Текст книги "Информационные технологии"

2.3. Информационный этап развития общества

Внедрение ЭВМ, современных средств переработки и передачи информации в различные сферы деятельности послужило началом нового этапа развития человеческого общества, называемого информатизацией. Информатизация общества – организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей граждан, органов государственной власти, местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.

На первый план выходит новая отрасль – информационная индустрия, связанная с производством технических средств, методов, технологий для производства новых знаний. Важнейшими составляющими информационной индустрии становятся все виды информационных технологий, особенно телекоммуникации. Современная информационная технология опирается на достижения в области компьютерной техники и средств связи.

Усложнение индустриального производства, социальной, экономической и политической жизни привело, с одной стороны, к росту потребности в знаниях, а с другой – к созданию новых средств и способов удовлетворения этой потребности. Бурное развитие компьютерной техники и информационных технологий послужило толчком к развитию общества, построенного на использовании различной информации и получившего название информационного общества.

Информатизация общества – совокупность взаимосвязанных политических, социально-экономических, научных факторов, которые обеспечивают каждому члену общества свободный доступ к любым источникам информации, кроме законодательно засекреченных. Фактически сейчас человечество постепенно переходит из постиндустриальной стадии развития в информационную, которая характеризуется высокой (более 70 %) занятостью трудоспособного населения в сфере обработки, передачи и хранения информации. Лидирующие позиции в этом процессе занимает Япония, принявшая долгосрочную программу перехода общества в информационную стадию развития.

Основные идеи японского проекта информатизации. Цель проекта – связать те услуги, которые раньше предлагались по отдельности. Для этого все виды информации – от телефонных посланий и телепрограмм до собственно компьютерной продукции – должны передаваться по одному общему кабелю. В перспективе каждый абонент кабельной сети сможет получить несколько услуг одновременно. Большое внимание в проекте уделяется созданию терминалов для неопытных пользователей – с интеллектуальным интерфейсом, где ввод информации осуществляется голосом. Кроме того, принята программа разработки новых типов компьютеров, основанных на:

– принципе высокоскоростной параллельной обработки информации, когда одновременно десятки и сотни процессоров выполняют сложные операции;

– нейронных сетях, работа в которых аналогична функционированию мозга;

– принципе фотонной передачи информации.

Другие страны имеют свои, национальные программы информатизации с учетом местных особенностей и условий. Однако в каждой из них есть общие черты:

– отказ от стремления в первую очередь обеспечить экономический рост страны;

– понимание необходимости замены экономической структуры, основанной на тяжелой промышленности, структурой, базирующейся на наукоемких отраслях;

– признание приоритетного характера информационного сектора, при котором основой успешного экономического развития становится создание новой инфраструктуры и широкое использование достижений мировой науки и техники;

– вложение значительных финансовых средств в информатизацию;

– провозглашение главной целью информатизации рост благосостояния страны и ее граждан за счет облегчения условий коммуникации и обработки информации.

Результатом процесса информатизации является создание информационного общества, где манипулируют не материальными объектами, а символами, идеями, образами, интеллектом, знаниями. Традиционные источники материальных ресурсов отходят на второй план, на первый выходит новый ресурс – информация.

2.4. Информационный кризис

На этапе развития ИТ библиотеки перестают играть роль основного информационного хранилища. Информация все более сосредоточивается в так называемом виртуальном пространстве, созданном с помощью компьютеров.

С появлением сети Internet этот процесс развивается лавинообразно. Происходит накопление и переизбыток промежуточной информации, доступной всем без исключения членам обществам. И как следствие наступает информационный кризис. Наблюдается социальное расслоение общества {точек соприкосновения членов общества – групп по интересам – становится меньше, а самих групп – больше). Отследить и найти нужную информацию в общем потоке данных становится все труднее.

Деятельность отдельных людей, групп, коллективов и организаций все в большей степени зависит от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Прежде чем предпринять какие-то действия, необходимо провести большую работу по сбору и переработке информации, ее осмыслению и анализу. Поиск рациональных решений в любой сфере требует обработки больших объемов информации, что подчас невозможно без привлечения специальных технических средств.

Возрастание объема информации стало особенно заметно в середине XX века. Лавинообразный поток информации хлынул на человека, не давая ему возможности воспринять ее в полной мере. В ежедневно обновляющемся и всевозрастающем потоке информации ориентироваться становилось все труднее. Подчас выгоднее было создать новый материальный или интеллектуальный продукт, нежели вести поиск уже имеющегося аналога.

Образование больших потоков информации обусловлено:

– чрезвычайно быстрым ростом числа документов, в которых изложены результаты деятельности человеческого общества (научные работы, законы, инструкции, различного рода сообщения);

– постоянно увеличивающимся числом периодических изданий;

– появлением разнообразных данных (метеорологических, геофизических, медицинских, экономических и др.), попадающих в сферу действия системы коммуникации.

Как результат – наступление информационного кризиса, который проявляется в противоречиях между ограниченными возможностями человека по восприятию и переработке информации и существующими мощными потоками и массивами хранящейся информации. Так, общая сумма знаний обновлялась и накапливалась вначале очень медленно, но уже за период с начала и до середины XX века она удвоилась; затем удвоение происходило каждые 10 лет, с 1970 года – каждые 5 лет, с 1990 года – ежегодно. Однако с середины 1990-х годов в связи с широким распространением инфокоммуникационных технологий обновление и накопление информационного массива происходит в среднем в течение полутора-двух лет, а в некоторых областях – в течение полугода. Это породило весьма парадоксальную ситуацию: в мире накоплен громадный информационный потенциал, но люди не могут им воспользоваться в полном объеме из-за ограниченности своих возможностей. Информационный кризис поставил общество перед необходимостью поиска путей выхода из него.

2.5. Итология

В последнее десятилетие произошло становление науки об информационных технологиях – ИТ-науки, или итологии, основными чертами которой являются:

– фундаментальное значение для развития, по существу, всех областей знания и всех видов деятельности как эффективного метода познания и инструмента, усиливающего интеллектуальные возможности человека;

– целевая направленность на преображение человеческой практики и бытия, способность проникновения во все аспекты жизни и деятельности человека;

– междисциплинарная роль общезначимой дисциплины (аналогично математике и философии).

Предметом итологии являются информационные технологии (ИТ), представляемые в двух видах: в формальном (спецификации ИТ) и в виде ИТ-систем (реализации спецификаций ИТ). Другими словами, предметом итологии являются информационные технологии и процессы, связанные с их созданием и применением.

Как было подчеркнуто выше, итология – общезначимая научная дисциплина, играющая такую же важную междисциплинарную роль, как математика или философия. При этом итологию следует рассматривать, во-первых, в концептуальном плане – как методологический базис формализации, анализа и синтеза знаний; во-вторых, в технологическом плане – как инструмент, продвигающий интеллектуальные способности и конструктивные возможности человека. Итологию характеризуют:

– индустриализация науки, проявляющаяся в ее тесной связи с информационной индустрией, с одной стороны, и в активном участии промышленности в развитии самой науки – с другой;

– важность всеобъемлющей стандартизации как концептуальных основ и методов, так и самих ИТ;

– создание мощной международной системы специализированных организаций для плановой разработки новых концепций и технологий, их гармонизации и сертификации в качестве международных стандартов, для управления жизненным циклом стандартов ИТ и поддержания их в согласованном состоянии, для разработки методов и средств аттестации ИТ-систем;

– наличие черт бюрократической дисциплины, содержание которой представляется в виде обезличенных документов, имеющих стандартизованную форму;

– роль правопреемницы математики как инструмента формализации знаний.

Основные методы итологии:

1. Создание основ научного знания в виде методологического ядра (метазнаний), представляющего собой целостную систему эталонных моделей важнейших разделов ИТ, осуществляющего структуризацию научного знания в целом. Данный метод получил название архитектурной спецификации.

2. Представление ИТ в виде спецификаций поведения реализаций ИТ (т. е. ИТ-систем), которое может наблюдаться на интерфейсах (границах) этих систем. Данный метод называют функциональной спецификацией.

3. Стандартизация спецификаций ИТ и управление их жизненным циклом, осуществляемые системой специализированных международных организаций на основе строго регламентированной деятельности. Данный процесс обеспечивает накопление базовых сертифицированных научных знаний, служит основой создания открытых технологий.

4. Аппарат (концепция и методология) проверки соответствия (аттестации) реализаций ИТ (ИТ-систем) ИТ-спецификациям, на основе которых данные ИТ-системы были разработаны.

5. Профилирование информационных технологий или разработка их функциональных профилей. Метод построения спецификаций комплексных технологий посредством комбинирования базовых и производных от них (представленных в стандартизованном виде) спецификаций с их соответствующей параметрической настройкой (по существу, профилирование является композиционным оператором в пространстве ИТ с базисом, в качестве которого выступают базовые, т. е. стандартные, спецификации).

6. Таксономия профилей ИТ (классификационная система), обеспечивающая уникальность идентификации в пространстве ИТ и явное отражение взаимосвязей ИТ между собой.

7. Разнообразные методы формализации и алгоритмизации знаний, методы конструирования прикладных ИТ (парадигмы, языки программирования, базовые открытые технологии, функциональное профилирование ИТ и пр.).

Структура итологических знаний имеет многоуровневую организацию:

1. Концептуальный уровень, или уровень метазнаний, состоит из архитектурных спецификаций, называемых эталонными моделями (Reference Model). Архитектурные спецификации предназначены для структуризации спецификаций функций некоторой области.

2. Базовые спецификации, определяющие индивидуальные функции или наборы функций, вошедшие в состав эталонных моделей.

3. Локальные профили, например OSI-профили.

4. OSE-профили – специализация поведения открытых систем.

5. Полные OSE-профили – профили платформ и систем.

6. OSE-профили прикладных технологий.

7. Стратегические профили, например GOSIP.

Архитектурные спецификации. Имеются следующие основные эталонные модели:

– Эталонная модель взаимосвязи открытых систем – Reference Model for Open Systems Interconnection (RM-OSI; ITU-T X.200 (1994); ISO/IEC 7498-1,2,3,4:1994);

– Руководство по окружению открытых систем POSIX (Portable Operating System Interface for Computer Environments) – ISO/IEC DTR 14252;

– Эталонная модель для открытой распределенной обработки – RM-ODR (ITU-T Rec. 902 ISO/IEC 10746-2:1995);

– Эталонная модель управления данными – Reference Model for Data Management (RMDF – DIS 9075:1992);

– Эталонная модель компьютерной графики – Reference Model of Computer Graphics (RM CG);

– Эталонная модель программной инженерии (ISO 9000 – ISO 9004, ISO 8402:1988);

– Эталонная модель текстовых и офисных систем (ISO/IEC TROTSM-1), в частности общая модель распределенных офисных систем (ISO/IEC 10031:1991).

В настоящее время разрабатываются:

– методы аттестации и аттестационное тестирование (conformance and conformance test methods);

– основы общей безопасности (generic security frameworks);

– качества OSI-сервиса (Quality of Service for OSI).

Стандарт (по определению ISO) – технический стандарт или другой документ, доступный и опубликованный, коллективно разработанный или согласованный и общепринятый в интересах тех, кто им пользуется, основанный на интеграции результатов науки, технологии, опыта, способствующий повышению общественного блага и принятый организациями, признанными на национальном, региональном и международном уровнях.

Базовый стандарт (часто именуется формальным стандартом или базовыми спецификациями) – принятый международный стандарт, или Рекомендация организации ITU-T.

Базовые функции открытых систем определяются стандартами по окружению открытых систем POSIX (Portable Operating System Interface for Computer Environments) – ISO/IEC 9945:1990.

Функции управления базами данных:

– язык баз данных SQL (Structured Query Language);

– информационная справочная система (Information Resource Dictionary System – IRDS);

– протокол распределенных операций RDA (Remote Data base Access).

Функции пользовательского интерфейса включают в себя следующие ИТ:

– MOTIF из OSF для графического пользовательского интерфейса (GUI);

– систему X Windows, охватывающую процедуры GUI и телекоммуникации;

– стандарты для виртуального терминала (Virtual Terminal – VT), включая Telnet, определяющую процедуры для работы VT в символьном режиме через транспортную службу TCP/IP;

– стандарты машинной графики GKS (Graphical Kernel System – ISO/IEC 7942), PHIGS (Programmers Hierarchical Interactive Graphics System), а также CGI (Computer Graphics Interface).

Функции взаимосвязи открытых систем:

– спецификации сервиса и протоколов, разработанные в соответствии с моделью OSI (рекомендации серии Х.200);

– стандарты локальных сетей (спецификации сети Internet – IEEE 802).

Функции распределенной обработки включают в себя базовые спецификации OSI:

– RPC (Remote Procedure Call);

– CCR (Commitment, Concurrency and Recovery);

– TP (Distributed Transaction Processing);

– File Transfer, Access and Management (FTAM), OSI Management;

– API для доступа к сервису Object Request Broker (ORB) в архитектуре CORBA;

– API, определяющий базовые возможности сервиса Common Object Services (COS 1);

– язык спецификации интерфейсов объектов IDL (Interface Definition Language).

Распределенные приложения включают в себя следующие спецификации:

– специальных сервисных элементов прикладного уровня модели OSI;

– стандартов Internet, OMG, Х/Ореп;

– систем обработки сообщений MHS (Message Handling System) – Х.400;

– служб справочника (The Directory) – Х.500.

Структуры данных и документов:

– средства языка ASN.l (Abstract Syntax Notation One – ISO/IEC 8824:1990), предназначенного для спецификации прикладных структур данных, т. е. абстрактного синтаксиса прикладных объектов; спецификация структур учрежденческих документов ODA (Office Document Architecture) – Т.411-Т.418, Т.421, Т.502, Т.505, Т.506;

– структура документов для производства – SGML (Standard Generalized Markup Language) – ISO/IEC 8876:1986;

– форматы метафайла для представления графической информации CGM (Computer Graphics Metafile);

– стандарт на сообщения и элементы данных для электронного обмена данными в управлении, коммерции и торговле EDIFACT (Electronic Data Interchange for Administration, Commence and Trade);

– языки описания документов гипермультимедиа: Hy-Time (ISO/IEC 10744:1992); SMDL (Standard Music Description Language) – ISO/IEC 1074:1992; SMSL (Standard Multimedia/Hypermedia Scripting Language) – ISO/SCI/ WG8:1993; SPDS (Standard Page Description Language) – ISO/IEC 10180:1994; DSSSL (Document Style Semantics and Specification Language) – ISO/IEC 10179; HTML (Hypertext Markup Language) и др.

Организационная структура в области стандартизации информационных технологий. Организационная структура, поддерживающая процесс стандартизации информационных технологий, включает в себя три основные группы организаций:

1. Международные организации по стандартизации, входящие в структуру ООН:

– ISO (International Organization for Standardization) – Международная организация по стандартизации;

– IEC (International Electrotechnical Commision) – Международная электротехническая комиссия;

– ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunications) – Международный союз по телекоммуникации (до 1993 года эта организация имела другое название – CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee): Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии – МККТТ – Х.200, Х.400, Х.500, Х.600.

2. Промышленные, профессиональные и административные организации:

– IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) – Институт инженеров по электротехнике и электронике; LAN IEEE802, POSIX;

– Internet и IAB (Internet Activities Board) – Совет управления деятельностью Internet. TCP/IP;

– Regional WOS (Workshops on Open Systems) – Рабочие группы по открытым системам. OSE-profiles.

3. Промышленные консорциумы:

– ЕСМА (European Computer Manufactureres Association) – Европейская ассоциация производителей вычислительных машин (OSI, безопасность, управление, Office Document Architecture (ODE));

– OMG (Object Management Group) – Группа управления объектами RM: Common Object Request Broker Architecture (CORBA);

– X/Open – организована группой поставщиков компьютерной техники. X/Open Portability Guide (XPG4) Common Application Environment;

– NMF (Network Management Forum) – Форум управления сетями;

– OSF (Open Software Foundation) – основание открытого программного обеспечения. Имеет следующие приложения:

OSF/1 (соответствует стандарту POSIX и XPG4);

MOTIF – графический пользовательский интерфейс Distributed Computer Environment;

DCE – технология интеграции платформ: DEC, HP, SUN, MIT, Siemens, Microsoft;

Transarc DME (Distributed Management Environment);

NMF.

Структура JTC1 и состав основных подкомитетов по стандартизации ИТ. В 1987 году ISO и IEC объединили свою деятельность в области стандартизации ИТ, создав единый орган JTC1 (Joint Technical Committee 1 – Объединенный технический комитет 1), предназначенный для формирования всеобъемлющей системы базовых стандартов в области ИТ и их расширений для конкретных сфер деятельности.

Работа над стандартами ИТ в JTC1 тематически распределена по подкомитетам SC (Subcommittees). В дополнение создана специальная группа по функциональным стандартам SGFS (Special Group on Functional Standards) для обработки предложений по Международным стандартизованным профилям (ISP's), представляющим определения профилей ИТ.

OSE (Open Systems Environment) – Окружение открытых систем. Полный набор интерфейсов, услуг, форматов, а также пользовательских аспектов, обеспечивающих интероперабельность и/или переносимость приложений (программ), данных, людей в рамках соответствующих спецификаций базовых стандартов и профилей информационных технологий.

Интероперабельность – возможность совместного использования информации и ресурсов компонентами распределенной системы.

Переносимость – свойство системы (продукта), позволяющее с возможно меньшими накладными расходами или без таковых осуществлять перенос программного обеспечения, информации и пользователей системы с одной прикладной платформы на другую.

Спецификации OSE предназначены для описания поведения ИТ-систем на их границах, называемых интерфейсами.

Спецификации, предназначенные для передачи данных внутри ИТ-систем, называют протоколами.

Построение OSE-спецификаций осуществляется с помощью аппарата профилей на основе базовых или стандартных спецификаций.

API-интерфейс (Application Program Interface) – интерфейс между прикладным программным обеспечением и прикладной платформой, через который обеспечиваются все услуги.

CSI-интерфейс (Communication Services Interface) – интерфейс коммуникационных услуг между внутренними объектами программного обеспечения и внешними объектами прикладной платформы.

HCI-интерфейс (Human/Computer Interface) – человеко-машинный интерфейс между человеком и прикладной платформой.

ISI-интерфейс (Information Services Interface) – интерфейс информационных услуг сервиса внешнего хранилища данных.

ИТ-система (IT-system) – совокупность ресурсов информационных технологий, предоставляющих сервис (услуги) на одном или большем числе интерфейсов. Важной характеристикой любой ИТ-системы является ее масштабируемость – свойство системы, позволяющее ей эффективно работать в широком диапазоне параметров, определяющих технические и ресурсные характеристики системы.

Подкомитеты и группы JTC1, связанные с разработкой стандартов ИТ, относящихся к окружению открытых систем (Open Systems Environment – OSE):

– C2 – символьные наборы и кодирование информации;

– SC6 – телекоммуникация и информационный обмен между системами;

– SC7 – разработка программного обеспечения и системная документация;

– SC18 – текстовые и офисные системы;

– SC21 – открытая распределенная обработка (Open Distributed Processing – ODP), управление данными (Data Management – DM) и взаимосвязь открытых систем (Open System Interconnection – OSI);

– SC22 – языки программирования, их окружения и интерфейсы системного программного обеспечения – компьютерная графика;

– SC27 – общие методы безопасности для ИТ-приложений;

– SGFS – специальная группа по функциональным стандартам;

Организация ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunications) – Международный союз по телекоммуникации.

ITU-T несет ответственность за разработку и согласование рекомендаций, которые обеспечивают интероперабельность телекоммуникационного сервиса в глобальном масштабе, в частности сервиса, связанного с передачей данных; интегрированного телекоммуникационного сервиса для голоса и данных; сервиса передачи сообщений и справочной службы (стандартов OSI и ODP).

Основные исследовательские группы SGs (Study Groups):

– SG7 – сети передачи данных;

– SG8 – терминалы;

– SG10 – языки для телекоммуникации.

Налажено тесное сотрудничество между JTC1 и ITU-T. Основной формой сотрудничества является соглашение об общем тексте для стандартов ISO/IEC (т. е. JTC1) и рекомендаций и ITU-T/CCITT, относящихся к одним и тем же аспектам в областях OSI и ODP.