Информационные технологии

При коммутации сообщений информация передается порциями, называемыми сообщениями. Прямое соединение обычно не устанавливается, а передача сообщения начинается после освобождения нужного канала, пока сообщение не дойдет до адресата. Host-ЭВМ осуществляет прием сообщений, сборку, контроль правильности передачи, маршрутизацию, разборку и передачу сообщения. Достоинством коммутаций сообщений является уменьшение стоимости передачи данных. Недостатками - низкая скорость передачи данных и невозможность проведения диалога между клиентами.

При коммутации пакетов обмен производится короткими пакетами фиксированной структурой. Малая длина пакетов предотвращает блокировку линий связи, не дает расти очереди пакетов в узлах коммутации. Она обеспечивает быстрое соединение, низкий уровень ошибок, надежность и эффективность использования сети.

Сети, обеспечивающие коммутацию каналов, сообщений и пакетов, называются интегральными. Они объединяют несколько коммутационных сетей. Часть интегральных каналов используется монопольно, то есть для прямого соединения как в сети коммутации каналов.

Международная организация стандартов установила семь уровней сети: (Модель OSI) физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительный и прикладной. Каждый уровень решает свои задачи и обслуживает расположенный над ним уровень. Правила взаимодействия разных систем одного уровня называют протоколом. Правила взаимодействия соседних уровней в одной системе - интерфейсом. Каждый протокол должен быть прозрачным для соседних уровней. Прозрачность - свойство передачи информации, закодированной любым способом, понятное взаимодействующим уровням.

Сетевую технологию обеспечивает сетевая операционная система. Сетевой операционной системой называют реализацию протоколов и интерфейсов совместно с реализацией управления серверами. Часть протоколов реализуется программно, часть - сетевыми серверами. Наиболее популярными сетевыми операционными системами являются Windows NT и Linux, совместимая с 2000 года с приложениями Unix.

Существуют следующие виды сетей.

Локальная сеть (LAN) объединяет компьютеры в пределах одного предприятия. Существует большое число разновидностей локальных сетей. Наиболее перспективными являются сети интранет, объединяющие.локальные сети корпорации посредством протоколов TCP/IP и HTTP, реализующих конвергенцию (слияние, объединение) сетевой и гипертекстовой технологии.

Региональные сети (MAN) могут объединять локальные сети по географическим (город, область, регион) или тематическим признакам.

Региональные сети страны, континента, всего мира объединяются в глобальные сети.

Сети делятся на общественные, частные и коммерческие,

Сеть Internet (интернет) возникла на базе ArpaNet и в настоящее время «окутала» землю «Всемирной паутиной», став сетью сетей. Это некоммерческая сеть. Она не имеет владельца, не существует централизованной организации, которая регулировала бы интересы сообщества пользователей. Число пользователей растет с каждым днем и многие коммерческие и общественные сети подключаются к интернет, предоставляя все новые возможности пользователям.

Всемирная паутина возникла, когда в 1989 году была соединена гипертекстовая технология с сетевой. Тем самым был изобретен принципиально новый способ свободного доступа (Web-технология) в сеть АРПА, которая тут же получила имя Word Wide Web (WWW - Всемирная паутина). Уже на следующий год к ней подключилось более 3000 активных сетей и более 200 тысяч компьютеров. Если в 1992 году в Сети действовало 26 Web-серверов, то в январе 2000 года - уже более 2 миллионов Web-серверов и более 300 миллионов пользователей.

Сеть интернет можно определить как объединение ЛВС, удовлетворяющих протоколу TCP/IP (протокол управления передачей/межсетевой протокол), которая имеет общее адресное пространство, где у каждого компьютера есть свой уникальный IP-адрес. Однако можно обращаться к сетям, не удовлетворяющим протоколу TCP/IP. Например, система Usenet обслуживается программой UUCP (Unix-to-Unix-Copy-Program) -программой копирования из Unix в Unix посредством шлюзов.

Наиболее «древние» услуги Internet: электронная почта, Telnet и FTP.

Протокол Telnet отвечает за взаимодействие приложений с сетью и обеспечивает доступ к базам данных, каталогам библиотек, другим информационным услугам.

FTP - протокол передачи файлов - обеспечивает обмен файлами между компьютерами. Система файловых архивов FTP глобального и регионального охвата содержит огромное количество информации, накопленной в FTP-архивах за десятилетия эксплуатации компьютерных систем, которая по-прежнему ценна для специалистов.

Роль host-ЭВМ в интернете выполняют web-серверы.

Web-сервер разбит на web-страницы (site - сайты). Для создания сайтов разработан язык гипертекстовой разметки HTML (Hyper Text Markup Language) и гипертекстовые редакторы. Для перемещения по Web-страницам и передачи гипертекстовых документов по сети разработан протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protokol). Для поиска web-страницы с нужным гипертекстовым документом разработаны программы поиска и просмотра, называемые навигаторами, или браузерами (Brouser). Они обеспечивают интерфейс пользователя с интернетом. При этом стиль оформления экрана и форма представления документа задаются пользователем.

Web-сервер содержит web-страницы с информацией любого типа (тексты, электронные документы, мультимедийные объекты), редактор разметки HTML, браузеры, программы, реализующие протоколы TCP/IP, HTTP и др., сетевую операционную систему, инструменты для организации дискуссий (телеконференций), гипертекстовые СУБД, системы гипертекстового документооборота и многие другие инструменты.

Web-технология (WWW-технология) заключается в следующем. Пользователь посредством гипертекстового редактора создает гипертекстовый документ. Он размещается на web-сервере. Администратор делает ссылку в каталоге web-сервера ни web-страницу, чтобы браузер смог ее найти. После чего любой другой пользователь посредством поисковой системы может получить доступ к данной web-странице (сайту).

Разработано множество браузеров. Примерами могут служить Microsoft Explorer, Navigator Netscape.

Объединение нескольких локальных сетей на основе протоколов ТСРЛР и HTTP в пределах одного или нескольких зданий одной корпорации получило название intranet (интрасети). Подключение интрасетей к интернету реализует технологию intranet/internet (интранет/интернет), обеспечивающую пользователю доступ к любым ресурсам интернет. Технология интранет/интернет открыла дорогу для развития электронной коммерции, электронного бизнеса и других видов электронной деятельности.

Интернет предлагает много средств поиска информации. Среди них можно выделить тематические каталоги, поисковые машины или роботы индексов, системы поиска в конференциях Usenet, службы поиска людей и организаций в Интернет. информационный технология графический

Тематический каталог представляет собой огромную базу данных URL-адресов сайтов самой различной тематики. URL- адрес (Uniform Resource Locator) -унифицированный указатель на ресурс - однозначно определяет web-страницу, может содержать информацию о местонахождении файла, типе файла (программа, данные, адреса электронной почты и т.д.), языке программирования, параметрах программ. Примеры основных ресурсов: электронная почта, глобальная система телеконференций Usenet, региональные и специализированные телеконференции, списки рассылки, FTP-системы глобального и регионального охвата, поисковые машины в среде WWW и многое другое. Такие ресурсы, как электронная почта, система телеконференций Usenet, списки рассылки, рассматриваются в следующем пункте.

Поисковые машины или роботы индексов - это сервер с огромной базой данных URL-адресов, который автоматически обращается к страницам WWW по всем этим адресам, изучает содержимое этих страниц, формирует и переписывает ключевые слова со страниц в свои каталоги (индексирует страницы). Более того, этот сервер обращается ко всем встречаемым на страницах ссылкам и, переходя к новым страницам, переписывает ключевые слова в каталог. Так как почти любая страница WWW имеет множество ссылок на другие страницы, то при подобной работе поисковая машина в конечном результате теоретически может обойти все сайты в интернет.

Популярной англоязычной поисковой машиной является AltaVista. Для поиска в русскоязычном интернет (рунет) используют Yandex и Rambler.

В последнее время практически все поисковые системы стали называть порталами. Портал - сервер, обеспечивающий вход в поисковую систему. Он обеспечивает технологии работы с базами данных, приложениями, электронными документами и освобождает пользователя от необходимости работать отдельно с тематическими каталогами, поисковыми машинами и т.д. Первым Российским порталом стал Рамблер. Его отличительной чертой является то, что он ведет статистику посещаемости ссылок собственной базы данных (каталогов). В рейтинг-классификаторе можно просмотреть содержимое тематического каталога, отсортированного по убыванию числа посещений сайтов, то есть по их популярности. Рамблер обеспечивает поиск документов на всех серверах России и СНГ почтовую службу, Чат, пейджеринг и т.д.

Практически все порталы обеспечивают технологии доступа к новостям, работу телеконференций (обсуждение новостей по темам), форумы (доски объявлений тем) и рассылку ежедневных новостей и свежих тематических материалов по спискам.

Электронная почта (E-Mail) -технология, обеспечивающая хранение'и пересылку сообщений между удаленными пользователями. Посредством электронной почты реализуется служба безбумажных почтовых отношений. Она является системой сбора, регистрации, обработки и передачи информации по сетям ЭВМ. Выполняет такие функции, как редактирование документов перед передачей, их хранение в базе почтового сервера, пересылка корреспонденции, проверка и исправление ошибок, возникающих при передаче, выдача подтверждения о получении корреспонденции адресатом, получение и хранение информации в собственном «почтовом ящике», просмотр полученной корреспонденции.

Почтовый ящик - специально организованный файл для хранения корреспонденции. Каждый почтовый ящик имеет сетевой адрес. Он формируется из имени пользователя (Login) и IP адреса почтового сервера. Адрес почтового ящика относится к ресурсам сети. Почтовый ящик состоит из корзин: отправления и получения. Корзины - это файлы почтового ящика. В корзину получения поступает входящая корреспонденция. Из корзины отправлений почтовый сервер забирает информацию для рассылки другим пользователям. Могут быть организованы и другие корзины, например корзина для мусора. В нее удаляются ненужные сообщения, которые в случае необходимости можно восстановить.

Для пересылки корреспонденции можно установить непосредственную связь с почтовым ящиком адресата в режиме реального времени - on-line. Он-лайновые (интерактивные) средства коммуникации пользователей (chat, ICQ и другие)

предполагают возможность обмена информацией между двумя или большим количеством пользователей Сети в режиме реального времени через специальный чат-сервер. Частью такого обмена может становиться текстовый диалог, передача графики прямо в процессе ее создания, голосовая и видео связь, обмен файлами. Некоторый перечень чат адресов уже включен в используемую клиентскую программу, например, в программу Microsoft NetMeeting. В регистрационных списках чатов обычно указываются сведения о месте проживания участников.

В интерактивном режиме необходимо ждать включения компьютера адресата. Поэтому более распространенным методом является выделение отдельных компьютеров в качестве почтовых отделений. Они называются почтовыми серверами. При этом все компьютеры пользователей подключены к ближайшему почтовому серверу, получающему, хранящему и пересылающему дальше по сети почтовые отправления, пока они не дойдут до адресата. Отправка адресату сообщения осуществляется по мере его выхода на связь с ближайшим почтовым сервером в режиме off-line (почтовый режим).

Почтовые серверы реализуют следующие функции: обеспечение быстрой и качественной доставки информации, управление сеансом связи, проверку достоверности информации и корректировку ошибок, хранение информации «до востребования» и извещение пользователя о поступившей в его адрес корреспонденции, регистрацию и учет корреспонденции, проверку паролей при запросах корреспонденции, поддержку справочников с адресами пользователей и многое другое.

Пересылка сообщений пользователю может выполняться в индивидуальном, групповом и общем режимах. При индивидуальном режиме адресатом является отдельный компьютер пользователя, и корреспонденция содержит IP адрес его почтового сервера и LOGIN.

При групповом режиме корреспонденция рассылается одновременно группе адресатов. Эта группа может быть сформирована по-разному. Почтовые серверы имеют средства распознавания группы. Например, в качестве адреса может быть указано: «Получить всем, интересующимся данной темой» или указан список рассылки.

В общем режиме корреспонденция отправляется всем пользователям - владельцам почтовых ящиков. Посредством двух последних режимов можно организовать телеконференцию (конференцию), форум (электронные доски объявлений). Во избежание перегрузки почтовых ящиков в почтовых серверах хранятся справочники адресов, содержащих фильтры для групповых и общих сообщений.

Электронная почта предлагает ряд других услуг.

Глобальная система телеконференций Usenet, региональные и специализированные телеконференции построены по принципу электронных досок объявлений, когда пользователь может поместить свою информацию в одной из тематических групп новостей. Затем эта информация передается пользователям, которые подписаны на данную группу. Полное число групп новостей Usenet превышает десятки тысяч и сведения о них можно найти, например, на Yahoo!. Usenet - ключевое слово для поиска глобальной системы телеконференций. Региональные и специализированные системы телеконференций организуются аналогично.

Списки рассылки реализуются аналогично системе телеконференции, однако не требуют специального клиентского приложения. Небольших по охвату адресов узкоспециальных или рекламных списков рассылки в Сети насчитывается огромное количество. По адресу http://www.relc.com/tech/all/list.html.ru можно найти страницу, содержащую перечень наиболее известных российских списков рассылки.

Почтовые адреса активно накапливаются в специальных системах поиска людей и организаций.

Если ранее применялись самостоятельные пакеты программ электронной почты, то сейчас она включается практически во все интегрированные приложения и системы. Примером является офисное приложение Outlook Express.

Для поиска информации в конференциях Usenet можно использовать DejaNews, RusNews. Тело-поиск и другие.

Для того, чтобы узнать адреса электронной почты партнеров, можно воспользоваться службой поиска людей и организаций. Службы поиска людей, в основном, берут информацию об электронных адресах из открытых источников, таких как конференции Usenet.

Долгое время ресурсы этого типа крайне редко использовались в решении поисковых задач, однако ситуацию изменило появление в 1996 году службы ICQ. В отличие от существовавших ранее чатов, где регистрация участников, как правило, носила анонимный характер и действовала лишь на протяжении сеанса связи, разработчики ICQ предложили каждому пользователю регистрационный номер-идентификатор ICQ, который сохранялся бы за ним постоянно. Это решение имело грандиозные последствия в области компьютерного общения людей. Уникальный ICQ-номер вскоре появится на визитных карточках рядом с телефоном, адресом электронной почты и домашней страницей. При поиске людей и организаций можно с успехом использовать поисковую службу ICQ, которая становится доступной сразу после установки ICQ-клиента на компьютер пользователя.

2.5 Технология мультимедиа

Гипертекстовая технология показала, что можно сослаться на статью,-со держащую текст, графический, звуковой, видео материал, мультипликацию. Это позволило создать новую технологию, позволяющую работать с разными средами (media). HyperCard стал первым продуманным и удобным авторским инструментом для работы с разными видами информации, поскольку имел аппарат ссылок на видео- и аудио материалы, цветную графику, текст с его озвучивавшем.

Мультимедиа - это интерактивная технология, обеспечивающая работу с неподвижными изображениями, видеоизображением, анимацией, текстом и звуковым рядом. Мультимедийные данные называют объектами реального времени.

Появлению систем мультимедиа способствовал технический прогресс: возросла оперативная и внешняя память ЭВМ, появились графические дисплеи с высокой степенью разрешения, увеличилось качество аудио-видеотехники, появились лазерные компакт -диски и др. Однако объединение разнородной аппаратуры с компьютером для реализации технологии мультимедиа требовало решения многих сложных проблем.

Мультимедиа-акселератор - программно-аппаратные средства, которые объединяют базовые возможности графических акселераторов с одной или несколькими мультимедийными функциями, требующими подключения к компьютеру дополнительных устройств. К мультимедийным функциям относятся цифровая фильтрация и масштабирование видео, аппаратная цифровая сжатие-развертка видео, ускорение графических операций, связанных с трехмерной графикой (3D), поддержка «живого» видео на мониторе, наличие композитного видеовыхода, вывод TV-сигнала (телевизионного) на дисплей.

Графический акселератор также представляет собой программно-аппаратные средства ускорения графических операций: перенос блока данных, закраска объекта, поддержка аппаратного курсора. Происходит развитие техники микросхем с целью увеличения производительности электронных устройств и минимизации их геометрических размеров. Микросхемы, выполняющие функции компонентов звуковой платы, объединяются на одной микросхеме размером со спичечный коробок. И предела этому нет.

В 1989 году был введен термин «виртуальная реальность» для обозначения искусственного трехмерного мира - киберпространства, создаваемого мультимедийными технологиями и воспринимаемого человеком посредством специальных устройств: шлемов, очков, перчаток и т.д. Киберпространство отличается от обычных компьютерных анимаций более точным воспроизведением деталей и работает в режиме реального времени.

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.

2.6 Технологии видеоконференции

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.

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.

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 -- 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.

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:

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;

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

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

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

Эффективность программных средств защиты зависит от правильности действий пользователя, которые могут быть выполнены ошибочна 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; г

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.

Следует запомнить

Технологии офисных приложений позволяют выполнять такие функции, как работа с текстом, электронными таблицами, хранение данных в локальной базе, подготовка иллюстративного материала, обмен данными с удаленными пользователями и создание web-страниц.

Графические процессоры обеспечивают технологии, позволяющие создавать и модифицировать графические образы.

Технология OLE позволяет связывать объекты (программы, тексты, документы, рисунки, таблицы и т.д.), созданными разными приложениями в единый документ.

Гипертекстовая технология - это технология представления неструктурированной свободно наращиваемой информации.

Сетевая операционная система обеспечивает работу сетевых информационных технологий.

Электронная почта является технологией для хранения и пересылки сообщений между удаленными пользователями.

Мультимедиа - это интерактивная технология, обеспечивающая работу с неподвижными изображениями, видеоизображением, анимацией, текстом и звуковым рядом.

Видеоконференция - это технология, обеспечивающая двум или более удалённым друг от друга людям возможность общаться между собой и совместно работать на компьютерах.

Безопасность данных обеспечивает технологии контроля достоверности данных и защиту данных и программ от несанкционированного доступа, копирования, изменения на всех этапах технологического процесса обработки данных ЭИС.

Основные понятия

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.

3. Технологии интегрированных информационных систем общего назначения

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 созда«ия 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.

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 за рубежных 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 Arc/Info, ArcView 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 денных 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 уда- ленным 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).

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 не обходимая 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-сервера можно подключаться к сети интернет и вести коммерческую деятельность.

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 cepвеpax 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 (Hierarchical 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

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 е 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 АТМ-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.

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 по лучения 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.

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.

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 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

Трехуровневая архитектура информационного хранилища обеспечивает наличие информационного хранилища и витрин данных. За счет использования витрин данных ускоряется обслуживание и увеличивается число пользователей по сравнению с двухуровневой архитектурой.

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

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

...