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
Технически технология DАО основана на уже упоминавшемся протоколе ODBC, который принят за стандарт доступа не только к данным на SQL-серверах клиент-серверных систем, но и в качестве стандарта доступа к любым данным под управлением реляционных СУБД.
Непосредственно для доступа к данным на основе протокола ODBC используются специальные программные компоненты, называемые драйверами ODBC (инициализируемые на тех установках, где находятся данные).
Схематично принцип и особенности доступа к внешним базам данных на основе объектного связывания иллюстрируются на рис. 5 7.
Рис. 5.7 - Принцип доступа к внешним данным па основе ODBC
Прежде всего, современные настольные СУБД обеспечивают возможность прямого доступа к объектам (таблицам, запросам, формам) внешних баз данных "своих" форматов. Иначе говоря, в открытую в текущем сеансе работы базу данных пользователь имеет возможность вставить специальные ссылки-объекты и оперировать с данными из другой (внешней, т. е. не открываемой специально в данном сеансе) базы данных.
Объекты из внешней базы данных, вставленные в текущую базу данных, называются связанными и, как правило, имеют специальные обозначения для отличия от внутренних объектов. При этом следует подчеркнуть, что сами данные физически в файл (файлы) текущей базы данных не помещаются, а остаются в файлах своих баз данных. В системный каталог текущей базы данных помещаются все необходимые для доступа сведения о связанных объектах - внутреннее имя и внешнее, т. е. истинное имя объекта во внешней базе данных, полный путь к файлу внешней базы и г. п.
Связанные объекты для пользователя ничем не отличаются от внутренних объектов. Пользователь может также открывать связанные во внешних базах таблицы данных, осуществлять поиск, изменение, удаление и добавление данных, строить запросы по таким таблицам и т. д. Связанные объекты можно интегрировать в схему внутренней базы данных, т е. устанавливать связи между внутренними и связанными таблицами.
Технически оперирование связанными объектами из внешних баз данных "своего" формата мало отличается от оперирования с данными из текущей базы данных.
Ядро СУБД при обращении к данным связанного объекта по системному каталогу текущей базы данных находит сведения о месте нахождения и других параметрах соответствующего файла (файлов) внешней базы данных и прозрачно (т. е. невидимо для пользователя) открывает этот файл (файлы). Далее обычным порядком организует в оперативной памяти буферизацию страниц внешнего файла данных для непосредственно доступа и манипулирования данными.
Следует также заметить, что на основе возможностей многопользовательского режима работы с файлами данных современных операционных систем, с файлом внешней базы данных, если он находится на другой вычислительной установке, может в тот же момент времени работать и другой пользователь, что и обеспечивает коллективную обработку общих распределенных данных.
Подобный принцип построения распределенных систем при больших объемах данных в связанных таблицах приведет к существенному увеличению трафика сети, так как по сети постоянно передаются даже не наборы данных, а страницы файлов баз данных, что может приводить к пиковым перегрузкам сети. Поэтому представленные схемы локальных баз данных со взаимными связанными объектами нуждаются в дальнейшей тщательной проработке.
Не менее существенной проблемой является отсутствие надежных механизмов безопасности данных и обеспечения ограничений целостности. Совместная работа нескольких пользователей с одними и теми же данными обеспечивается только функциями операционной системы по одновременному доступу к файлу нескольких приложений.
Аналогичным образом обеспечивается доступ к данным, находящимся в базах данных наиболее распространенных форматов других СУБД, таких, например, как базы данных СУБД FoxPro, dBASE.
При этом доступ может обеспечиваться как непосредственно ядром СУБД, так и специальными дополнительными драйверами ISAM (Indexed Sequential Access Method), входящими, как правило, в состав комплекта СУБД.
Объектное связывание ограничивается только непосредственно таблицами данных, исключая другие объекты базы данных (запросы, формы, отчеты), реализация и поддержка которых зависят от специфики конкретной СУБД.
Определенной проблемой технологий объектного связывания является появление "брешей" в системах защиты данных и разграничения доступа. Вызовы драйверов ODBC для осуществления процедур доступа к данным помимо пути, имени файлов и требуемых объектов (таблиц), если соответствующие базы защищены, содержат в открытом виде пароли доступа, в результате чего может быть проанализирована и раскрыта система разграничения доступа и защиты данных.
Во многих случаях узким местом распределенных систем, построенных на основе технологий "Клиент-сервер" или объектного связывания данных, является недостаточно высокая производительность из-за необходимости передачи по сети большого количества данных. Определенную альтернативу построения быстродействующих распределенных систем предоставляют технологии реплицирования данных.
Репликой называют особую копию базы данных для размещения на другом компьютере сети с целью автономной работы пользователей с одинаковыми (согласованными) данными общего пользования.
Основная идея реплицирования заключается в том, что пользователи работают автономно с одинаковыми (общими) данными, растиражированными по локальным базам данных, обеспечивая с учетом отсутствия необходимости передачи и обмена данными по сети максимальную для своих вычислительных установок производительность.
Тиражирование (или репликация,) - создание дублирующих копий (репликатов) объектов данных на разных узлах с целью повышения доступности и/или сокращения времени доступа к критически важным данным.
Программное обеспечение СУБД для реализации такого подхода соответственно дополняется функциями тиражирования (реплицирования) баз данных, включая тиражирование как самих данных и их структуры, так и системного каталога с информацией о размещении реплик, иначе говоря, с информацией о конфигурировании построенной таким образом распределенной системы.
При этом, однако, возникают две проблемы обеспечения одного из основополагающих принципов построения и функционирования распределенных систем (а именно, - непрерывности согласованного состояния данных):
§ обеспечение согласованного состояния во всех репликах количества и значений общих данных;
§ обеспечение согласованного состояния во всех репликах структуры данных.
Обеспечение согласованного состояния общих данных, в свою очередь, основывается на реализации одного из двух принципов:
§ принципа непрерывного размножения обновлений (любое обновление данных в любой реплике должно быть немедленно размножено);
§ принципа отложенных обновлений (обновления реплик могут быть отложены до специальной команды или ситуации).
Принцип непрерывного размножения обновлений является основополагающим при построении так называемых систем реального времени, таких, например, как системы управления воздушным движением, системы бронирования билетов пассажирского транспорта и т.п., где требуется непрерывное и точное соответствие реплик или других растиражированных данных во всех узлах и компонентах подобных распределенных систем.
Реализация принципа непрерывного размножения обновлений заключается в том, что любая транзакция считается успешно завершенной, если она успешно завершена на всех репликах системы. На практике реализация этого принципа встречает существенные затруднения.
В целом ряде предметных областей распределенных информационных систем режим реального времени с точки зрения непрерывности согласования данных не требуется. Такие системы автоматизируют те организационно-технологические структуры, в которых информационные процессы не столь динамичны. В этом случае обновление реплик распределенной информационной системы, если она будет построена на технологии реплицирования, требуется, скажем, только лишь один раз за каждый рабочий час, или за каждый рабочий день.
Такого рода информационные системы строятся на основе принципа отложенных обновлений. Накопленные в какой-либо реплике изменения данных специальной командой пользователя направляются для обновления всех остальных реплик систем. Такая операция называется синхронизацией реплик.
Решение второй проблемы согласованности данных, а именно -согласованности структуры данных, осуществляется через частичное отступление, как и в системах "Клиент-сервер", от принципа отсутствия центральной установки и основывается на технике главной реплики, т.е одна из реплик базы данных объявляется главной. При этом изменять структуру базы данных можно только в главной реплике. Эти изменения структуры данных тиражируются на основе принципа отложенных обновлений, т.е. через специальную синхронизацию реплик.
Частичность отступления от принципа отсутствия центральной установки заключается в том, что в отличие от чисто централизованных систем, выход из строя главной реплики не влечет сразу гибель всей распределенной системы, так как остальные реплики продолжают функционировать автономно. Более того, на практике СУБД, поддерживающие технологию реплицирования, позволяют пользователю с определенными полномочиями (администратору системы) преобразовать любую реплику в главную и тем самым полностью восстановить работоспособность всей системы.
Технологии репликации данных в тех случаях, когда не требуется обеспечивать большие потоки и интенсивность обновляемых в информационной сети данных, являются экономичным решением проблемы создания распределенных информационных систем с элементами централизации по сравнению с использованием дорогостоящих клиент-серверных систем.
На практике для совместной коллективной обработки данных применяются смешанные технологии, включающие элементы объектного связывания данных, репликаций и клиент-серверных решений. При этом дополнительно к проблеме логического проектирования, т. е. проектирования логической схемы организации данных (таблицы, поля, ключи, связи, ограничения целостности), добавляется не менее сложная проблема транспортно-технологического проектирования информационных потоков, разграничения доступа и т. д. К сожалению, пока не проработаны теоретико-методологические и инструментальные подходы для автоматизации проектирования распределенных информационных систем с учетом факторов как логики, так и информационно-технологической инфраструктуры предметной области.
Тем не менее, развитие и все более широкое распространение распределенных информационных систем, определяемое самой распределенной природой информационных потоков и технологий, является основной перспективой развития автоматизированных информационных систем.
Модель - материальный объект, система математических зависимостей или программа, имитирующая структуру или функционирование исследуемого объекта.
Моделирование - представление различных характеристик поведения физической или абстрактной системы с помощью другой системы.
Математическое моделирование - метод исследования процессов и явлений на их математических моделях.
Изучение компьютерного математического моделирования открывает широкие возможности для осознания связи информатики с математикой и другими науками - естественными и социальными. Компьютерное математическое моделирование в разных своих проявлениях использует практически весь аппарат современной математики.
Математическое моделирование не всегда требует компьютерной поддержки. Каждый специалист, профессионально занимающийся математическим моделированием, делает все возможное для аналитического исследования модели. Аналитические решения (т.е. представленные формулами, выражающими результаты исследования через исходные данные) обычно удобнее и информативнее численных. Возможности аналитических методов решения сложных математических задач, однако, очень ограничены и, как правило, эти методы гораздо сложнее численных. В компьютерном моделировании доминируют численные методы, реализуемые на компьютерах. Однако понятия "аналитическое решение" и "компьютерное решение" отнюдь не противостоят друг другу, так как:
а) все чаще компьютеры при математическом моделировании используются не только для численных расчетов, но и для аналитических преобразований:
б) результат аналитического исследования математической модели часто выражен столь сложной формулой, что при взгляде на нее не складывается восприятия описываемого ей процесса. Эту формулу нужно представить графически, проиллюстрировать в динамике, иногда даже озвучить, т.е. проделать то, что называется "визуализацией абстракций". При этом компьютер - незаменимое техническое средство.
К классификации математических моделей можно подходить по-разному, положив в основу классификации различные принципы.
1) Классификация моделей по отраслям наук (математические модели в физике, биологии, социологии и т.д.);
2) Классификация моделей по применяемому математическому аппарату (модели, основанные на применении обыкновенных дифференциальных уравнений, дифференциальных уравнений в частных производных, стохастических методов, дискретных алгебраических преобразований и т.д.);
3) Классификация моделей с точки зрения целей моделирования.
§ дескриптивные (описательные) модели;
§ оптимизационные модели;
§ многокритериальные модели;
§ игровые модели;
§ имитационные модели.
Пример.
1) Моделируя движение кометы, вторгшейся в Солнечную систему, мы описываем (предсказываем) траекторию ее полета, расстояние, на котором она пройдет от Земли и т.д., т.е. ставим чисто описательные цели. У нас нет никаких возможностей повлиять на движение кометы, что-то изменить.