в различных районах города, в различных регионах страны и даже в различных странах. Для решения задач управления, обеспечивающих реализацию экономической стратегии, становятся важными и актуальными скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тесного взаимодействия всех участвующих в процессе выработки управленческих решений.
В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы их задач. Однако сложность решаемых задач обратно пропорциональна их количеству, и это приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ при значительных материальных затратах. Нельзя не учитывать и тот факт, что доступ к ресурсам компьютеров был затруднен из-за существующей политики централизации вычислительных средств в одном месте.
Принцип централизованной обработки данных (рис. 5.1) не отвечал высоким требованиям к надежности процесса обработки, затруднял развитие систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме. Кратковременный выход из строя центральной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом.
I
Рис. 5.1 - Система централизованной обработки данных
Появление персональных компьютеров потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к созданию новых информационных технологий. Возникло логически обоснованное требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных (рис. 5.2).
Рис. 5.2 - Система распределенной обработки данных
Распределенная обработка данных - обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.
В основе распределенных вычислений лежат две основные идеи:
§ много организационно и физически распределенных пользователей, одновременно работающих с общими данными - общей базой данных (пользователи с разными именами, которые могут располагаться на различных вычислительных установках, с различными полномочиями и задачами);
§ логически и физически распределенные данные, составляющие и образующие тем не менее, общую базу данных (отдельные таблицы, записи и даже поля могут располагаться на различных вычислительных установках или входить в различные локальные базы данных).
Дня реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из следующих направлений:
§ многомашинные вычислительные комплексы (МВК);
§ компьютерные (вычислительные) сети.
Многомашинный вычислительный комплекс - группа установленных рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно единый информационно-вычислительный процесс. Под процессом понимается некоторая последовательность действий для решения задачи, определяемая программой.
Многомашинные вычислительные комплексы могут быть:
§ локальными, при условии установки компьютеров в одном помещении, не требующих для взаимосвязи специального оборудования и каналов связи;
§ дистанционными, если некоторые компьютеры комплекса установлены на значительном расстоянии от центральной ЭВМ и для передачи данных используются телефонные каналы связи.
Пример 1. Три ЭВМ объединены в комплекс для распределения заданий, поступающих на обработку. Одна из них выполняет диспетчерскую функцию и распределяет задания в зависимости от занятости одной из двух других обрабатывающих ЭВМ. Это локальный многомашинный комплекс.
Пример 2. ЭВМ, осуществляющая сбор данных по некоторому региону, выполняет их предварительную обработку и передает для дальнейшего использования на центральную ЭВМ по телефонному каналу связи. Это дистанционный многомашинный комплекс.
Компьютерная (вычислительная) сеть - вычислительная система, включающая в себя несколько компьютеров, терминалов и других аппаратных средств, соединенных между собой линиями связи, обеспечивающими передачу данных
Терминал - устройство, предназначенное для взаимодействия пользователя с вычислительной системой или сетью ЭВМ. Состоит из устройства ввода (чаще всего это клавиатура) и одного или нескольких устройств вывода (дисплей, принтер и т.д.).
Системы распределенных вычислений появляются, прежде всего, по той причине, что в крупных автоматизированных информационных системах, построенных на основе корпоративных сетей, не всегда удается организовать централизованное размещение всех баз данных и СУБД на одном узле сети. Поэтому системы распределенных вычислений тесно связаны с системами управления распределенными базами данных.
Распределенная база данных - это совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределенных в компьютерной сети.
Система управления распределенной базой данных - это программная система, которая обеспечивает управление распределенной базой данных и прозрачность ее распределенности для пользователей.
Распределенная база данных может объединять базы данных, поддерживающие любые модели (иерархические, сетевые, реляционные и объектно-ориентированные базы данных) в рамках единой глобальной схемы. Подобная конфигурация должна обеспечивать для всех приложений прозрачный доступ к любым данным независимо от их местоположения и формата.
Основные принципы создания и функционирования распределенных баз данных:
§ прозрачность расположения данных для пользователя (иначе говоря, для пользователя распределенная база данных должна представляться и выглядеть точно так же, как и нераспределенная);
§ изолированность пользователей друг от друга (пользователь должен "не чувствовать", "не видеть" работу других пользователей в тот момент, когда он изменяет, обновляет, удаляет данные);
§ синхронизация и согласованность (непротиворечивость) состояния данных в любой момент времени.
Из основных вытекает ряд дополнительных принципов:
§ локальная автономия (ни одна вычислительная установка для своего успешного функционирования не должна зависеть от любой другой установки);
§ отсутствие центральной установки (следствие предыдущею пункта);
§ независимость от местоположения (пользователю все равно, где физически находятся данные, он работает так, как будто они находятся на его локальной установке);
§ непрерывность функционирования (отсутствие плановых отключений системы в целом, например для подключения новой установки или обновления версии СУБД);
§ независимость от фрагментации данных (как от горизонтальной фрагментации, когда различные группы записей одной таблицы размещены на различных установках или в различных локальных базах, так и от вертикальной фрагментации, когда различные поля-столбцы одной таблицы размещены на разных установках);
§ независимость от реплицирования (дублирования) данных (когда какая-либо таблица базы данных (или ее часть) физически может быть представлена несколькими копиями, расположенными на различных установках);
§ распределенная обработка запросов (оптимизация запросов должна носить распределенный характер - сначала глобальная оптимизация, а далее локальная оптимизация на каждой из задействованных установок);
§ распределенное управление транзакциями (в распределенной системе отдельная транзакция может требовать выполнения действий на разных установках, транзакция считается завершенной, если она успешно завершена на всех вовлеченных установках);
§ независимость от аппаратуры (желательно, чтобы система могла функционировать на установках, включающих компьютеры разных типов);
§ независимость от типа операционной системы (система должна функционировать вне зависимости от возможного различия ОС на различных вычислительных установках);
§ независимость от коммуникационной сети (возможность функционирования в разных коммуникационных средах);
§ независимость от СУБД (на разных установках могут функционировать СУБД различного типа, на практике ограничиваемые кругом СУБД, поддерживающих SQL).
В обиходе СУБД, на основе которых создаются распределенные информационные системы, также характеризуют термином "распределенные СУБД", и, соответственно, используют термин "распределенные базы данных".
Практическая реализация распределенных вычислений осуществляется через отступление от некоторых рассмотренных выше принципов создания и функционирования распределенных систем. В зависимости от того, какой принцип приносится в "жертву" (отсутствие центральной установки, непрерывность функционирования, согласованного состояния данных и др.) выделились несколько самостоятельных направлений в технологиях распределенных систем - технологии "Клиент-сервер", технологии реплицирования, технологии объектного связывания.