Информационные компьютерные технологии

Технология мультимедиа включена в офисные приложения, во многие интегрированные технологии и системы. С использованием мультимедийной и гипертекстовой технологий создаются мультимедийные базы данных, например, торговые каталоги, в которые добавляются мультимедийные аннотации. Примером мультимедийного инструмента может служить приложение 3D Studio MAX 5.

Как говорится в программистском фольклоре, “сегодня программируется все, кроме вкуса и обоняния”. Однако современные разработки доказывают, что скоро будет программироваться все.

Феномен мультимедиа демократизирует научное, художественное и производственное творчество. Именно авторские технологии совместно с сетевыми обеспечили переход к информатизации общества.

2.6 Технологии видеоконференции

К истокам видеоконференции можно отнести появление первого видеотелефона, созданного НИИ телевидения СССР в 1947 году. Однако он не получил широкого распространения по психологическим причинам, т.к. никто не захотел показывать свое лицо во время телефонного разговора.

Появление Интернет -- технологии оживило потребность в средствах одновременного общения нескольких удаленных пользователей. Оказалось, что трём собеседникам уже трудно говорить одновременно, не видя друг друга.

Конвергенция технологии мультимедиа и сетевой технологии интернет создала технологии видеоконференции. В сентябре 1995 года американские космонавты впервые провели из космоса видеоконференцию в реальном времени. Использовалось приложение ProShare, разработанное корпорацией Intel и названное видеоконференцией.

Видеоконференция -- это технология, обеспечивающая двум или более удалённым друг от друга пользователям возможность общаться между собой, видеть и слышать других участников “встречи”, и совместно работать на компьютерах. Видеоконференция ускоряет деловой процесс в бизнесе, повышает эффективность использования времени и ресурсов, расширяет и повышает качество обслуживания участников, т.к. разрозненные данные, хранимые в локальных базах, могут обрабатываться совместно участниками конференции.

Для проведения видеоконференции необходимо укомплектовать компьютер миниатюрной видеокамерой, аудио - видео платами, пакетом программ для проведения видеоконференций, современным оборудованием цифровых телекоммуникационных сетей. Технология организации и проведения видеоконференций содержит следующие этапы.

Организатор видеоконференции совместно с провайдером (оператор телекоммуникационных сетей) определяет дату, время, продолжительность сеанса и список участников. Каждому участнику выдается код пользователя и пароль.

В назначенное время участники встречи звонят провайдеру. Их проверяют на право участия в конференции и подсоединяют к сети участников, после чего они слышат всех, видят и могут коллективно обрабатывать данные.

Начинается сеанс связи. Участникам доступны средства совместной работы с документами посредством текстовых и графических процессоров и других программных средств. Участники видят себя и говорящего. Алгоритм переключения и показа другого оратора зависит от способа управления сеансом. При вызове с голосовым управлением абонент видит себя в “локальном” окне, а в “удаленном” - говорящего. Как только последний перестает говорить, “удаленное” окно переключается на нового оратора. Если одновременно начинают говорить несколько человек, выбирается тот, кто говорит громче. В других приложениях видеоконференций алгоритм выбора очередного оратора может быть другим.

В режиме постоянного присутствия на экране видны четыре последних оратора. Для этого “удаленное” окно делится на несколько окон. Пятое окно остается пустым для показа следующего оратора.

По окончании сеанса прямое включение прерывается, и освобождаются ресурсы сети.

Число участников конференции зависит от провайдера и возможностей приложения, реализующего видеоконференцию.

Сфера применения технологий видеоконференций постепенно расширяется. Если раньше главными пользователями были юридические фирмы, предприятия здравоохранения, издательской деятельности, дизайна, то сегодня трудно назвать отрасль, где бы ни применялась технология видеоконференции. Американские исследования показали, что при телефонном разговоре в среднем можно передать 11% необходимого объема информации; при использовании телефонной связи в совокупности с факсимильной - до 24%; посредством видеоконференций - до 60%.

Примеры использования телеконференций: установление тесных отношений разработчиков различных систем, сотрудничество с поставщиками, организация финансовых услуг посредством создания киосков, оборудованных средством поддержки телеконференций, дистанционное обучение, во всех сферах деятельности, где требуется «удаленное» общение.

Возможности общения, функции, поддерживающие работу с разделяемыми приложениями, интерактивный обмен информацией, предоставляемые видеоконференциями, позволили их рассматривать как инструменты автоматизации управления деятельностью предприятия.

На рынке видеоконференций существует три сектора. Первый - настольные видеоконференции. Они ориентированы на бизнес - применение, совместную работу с документами с поддержкой звука и видео. Второй сектор - групповые видеоконференции, ориентированные, в основном, на звук и видео. Обычно они устанавливаются в специально оборудованных комнатах - конференцзалах. Третий - студийные видеоконференции, их цены еще выше, качество лучше, причем документы совместно не обрабатываются.

На рынке настольных видеоконференций лидером является технология ProShare. Последние версии обеспечивают выход в интернет. Фирма Microsoft разработала программу NetMeeting, обеспечивающую проведение видеоконференций для массовых пользователей.

Технология видеоконференций породила новый вид передачи информации - видео почту. Это вид связи является расширением электронной почты (текстовой) и напоминает работу автоответчика. Человека, делающего вызов по видеотелефону, «приветствует» изображение вызываемого, после чего он просит оставить текст или голосовое письмо.

Получает распространение технология записи процесса видеоконференции, чтобы пользователи могли повторно просматривать отдельные ее фрагменты.

Визуальные системы связи используются не только на компьютерах, но и поддерживаются NoteBook (ноутбуками). Ими можно пользоваться в качестве интернет - телефона для передачи факсов и т.д.

2.7 Интеллектуальные информационные технологии

Информационные технологии имеют дело с информацией в виде фактов, данных, документов. Интеллектуальные информационные технологии преобразуют информацию в знания. Знания[6] - вид информации, хранимой в базах знаний и отражающей знание человека-специалиста (эксперта) в определенной предметной области; множество всех текущих ситуаций в предметной области и способы перехода от одного описания объекта к другому. Для знаний характерна внутренняя интерпретируемость (толкование), структурируемость, связность и активность. Говоря образно

Знания = факты + убеждения + правила.

Знания связаны с человеческим фактором, так как в его определение входит «убеждение», что присуще только человеческому интеллекту. Поэтому информационные технологии, связанные с обработкой знаний или использующие алгоритмы, аналогичные принципам деятельности человеческого мозга, стали называть интеллектуальными.

Одновременно с появлением первой ЭВМ начали проводить работы по созданию искусственного интеллекта.

Искусственный интеллект из области фантастики стал превращаться в научные исследования после появления в сороковых годах прошлого века книги Норберта Винера “Кибернетика, или управление и связь в животном и в машине”. Термин “Кибернетика” обозначает науку об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе. Сегодня этот термин используется редко. Его заменяют многочисленные практические направления исследований: искусственный интеллект, информационное моделирование, аналитические технологии, интеллектуальные информационные системы, теория управления, распознавание образов, экспертные системы и системы поддержки принятия решений, нейронные сети, робототехника и др.

Искусственный интеллект - свойство автоматических и автоматизированных систем выполнять отдельные функции интеллекта человека, например, выбирать и принимать оптимальные решения на основе ранее полученного опыта и рационального анализа внешних условий. Создание искусственного интеллекта связано с моделированием нервной высшей деятельности. Выделяют два основных подхода к его исследованию и моделированию - имитационный и прагматический.

Имитационный подход ставит своей целью имитировать и результаты работы мозга и принципы его действия, то есть понять , как именно работает мозг.

Прагматический подход не интересуется тем, как работает мозг. Он ставит цель найти методы, позволяющие машине решать сложные интеллектуальные задачи, какие умеет решать только человек.

В действительности оба метода дополняют друг друга. Имитационный подход порождает основные идеи, а прагматический доводит их до стадии практически полезных разработок.

В имитационном подходе обучение строится следующим образом. Накапливается статистическая информация о комбинации входных сигналов (образов). В тот момент, когда система “понимает”, что некая комбинация входных сигналов не случайна, она обучается (запоминает) распознавать эту комбинацию как образ. Распознавание комбинации образов обучает систему формировать образы более высокого порядка.

Такой подход позволил создавать системы управления, способные находить способ управления в соответствии с меняющимися окружающими условиями и даже корректировать этот способ, то есть создавать само развивающиеся самообучающиеся системы. Цель такой системы - улучшение своего, а не нашего состояния. Поэтому, ставя цель построить модель природного мозга, мы лукавим, так как на самом деле мы хотим построить идеального исполнителя наших задач и воли, то есть искусственного раба, а не искусственный интеллект.

На этих же принципах “чего изволите?” строятся экспертные системы, лингвистические процессоры, промышленные роботы.

Интеллектуальные информационные технологии строятся с использованием технологий гипертекста, мультимедиа, когнитивной графики совместно с методами имитационного и информационного моделирования, лингвистических процессоров, семантических и нейронных сетей и др. Они используются для:

· создания экспертных систем;

· нахождения решений в сфере управления всех уровней;

· решения задач аналитического характера на основе структуризации текста для создания аналитических докладов, записок;

· прогнозирования природных, экологических катастроф, техногенных аварий;

· нахождения решений в социальной и политической сферах с повышенной напряженностью и.т.д.

2.8 Технологии обеспечения безопасности обработки информации

При использовании любой информационной технологии следует обращать внимание на наличие средств защиты данных, программ, компьютерных систем.

Безопасность данных включает обеспечение достоверности данных и защиту данных и программ от несанкционированного доступа, копирования, изменения.

Достоверность данных контролируется на всех этапах технологического процесса эксплуатации ЭИС. Различают визуальные и программные методы контроля. Визуальный контроль выполняется на до машинном и заключительном этапах. Программный -- на машинном этапе. При этом обязателен контроль при вводе данных, их корректировке, т.е. везде, где есть вмешательство пользователя в вычислительный процесс. Контролируются отдельные реквизиты, записи, группы записей, файлы. Программные средства контроля достоверности данных закладываются на стадии рабочего проектирования.

Защита данных и программ от несанкционированного доступа, копирования, изменения реализуется программно-аппаратными методами и технологическими приемами. К программно-аппаратным средствам защиты относят пароли, электронные ключи, электронные идентификаторы, электронную подпись, средства кодирования, декодирования данных. Для кодирования, декодирования данных, программ и электронной подписи используются криптографические методы. Средства защиты аналогичны, по словам специалистов, дверному замку. Замки взламываются, но никто не убирает их с двери, оставив квартиру открытой.

Технологический контроль заключается в организации многоуровневой системы защиты программ и данных от вирусов, неправильных действий пользователей, несанкционированного доступа.

Наибольший вред и убытки приносят вирусы. Защиту от вирусов можно организовать так же, как и защиту от несанкционированного доступа. Технология защиты является многоуровневой и содержит следующие этапы:

1. Входной контроль нового приложения или дискеты, который осуществляется группой специально подобранных детекторов, ревизоров и фильтров. Например, в состав группы можно включить Aidstest. Можно провести карантинный режим. Для этого создается ускоренный компьютерный календарь. При каждом следующем эксперименте вводится новая дата и наблюдается отклонение в старом программном обеспечении. Если отклонения нет, то вирус не обнаружен;

2. Сегментация жесткого диска. При этом отдельным разделам диска присваивается атрибут Read Only;

3. Систематическое использование резидентных программ-ревизоров и фильтров для контроля целостности информации, например Antivirus2 и т.д.;

4. Архивирование. Ему подлежат и системные, и прикладные программы. Если один компьютер используется несколькими пользователями, то желательно ежедневное архивирование. Для архивирования можно использовать WINZIP и др.

Эффективность программных средств защиты зависит от правильности действий пользователя, которые могут быть выполнены ошибочно или со злым умыслом. Поэтому следует предпринять следующие организационные меры защиты:

· общее регулирование доступа, включающее систему паролей и сегментацию винчестера;

· обучение персонала технологии защиты;

· обеспечение физической безопасности компьютера и магнитных носителей;

· выработка правил архивирования;

· хранение отдельных файлов в шифрованном виде;

· создание плана восстановления винчестера и испорченной информации.

В качестве организационных мер защиты при работе в интернет можно рекомендовать:

· обеспечить антивирусную защиту компьютера;

· программы антивирусной защиты должны постоянно обновляться;

· проверять адреса неизвестных отправителей писем, так как они могут быть подделанными;

· не открывать подозрительные вложения в письма, так как они могут содержать вирусы;

· никому не сообщать свой пароль;

· шифровать или не хранить конфиденциальные сведения в компьютере, так как защита компьютера может быть взломана;

· дублировать важные сведения, так как их может разрушить авария оборудования или ваша ошибка;

· не отвечать на письма незнакомых адресатов, чтобы не быть перегруженным потоком ненужной информации;

· не оставлять адрес почтового ящика на web-страницах;

· не читать непрошеные письма;

· не пересылать непрошеные письма, даже если они интересны, так как они могут содержать вирусы.

Для шифровки файлов и защиты от несанкционированного копирования разработано много программ, например Catcher. Одним из методов защиты является скрытая метка файла: метка (пароль) записывается в сектор на диске, который не считывается вместе с файлом, а сам файл размещается с другого сектора, тем самым файл не удается открыть без знания метки.

Восстановление информации на винчестере -- трудная задача, доступная системным программистам с высокой квалификацией. Поэтому желательно иметь несколько комплектов дискет для архива винчестера и вести циклическую запись на эти комплекты. Например, для записи на трех комплектах дискет можно использовать принцип “неделя-месяц-год”. Периодически следует оптимизировать расположение файлов на винчестере, что существенно облегчает их восстановление.

Безопасность обработки данных зависит от безопасности использования компьютерных систем. Компьютерной системой называется совокупность аппаратных и программных средств, различного рода физических носителей информации, собственно данных, а также персонала, обслуживающего перечисленные компоненты.

В настоящее время в США разработан стандарт оценок безопасности компьютерных систем, так называемые критерии оценок пригодности. В нем учитываются четыре типа требований к компьютерным системам:

· требования к проведению политики безопасности - security policy;

· ведение учета использования компьютерных систем - accounts;

· доверие к компьютерным системам;

· требования к документации.

Требования к проведению последовательной политики безопасности и ведение учета использования компьютерных систем зависят друг от друга и обеспечиваются средствами, заложенными в систему, т.е. решение вопросов безопасности включается в программные и аппаратные средства на стадии проектирования.

Нарушение доверия к компьютерным системам, как правило, бывает вызвано нарушением культуры разработки программ: отказом от структурного программирования, не исключением заглушек , неопределенным вводом и т.д. Для тестирования на доверие нужно знать архитектуру приложения, правила устойчивости его поддержания, тестовый пример.

Требования к документации означают, что пользователь должен иметь исчерпывающую информацию по всем вопросам. При этом документация должна быть лаконичной и понятной.

Только после оценки безопасности компьютерной системы она может поступить на рынок.

Перечень основных понятий: Коммерческая, иллюстративная, когнитивная графика, гипертекст, модель гипертекста, тезаурус гипертекста, сервер, клиент, сетевой сервер, сообщение, интрасеть, web-технология, почтовое отделение, виртуальная реальность, технологический контроль, организационные меры защиты.

Ключевые моменты:. Информационные технологии электронного офиса. Технологии обработки графических образов. Гипертекстовая технология. Сетевые технологии. Технология мультимедиа. Технологии видеоконференции. Интеллектуальные информационные технологии. Технологии обеспечения безопасности обработки информации.

Вопросы к самопроверке:

1. Информационные технологии электронного офиса.

2. Технологии обработки графических образов.

3. Гипертекстовая технология.

4. Сетевые технологии.

5. Технология мультимедиа.

6. Технологии видеоконференции.

7. Интеллектуальные информационные технологии.

8. Технологии обеспечения безопасности обработки информации.

Рекомендуемая литература:

1. Гаспариан М.С., Лихачёва Г.Н., Хрусталев Е.Ю., Божко В.П. Учебно-методическое пособие “Применение информационных технологий в экономике и управлении“ - М.:МЭСИ, 2002.

2. Гаспариан М.С. Методическое пособие «Некоторые вопросы практического применения информационных технологий в экономике и управлении» - М.:МЭСИ, 2000.

3. Информатика: Учебник/ под ред. проф. Макаровой Н.В. - М.: Финансы и статистика, 1997.

4. Информационные системы в экономике: Учебник/ под ред. проф. Дика В.В. - М.: Финансы и статистика, 1996.

5. Лихачева Г.Н. Информационные технологии в экономике и управлении - М.:МЭСИ, 2002.

6. Информационные системы в экономике: Учебник /Под ред. проф. Дика. - М.: Финансы и статистика, 1996.

7. Тихомиров В.П., Морозов В.П., Хрусталев Е.Ю. Основы гипертекстовой информационной технологии / Моск. эконом.-стат. ин-т. - М., 1993.

информационный корпоративный экономика управление

3. Технологии интегрированных информационных систем общего назначения

3.1 Технологии геоинформационных систем

3.2 Технологии распределенной обработки данных

3.3 Технологии информационных хранилищ.

3.4 Технологии электронного документооборота

3.5 Технологии групповой работы и Интранет/Интернет

3.1 Технологии геоинформационных систем

В настоящее время все большее распространение получают технологии геоинформационных систем (ГИС), предназначенных для обработки всех видов данных, включая географические и пространственные.

Данные, которые описывают любую часть поверхности земли или объекты, находящиеся на этой поверхности, называются географическими данными. Они показывают объекты с точки зрения размещения их на поверхности Земли, то есть представляют собой «географически привязанную» карту местности. Пространственные данные - данные о местоположении, расположении объектов или распространении явлений - представлены в определенной системе координат, словесном и числовом описании. Каждый объект (страна, регион, город, улица, предприятия, сельхозугодия, дороги и т.д.) описывается путем присвоения ему атрибутов и операций. Атрибуты - текстовые, числовые, графические, аудио - видео данные.

Для работы геоинформационных систем требуются мощные аппаратные средства: запоминающие устройства большой емкости, системы отображения, оборудование высокоскоростных сетей.

В основе любой геоинформационной системы лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: стране, континенте или городе. База данных организуется в виде набора слоев информации. Основной слой содержит географические данные (топо основу). На него накладывается другой слой, несущий информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации, промышленные объекты, коммунальное хозяйство, землепользование, почвы и другие пространственные данные. Следующие слои детализируют и конкретизируют данные о перечисленных объектах, пока не будет дана полная информация о каждом объекте или явлении. 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, географические данные представляются графически в векторном виде, что позволяет уменьшить объем хранимой информации и упростить операции по визуализации. С графической информацией связана текстовая, табличная, расчетная информация, координационная привязка к карте местности, видеоизображения, аудио комментарии, база данных с описанием объектов и их характеристик. Многие ГИС включают аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации.

Программное ядро геоинформационных систем состоит из ряда компонентов. Они обеспечивают ввод пространственных данных, хранение их в многослойных базах данных, реализацию сложных запросов, пространственный анализ, вывод твердых копий, просмотр введенной ранее и структурированной по правилам доступа информации, средства преобразования растровых изображений в векторную форму, моделирование процессов распространения загрязнения, моделирование геологических и других явлений, анализ рельефа местности и многое другое.

Основные сферы применения геоинформационных систем:

· геодезические, астрономо-геодезические и гравиметрические работы;

· топологические работы;

· картографические и картоиздательские работы;

· аэросъемочные работы;

· формирование и ведение банков данных перечисленных выше работ для всех уровней управления Российской Федерации;

· отображение политического устройства мира;

· формирование атласа автомобильных и железных дорог, границ РФ и зарубежных стран, экономических зон и т.д.

В экономической сфере технологии геоинформационных систем обеспечивают:

· налоговым и страховым службам выполнение их функций, так как предоставляют наглядную информацию о нахождении подведомственных предприятий и их характеристику;

· отслеживание финансовых потоков в банковской сфере;

· информационное обеспечение строительства автомобильных и железных дорог;

· коммерческим организациям работу с географическими и пространственными данными.

Лидерами геоинформационных систем на отечественном рынке являются системы Arс/Info, ArсView и др.

3.2 Технологии распределенной обработки данных

Одной из важнейших сетевых технологий в экономических информационных системах является распределенная обработка данных. То, что персональные компьютеры стоят на рабочих местах, то есть на местах возникновения и использования информации, дало возможность распределить их ресурсы по отдельным функциональным сферам деятельности и изменить технологию обработки данных в направлении децентрализации. Распределенная обработка данных позволяет повысить эффективность удовлетворения изменяющейся информационной потребности информационного работника и, тем самым, обеспечить гибкость принимаемых им решений. Преимущества распределенной обработки данных выражаются в:

· увеличении числа удаленных взаимодействующих пользователей, выполняющих функции сбора, обработки, хранения, передачи информации;

· снятии пиковых нагрузок с централизованной базы путем распределения обработки и хранения локальных баз данных на разных ЭВМ;

· обеспечении доступа информационному работнику к вычислительным ресурсам сети ЭВМ;

· обеспечении обмена данными между удаленными пользователями.

Формализация концептуальной схемы данных повлекла за собой возможность классификации моделей представления данных на иерархические, сетевые и реляционные. Это отразилось в понятии архитектуры систем управления базами данных (СУБД) и технологии обработки. Для обработки данных, размещенных на удаленных компьютерах, разработаны сетевые СУБД, а сама база данных называется распределенной.

Распределенная обработка и распределенная база данных не являются синонимами. Если при распределенной обработке производится работа с базой, то подразумевается, что представление данных, содержательная обработка данных базы выполняются на компьютере клиента, а поддержание базы в актуальном состоянии - на файл-сервере. Распределенная база данных может размещаться на нескольких серверах и для доступа к удаленным данным надо использовать сетевую СУБД. Если сетевая СУБД не используется, то реализуется распределенная обработка данных.

При распределенной обработке клиент может послать запрос к собственной локальной базе или удаленной. Удаленный запрос - это единичный запрос к одному серверу. Несколько удаленных запросов к одному серверу объединяются в удаленную транзакцию. Если отдельные запросы транзакции обрабатываются различными серверами, то транзакция называется распределенной. При этом запрос транзакции обрабатывается одним сервером. Если запрос транзакции обрабатывается несколькими серверами, он называется распределенным.

Только обработка распределенного запроса поддерживает концепцию распределенной базы данных.

Существуют разные технологии распределенной обработки данных.

Одной из первых технологий распределенной обработки данных была технология файл - сервер. По запросу клиента файл - сервер пересылает запрошенный файл. Целостность и безопасность данных не обеспечивается в должной степени. Файл - сервер содержит базу данных и файловую систему для обеспечения многопользовательских запросов.

Сетевые СУБД, основанные на технологии файл-сервер, также не обеспечивают безопасность и целостность данных. При увеличении числа запросов падает производительность системы, так как файл-серверы реализуют принцип "все или ничего". Полные копии файлов базы перемещаются по сети, увеличивается трафик сети, что может привести к увеличению времени ожидания клиентов. Трафик сети - это поток сообщений в сети.

На смену была разработана технология клиент - сервер. Технология клиент-сервер является более мощной, так как позволила совместить достоинства однопользовательских систем (высокий уровень диалоговой поддержки, дружественный интерфейс, низкая цена) с достоинствами более крупных компьютерных систем (поддержка целостности, защита данных, многозадачность). Технология клиент-сервер за счет распределения обработки транзакций между многими серверами повышает производительность, увеличивает число обслуживаемых пользователей, позволяет пользователям электронной почты распределять работу над документами, обеспечивает доступ к доскам объявлений и конференциям.

Основная идея технологии клиент-сервер заключается в том, что базы данных располагаются на мощных серверах, а приложения клиентов, обрабатывающих данные посредством инструментальных средств, запросы клиентов - на менее мощных компьютерах. Файл - сервер заменен сервером баз данных, который содержит базу данных, сетевую операционную систему, сетевую СУБД. Сервер баз данных обрабатывает запросы клиентов, выбирает необходимые данные из базы, посылает их клиентам по сети, производит обновление информации, обеспечивает целостность и безопасность данных.

Технология клиент-сервер позволяет независимо наращивать мощности сервера баз данных, увеличивая число поддерживаемых им услуг, и клиента, использующего новые приложения.

Для доступа к серверу баз данных и манипулирования данными применяется язык запросов SQL. По запросу клиента отправляется не полная копия файла, а логически необходимая порция данных. Тем самым уменьшается трафик сети, что позволяет увеличить число обслуживаемых пользователей.

К недостаткам технологии клиент-сервер можно отнести то, что при отсутствии сетевой СУБД трудно организовать распределенную обработку.

Платформу сервера баз данных определяют операционная система компьютера клиента и сетевая операционная система. Под платформой понимают тип процессора, операционной системы, добавочного оборудования и поддерживающих его программных средств, на которых можно установить новое приложение. Сетевые операционные системы серверов баз данных - Unix, Windows NT, Linux и др. В настоящее время наиболее популярными серверами баз данных являются Microsoft SQL-server , SQLbase-server, Oracle-server и др.

Совмещение гипертекстовой технологии с технологией баз данных позволило создать распределенные гипертекстовые базы данных. Разрабатываются гипертекстовые модели внутренней структуры базы данных и размещения баз данных на серверах. Гипертекстовые базы данных содержат гипертекстовые документы и обеспечивают самый быстрый доступ к удаленным данным. Гипертекстовые документы могут быть текстовыми, цифровыми, графическими, аудио и видео файлами. Тем самым создаются распределенные мультимедийные базы.

Гипертекстовые базы данных созданы по многим предметным областям. Практически ко всем обеспечивается доступ через интернет. Примерами гипертекстовых баз данных являются правовые системы: Гарант, Юсис, Консультант + и др.

Рост объемов распределенных баз данных выявил следующие проблемы их использования:

· управление распределенными системами очень сложное;

· создание новых приложений, обеспечивающих распределенную обработку, обходится дороже, чем планировалось;

· производительность многих приложений в распределенных системах недостаточна;

· усложнилось решение проблем безопасности данных.

Решением этих проблем становится использование больших ЭВМ, называемых мэйнфреймами. Новое семейство мэйнфреймов IBM S/390 имеет оперативную память от 512 мегабайт до 8 гигабайт. Внутреннее дисковое устройство может иметь суммарную емкость до 288 гигабайт. Посредством web-серверa можно подключаться к сети интернет и вести коммерческую деятельность.

Компания Oracle совместно с Hewlett-Packard и EMC предложила другое решение. Для хранения данных предназначены управляемые дисковые системы Integrated Cached Disk Array. Суммарная информационная емкость таких систем от 500 гигабайт до одного и более терабайт.

Такие системы являются основой для создания информационных хранилищ.

3.3 Технологии информационных хранилищ

Использование баз данных не дает желаемого результата автоматизации деятельности предприятия. Причина проста: реализованные функции хранения, обработки данных по запросу значительно отличаются от функций ведения бизнеса, так как данные, собранные в базах, не адекватны информации, которая нужна лицам, принимающим решения. Решением данной проблемы стала реализация технологии информационных хранилищ (складов данных).

Технологии информационного хранилища обеспечивают сбор данных из существующих внутренних баз предприятия и внешних источников, формирование, хранение и эксплуатацию информации как единой, хранение аналитических данных (знаний) в форме, удобной для анализа и принятия управленческих решений. К внутренним базам данных предприятия относятся локальные базы подсистем ЭИС (бухгалтерский учет, финансовый анализ, кадры, расчеты с поставщиками и покупателями и т.д.). К внешним базам - любые данные, доступные по интернету и размещенные на web-серверах предприятий - конкурентов, правительственных и законодательных органов, других учреждений.

Отличие реляционных баз данных, используемых в ЭИС, от информационного хранилища заключается в следующем:

· Реляционные базы данных содержат только оперативные данные организации. Информационное хранилище обеспечивает доступ как к внутренним данным организации, так и к внешним источникам данных, доступным по интернету.

· База данных ориентирована на одну модель данных функциональной подсистемы ЭИС. Базы обеспечивают запросы оперативных данных организации. Информационные хранилища поддерживают большое число моделей данных, включая многомерные, что обеспечивает ретроспективные запросы (запросы за прошлые годы и десятилетия), запросы как к оперативным данным организации, так и к данным внешних источников.

· Данные информационных хранилищ могут размещаться не только на сервере, но и на вторичных устройствах хранения.

Технология информационных хранилищ стала возможной после появления мейнфреймов и вторичных устройств - оптических устройств хранения данных с высокой емкостью. Среди них можно выделить CD-ROM (оптические диски только для чтения), WORM (диски с однократной записью), МО (магнитооптические диски стираемые и перезаписываемые), оптические библиотеки со сменой дисков вручную, библиотеки - автоматы с автоматической сменой дисков (так называемая технология Jukebox).

Для размещения и доступа к данным на таких устройствах разработан ряд файловых систем. Наиболее используемые технологии реализуют системы HSM (Hierarchycal Storage Management) и DM (Data Migration). HSM реализует технологии иерархического хранилища, Data Migration - миграции данных. HSM - система создает как бы “ продолжение” дискового пространства файлового сервера на вторичных устройствах (библиотеках - автоматах), доступного приложениям (рис. 3.1).

Рис. 3.1 Размещение данных в информационном хранилище

При конфигурации HSM указывается размер пространства на сервере, отводимого под буфер для обмена с оптическими библиотеками. Как только это пространство становится занятым и требуются данные из оптической библиотеки-автомата, реализуется алгоритм миграции данных: наименее используемые файлы с сервера переносятся в библиотеку-автомат, освободившееся пространство передается буферу. Из библиотеки в буфер перекачиваются требуемые файлы. Если приложение обратится к файлу, перенесенному в библиотеку-автомат, HSM повторяет алгоритм миграции.

Все перемещения выполняются автоматически и приложения «не подозревают» о наличии вторичных устройств хранения. Смена оптических дисков в библиотеках - автоматах позволяет неограниченно увеличивать базу данных.

Для хранения данных в информационных хранилищах обычно используются выделенные серверы, кластеры серверов (группа накопителей, видеоустройств с общим контроллером), мейнфреймы.

Для доступа к информационным хранилищам требуются технологии, удовлетворяющие следующим условиям:

· малая задержка. Хранилища данных порождают два типа трафика. Первый содержит запросы пользователей, второй - ответы. Для формирования ответа требуется время. Но так как число пользователей велико, время ответа становится неопределенным. Для обычных данных такая задержка не существенна, а для мультимедийных - существенна;

· высокая пропускная способность. Так как данные для ответа могут находиться в разных базах на значительных расстояниях друг от друга, требуется время на формирование ответа. Поэтому для обеспечения сбалансированной нагрузки требуется скорость передачи не менее 100 Мега бит/сек;

· надежность. При работе с кластерами серверов интенсивный обмен данными требует, чтобы вероятность потери пакета была очень мала;

· возможность работы на больших расстояниях, так как серверы кластера могут быть удалены друг от друга.

Всем этим требованиям удовлетворяет ATM-технология, технологии Fast Ethernet, Fibre Channel и др.

Особенность технологий информационного хранилища состоит в том, что они предлагают среду накопления данных, которая не только надежна, но по сравнению с сетевыми СУБД оптимальна с точки зрения доступа к данным и манипулирования ими. Информационное хранилище обеспечивает средства для преобразования больших объемов детализированных данных локальных баз посредством статистических методов в форму, которая удобна для стратегического планирования, реорганизации бизнеса, принятия обоснованных управленческих решений. Оно обеспечивает “слияние” сведений из внутренних и внешних источников в требуемую предметно ориентированную форму.

Объемы данных в организациях настолько возросли, что проводить оперативный анализ на основе множества локальных баз не эффективно. Идея, положенная в основу технологии информационных хранилищ, состоит в том, что все необходимые для анализа данные извлекаются из нескольких локальных баз, преобразуются посредством статистических методов в аналитические данные, которые помещаются (погружаются) в один источник данных - информационное хранилище.

В процессе погружения данные:

· Очищаются для устранения ненужной для анализа информации (адреса, почтовые индексы, идентификаторы записей и т.д.).

· Агрегируются (вычисляются суммарные, средние, минимальные, максимальные и другие статистические показатели).

· Преобразуются в единую структуру хранения из разных типов данных предметных приложений.

· При объединении данных из внутренних и внешних источников производится их преобразование в единый формат.

· Согласуются во времени, то есть приводятся в соответствие к одному моменту времени (например, к единому курсу рубля на текущий момент) для использования в сравнениях, трендах, прогнозах.

При слиянии данных из разных источников и размещении их в информационном хранилище обеспечивается:

· Предметная ориентация. Данные организованы в соответствии со способом их представления в предметных приложениях. В отличие от локальных баз информационное хранилище содержит агрегированные данные и не содержит ненужную с точки зрения анализа информацию, что значительно сокращает объемы хранимой информации.

· Целостность и внутренняя взаимосвязь. Хотя данные погружаются из разных внутренних и внешних источников, они объединены едиными законами наименования, способами измерения размерностей и т.д. В разных источниках одинаковые по наименованию данные могут иметь разные формы представления (например, даты) или названия (например, «вероятность доведения информации» в одном источнике и «вероятность получения информации» - в другом). Подобные несоответствия удаляются автоматически.

· Отсутствие временной привязки. Оперативные базы организации содержат данные за небольшой интервал времени (неделя, месяц), что достигается за счет периодического архивирования данных. Информационное хранилище содержит ретроспективные данные, накопленные за большой интервал времени (года, десятилетия).

· Согласование во времени; данные согласуются во времени (например, приводятся к единому курсу рубля на текущий момент) для использования в сравнениях, трендах и прогнозах.

· Неизменяемость. Данные не обновляются и не изменяются, а только перезагружаются и считываются из источников на сервер, поддерживая концепцию “одного правдивого источника”. Данные доступны только для чтения, так как их модификация может привести к нарушению целостности данных хранилища.

Таким образом, данные, погруженные в хранилище, организуясь в интегрированную целостную структуру, обладающую естественными внутренними связями, приобретают новые свойства. Они являются основой для построения аналитических систем и систем поддержки принятия решений. Именно поэтому технологии информационных хранилищ ориентированы на руководителей, ответственных за принятие решений.

Управленческому персоналу информационное хранилище обеспечивает предметно-ориентированный подход, показывая, какая информация имеется в наличии, как она получена, как может быть использована. Руководитель может получить обзор ситуации или в деталях рассмотреть данную ситуацию. При этом обеспечивается конфиденциальность (секретность) данных, предназначенных различным уровням руководителей и сотрудников.

Руководителям предприятия данные доступны посредством интеллектуальных запросов, инструментов создания интерактивных отчетов на экране, многомерного просмотра данных. Для реализации интеллектуальных запросов используются языки запросов SQL нового поколения, например, язык MDX.

Приложениям клиентов информационное хранилище обеспечивает выбор требуемой им информации по запросам. Запросы клиентов объединяются в распределенные транзакции.

Использование информационных хранилищ дает существенный выигрыш по производительности в системах поддержки принятия решений, в системах обработки большого числа транзакций с большим объемом обновления данных. Сами системы на базе информационных хранилищ называют транзакционными системами OLTP (On-Line Transaction Processing).

Для описания и управления данными в информационном хранилище используется метабаза. Мета - приставка, указывающая на то, что объект относится к более высокому уровню абстракции. Метабаза содержит метаданные, которые описывают, как устроены данные информационного хранилища, частоту изменений данных в источниках, источники данных (возможны ссылки на распределенные базы, размещенные на серверах с другими платформами), кто и как может пользоваться данными, права доступа и др.

В информационных хранилищах используются экономико-математические методы, генерирующие “информацию об информации“; статистические процедуры вычисления показателей для уменьшения объема данных и ускорения доступа к ним; методы обработки электронных документов, аудио-, видео- информации, графов и географических карт, методы сжатия - развертки данных.

Рассмотрим три типа архитектуры информационных хранилищ: витрины данных, двух и трехуровневые архитектуры.

Витрины данных - небольшие хранилища с упрощенной архитектурой, предназначенные для хранения части данных информационного хранилища с целью снятия нагрузки с основного информационного хранилища. В основном витрины содержат ответы на конкретный ряд вопросов, например, данные АРМ сотрудников организации .Информация в разных витринах может дублироваться.

Двухуровневая архитектура информационного хранилища (рис.3.2) обеспечивает ретроспективные запросы (запросы данных за прошлые годы), анализ тенденций, поддержку принятия стратегических решений. Они ориентированы на оперативные базы организации и внешние источники, доступные по интернету.

Рис. 3.2 Схема двухуровневой архитектуры информационного хранилища

Трехуровневая архитектура информационного хранилища (рис.3.3) за счет использования витрин данных ускоряет обслуживание и увеличивает число пользователей по сравнению с двухуровневой архитектурой.

Рис. 3.3 Схема трехуровневой архитектуры информационного хранилища

Примерами информационных хранилищ могут служить Oracle VLM, разработанная фирмами Oracle и Digital, Red Brick Warehouse 5.0 корпорации Red Brick Systems, Business Information Warehouse и др.

3.4 Технологии электронного документооборота

Трудно представить область человеческой деятельности, которая не связана с созданием и обращением бумажных документов. Поиск нужного письма, копирование деловых документов, их сохранность, обеспечение коллективной работы с бумажными и электронными документами приводят часто к прямым финансовым потерям.

Переход к электронному документообороту радикально повышает производительность труда информационных работников, позволяя сотрудникам, взаимодействующим внутри подразделений предприятия, избежать дублирования функций.

Первые системы электронного документооборота (СЭД) состояли из трех частей: системы управления документами, системы массового ввода бумажных документов, системы автоматизации деловых процессов.

Система управления документами обеспечивает интеграцию с приложениями, хранение данных на разных устройствах, распределенную обработку данных, поиск, индексацию электронных документов, коллективную работу с электронными документами.

Разнообразие электронных документов на предприятии порождают используемые приложения: общего назначения (word, excel, access и др.) и предметные (бухгалтерский учет, расчеты с поставщиками, финансовый анализ и др.). Интеграция с ними осуществляется на уровне операций с файлами, то есть операции приложения - открытие, закрытие, создание, сохранение и другие - замещаются соответствующими операциями системы управления документами. Интеграция выполняется автоматически. Ее достоинство в том, что сохраняются принятые в организации виды документов.

Следующей задачей является обеспечение хранения электронных документов на разных носителях (серверах, оптических дисках, библиотеках - автоматах и т.д.). К тому же надо обеспечить быстрый поиск и доступ к различным устройствам хранения информации, чтобы факторы доступности и стоимости хранения всегда были в оптимальном соотношении в зависимости от важности и актуальности информации. Для этого используют технологии информационных хранилищ HSM и Data Migration - автоматической миграции документов.

Для обеспечения распределенной обработки данных в режиме реального времени (on-line) можно по сети посредством запросов, объединенных в транзакции, получить данные из информационного хранилища. Можно посредством Web-сервера предприятия подсоединиться к интернет и тем самым получить доступ к удаленным данным. Можно в почтовом режиме (off-line) по электронной почте послать запрос в информационное хранилище, задав критерии выбора данных. По этим критериям будет сформирован список документов и переправлен пользователю. Этим способом коммерческая служба может оказывать информационные услуги.

Для организации быстрого поиска документов используется их индексация. Система индексации может быть атрибутивной или полнотекстовой.

При атрибутивной индексации электронному документу присваивается некий набор атрибутов, представленных текстовыми, числовыми или иными полями, по которым выполняются поиск и доступ к искомому документу. Обычно это выглядит как карточка в каталоге библиотеки, на которой записаны имя автора, дата, тип документа, несколько ключевых слов, комментарии. Поиск ведется по одному или нескольким атрибутам (полям), либо по всей совокупности.

При полнотекстовом индексировании все слова, из которых состоит документ, за исключением предлогов и незначительных для поиска слов, заносятся в индекс. Тогда поиск возможен по любому входящему слову или их комбинации. Возможна комбинация методов, что усложняет систему, но упрощает пользователю работу с ней.

Заметим, что поиск в Интернете организован аналогично.

Ряд проблем возникает при коллективной работе с документами. Для предотвращения одновременного редактирования документа двумя или более пользователями приоритет отдается пользователю, первому открывшему документ. Все остальные пользователи работают с документом в режиме “только для чтения“.

Так как многие пользователи могут редактировать и вносить изменения в документ, им выдаются полномочия на редактирование документа, все изменения протоколируются, чтобы дать возможность Администратору отследить этапы прохождения документа через инстанции и его эволюцию.

Каждому сотруднику назначается пароль и право доступа. Права доступа также разделяются. Одни могут выполнять полное редактирование и уничтожение документа, другие - только просматривать. Третьим разрешен доступ к отдельным полям документа.

Если приходится иметь дело с документом не в текстовом формате, а в виде факсимильного изображения (например, фото), то его редактирование невозможно, перевод в текстовый формат не рационален. Тогда как бы накладывается второй, “прозрачный“, слой с комментариями и изменениями. При этом комментарии поддаются редактированию обычным образом.

Для реализации большинства функций управления документами используют EDMS -сервер (Electronic Document Management System). Примером системы управления документами является DOCS OPEN корпорации PC DOCS.

Вторую часть электронного документооборота составляет система массового ввода бумажных документов. Эта система предназначена для массового ввода бумажных документов архива посредством сканера и перевода их в электронный вид посредством выполнения операций выравнивания изображений, чистки, подготовки документа к распознаванию, распознавания, формирования задания.

Для выполнения операции сканирования сканер должен обеспечивать приемлемое разрешение при высокой скорости сканирования и наличии системы автоподачи документов.

В случае перекосов, возникающих при сканировании, применяется операция выравнивания изображения документа.

Многие бумажные документы содержит пятна, шероховатости, линии сгиба и другие дефекты, которые глаз не замечает. Они переходят в электронный образ документа и мешают при электронной обработке. Поэтому выполняется операция чистки изображения. Кроме того, зачастую документы имеют фон, одноцветный или разноцветный (например, на ценных бумагах), который необходимо снять посредством фильтрации и выделения.

В контексте обработки документы делятся на две группы -- просто документы и формы. Формы, в отличие от просто документов, содержат массу избыточной, с точки зрения электронной обработки, информации. К ней относятся пиктограммы, графление, подписи и т.д. Также возникают трудности, когда элементы букв пересекаются с элементами форм. В этих случаях выполняют операцию подготовки документа к распознаванию. Элементы форм удаляют так, чтобы не пострадал текст.

Для выполнения операции распознавание разработано большое число систем распознавания, которые можно разделить на два класса: системы оптического распознавания OCR, которые работают только с полиграфическим текстом, и интеллектуальные системы распознавания ICR, работающие с рукописным текстом. Системы ICR распознают также штрих-коды, специальные метки. Системы распознавания относятся к транзакционным OLTP системам. В последнее время системы массового ввода печатных документов получили название OCR систем.

...