Информационные технологии: сущность, возникновение и развитие

Размещено на http://www.allbest.ru/

Информационные технологии (ИТ): сущность, возникновение и развитие

Информационные технологии: определение, инструментарий

Развитие новых технологий всегда следовало за новыми открытиями в других, подчас смежных, областях развития человеческой мысли и потребностей общества. Технологии обучения всегда строились на новых теориях психологии обучения. Вторая половина XX в. ознаменовалась открытием, которое оказало очень большое влияние на развитие всех сторон жизни общества -- появлением персонального компьютера и современных средств коммуникации.

Слово технология происходит от греческого techne, что в переводе означает «искусство», «мастерство», «умение». С определенной точки зрения, все перечисленные понятия могут трактоваться как процессы. Под процессом обычно принято понимать совокупность определенных действий, направленных на достижение поставленной цели.

Под технологией материального производства понимается процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние материала.

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими природными богатствами, как нефть, газ, полезные ископаемые и др. Следовательно, процесс переработки информации по аналогии с процессом переработки материальных ресурсов тоже можно определить как технологию. Тогда справедливо следующее определение:

Информационная технология -- процесс, использующий совокупность средств и методов обработки и передачи первичной информации для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Цель технологии материального производства - выпуск продукции, удовлетворяющей те или иные потребности человека или системы.

Цель информационной технологии -- производство информации для ее последующего анализа и принятия на ее основе решения по выполнению какого-либо действия.

В современном обществе основным техническим средством обработки информации служит персональный компьютер. Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и использование телекоммуникаций определило новый этап развития информационной технологии, которая с этого момента получает наименования «новой», «компьютерной».

Определение «новая» подчеркивает радикально новаторский, а не эволюционный характер этой технологии. Ее внедрение существенно изменяет содержание различных видов деятельности в учреждениях и организациях. В сферу новой информационной технологии включены также коммуникационные технологии, обеспечивающие передачу информации различными средствами, такими как телефон, телеграф, телевидение, факс и др.

Определение «компьютерная» подчеркивает, что основным техническим средством реализации информационной технологии является компьютер.

Существуют три основных принципа компьютерной информационной технологии:

интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером;

интеграция с другими программными продуктами;

гибкое изменение данных и поставленных задач.

Информационная технология, как и любая другая технология,

должна отвечать следующим требованиям:

обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы (фазы), операции, действия;

включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели;

иметь регулярный характер.

Приведем несколько определений понятия «информационная технология».

Под информационными технологиями (ИТ) понимают процессы накопления, обработки, представления и использования информации с помощью электронных средств. Они характеризуется средой, в которой осуществляются, и компонентами, которые она содержит:

техническая среда (вид используемой техники для решения основных задач);

программная среда (набор программных средств для реализации ИТО);

предметная среда (содержание конкретной предметной области науки, техники, знания);

методическая среда (инструкции, порядок пользования, оценка эффективности и др.).

Информационная технология (ИТ) -- система процедур преобразования информации с целью ее формирования, организации, обработки, распространения и использования. Основу современных ИТ составляют:

компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам;

хранение больших объемов информации на машинных носителях;

передача информации на любое расстояние в ограниченное время.

Технологический процесс материального производства реализуют с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п. По аналогии, в информационной технологии тоже должно быть нечто подобное. В роли технических средств производства информации будет выступать аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их участием первичная информация перерабатывается в информацию нового качества. В числе этих средств выделим программные продукты и назовем их программным инструментарием.

Инструментарий информационной технологии -- совокупность программных продуктов, использование которых позволяет достичь поставленной пользователем цели.

К инструментарию можно отнести, например, все известные программные продукты общего назначения: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари.

Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые являются для нее основной средой. На первый взгляд может показаться, что приводимые в учебниках определения информационной технологии и системы очень похожи между собой. На самом деле это не так.

Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов воздействия над данными разной степени сложности, хранящимися в компьютерах. Основная цель информационной технологии -- в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

Информационная система является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства связи и т.д. Основная цель информационной системы -- организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации.

Необходимо понимать, что освоение ИТ и ее дальнейшее использование должны сводиться к тому, что сначала необходимо овладеть набором элементарных операций, число которых ограничено. Из этого ограниченного числа элементарных операций в разных комбинациях составляется действие, а из действий, также в разных комбинациях, составляются более сложные операции, которые определяют тот или иной технологический этап. Совокупность технологических этапов образует технологический процесс (технологию).

История развития информационных технологий.

Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными классификациями. Общим для всех подходов является признание того, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Приведем некоторые из них.

Классификационный признак -- вид задач и процессов обработки информации. информационный технология компьютер

й этап (60--70-е гг.) -- обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация операционных рутинных действий человека.

й этап (с 80-х гг.) -- создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

Классификационный признак -- проблемы, стоящие на пути информатизации общества.

й этап (до конца 60-х гг.) характеризуется проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.

й этап (до конца 70-х гг.) связывается с распространением ЭВМ серии IBM/360. Проблема этого этапа -- отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств.

й этап (с начала 80-х гг.) -- компьютер становится инструментом непрофессионального пользователя, а информационные системы -- средством поддержки принятия его решений. Проблемы -- максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде.

й этап (с начала 90-х гг.) -- создание современной технологии межорганизационных связей и информационных систем. Проблемы этого этапа весьма многочисленны. Наиболее существенными из них являются:

выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи;

организация доступа к стратегической информации;

организация защиты и безопасности информации.

Классификационный признак -- преимущество, которое приносит компьютерная технология.

й этап (с начала 60-х гг.) характеризуется довольно эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов вычислительных центров.

Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами. Основной проблемой на этом этапе была психологическая -- плохое взаимодействие пользователей, для которых создавались информационные системы, и разработчиков из-за различия их взглядов и понимания решаемых проблем. Как следствие этой проблемы создавались системы, которые пользователи плохо воспринимали и, несмотря на их достаточно большие возможности, не использовали в полной мере.

й этап (с середины 70-х гг.) связан с появлением персональных компьютеров. Изменился подход к созданию информационных систем -- ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений. На этом этапе используется как централизованная обработка данных, характерная для первого этапа, так и децентрализованная, базирующаяся на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочем месте пользователя.

й этап (с начала 90-х гг.) основан на достижениях телекоммуникационной технологии распределенной обработки информации.

Классификационный признак -- по применяемому инструментарию.

й этап (до второй половины XIX в.) -- «ручная» информационная технология, инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш. Основная цель технологии -- представление информации в нужной форме.

й этап (с конца XIX в.) -- «механическая» технология, инструментарий которой составляли: пишущая машинка, телефон, диктофон, оснащенная более совершенными средствами доставки почта. Основная цель технологии -- представление информации в нужной форме более удобными средствами.

й этап (1940-60-е гг.) -- «электрическая» технология, инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны. Изменяется цель технологии. Акцент в информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания.

й этап (с начала 70-х гг.) -- «электронная» технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС), оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов.

й этап (с середины 80-х гг.) -- «компьютерная» («новая») технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия решений определенными специалистами. В связи с переходом на микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства бытового, культурного и прочего назначений. Начинают широко использоваться в различных областях глобальные и локальные компьютерные сети.

Средства и виды информационных технологий.

Средствами новых информационных технологий (СНИТ) (И.В.Роберт) называют программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной, вычислительной техники, а также современные средства и системы информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации.

К средствам новых информационных технологий относятся:

персональные компьютеры (ПК), комплекты терминального оборудования для ПК всех классов, локальные вычислительные сети, устройства ввода-вывода информации, средства манипулирования текстовой и графической информацией, средства архивного хранения больших объемов информации и другое периферийное оборудование современных ПК;

устройства для преобразования данных из графической или звуковой формы представления данных в цифровую и обратно; средства и устройства манипулирования аудиовизуальной информацией (на базе технологии мультимедиа и систем «виртуальная реальность»);

современные средства связи;

системы искусственного интеллекта;

программные комплексы (языки программирования, трансляторы, компиляторы, операционные системы, пакеты прикладных программ и пр.), системы машинной графики и др.

Принято выделять следующие виды информационных технологий: информационная технология обработки данных, информационная технология управления, автоматизация офиса, информационная технология поддержки принятия решений, информационная технология экспертных систем.

Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне операционной деятельности и персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых стандартных, постоянно повторяющихся операций управленческого труда. Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повысит производительность труда персонала, освободит его от рутинных операций, возможно, даже приведет к необходимости сокращения численности работников.

Существует несколько особенностей, связанных с обработкой данных, отличающих данную технологию от всех прочих:

выполнение необходимых задач по обработке данных;

решение только хорошо структурированных задач, для которых можно разработать алгоритм;

выполнение стандартных процедур обработки.

Целью информационной технологии управления является удовлетворение информационных потребностей всех без исключения сотрудников, имеющих дело с принятием решений. Она может быть полезна на любом уровне управления. Эта технология ориентирована на работу в среде информационной системы управления и используется при худшей структурированности решаемых задач, если их сравнивать с задачами, решаемыми с помощью информационной технологии обработки данных.

С помощью этих технологий решаются следующие задачи обработки данных: оценка планируемого состояния объекта управления;

оценка отклонений от планируемого состояния; выявление причин отклонений; анализ возможных решений и действий.

Исторически автоматизация началась на производстве и затем распространилась на офис, имея вначале целью лишь автоматизацию рутинной секретарской работы. По мере развития средств коммуникаций автоматизация офисных технологий заинтересовала специалистов и управленцев, которые увидели в ней возможность повысить производительность своего труда.

Информационная технология автоматизированного офиса -- организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией.

Офисные автоматизированные технологии позволяют повысить производительность труда секретарей и офисных работников, дают им возможность справляться с возрастающим объемом работы.

В настоящее время известно несколько десятков программных продуктов для компьютеров и некомпьютерных технических средств, обеспечивающих технологию автоматизации офиса: текстовый процессор, табличный процессор, электронная почта, электронный календарь, аудиопочта, компьютерные и телеконференции, видеотекст, хранение изображений, а также специализированные программы управленческой деятельности (ведение документов, контроль за исполнением приказов и т.д.).

Системы поддержки принятия решений и соответствующая им информационная технология появились усилиями в основном американских ученых в конце 70-х - начале 80-х гг. Этому способствовали широкое распространение персональных компьютеров, стандартных пакетов прикладных программ, а также успехи в создании систем искусственного интеллекта.

Главной особенностью информационной технологии поддержки принятия решений является качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой технологии, происходит в результате итерационного процесса, в котором участвуют:

-- система поддержки принятия решений в роли вычислительного звена и объекта управления;

человек как управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат вычислений на ПК.

В состав системы поддержки принятия решений входят три главных компонента: база данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из системы управления базой данных, системы управления базой моделей и системы управления интерфейсом между пользователем и компьютером.

Целью создания базы моделей является описание и оптимизация некоего объекта или процесса. Использование моделей обеспечивает проведение анализа в системах поддержки принятия решений. Модели, базируясь на математической интерпретации проблемы, при помощи определенных алгоритмов способствуют нахождению информации, полезной для принятия правильных решений.

В системах поддержки принятия решения база моделей состоит из стратегических, тактических и оперативных моделей, а также математических моделей в виде совокупности модельных блоков, модулей и процедур, используемых как элементы для их построения.

Совершенствование интерфейса системы поддержки принятия решений определяется успехами в развитии каждого из трех указанных компонентов. Интерфейс должен обладать следующими возможностями:

манипулировать различными формами диалога, изменяя их в процессе принятия решения по выбору пользователя;

передавать данные системе различными способами;

получать данные от различных устройств системы в различном формате;

гибко поддерживать (оказывать помощь по запросу, подсказывать) знания пользователя.

Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем, основанных на использовании искусственного интеллекта. Экспертные системы дают возможность специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания.

Под искусственным интеллектом обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Чаще всего здесь имеются в виду способности, связанные с человеческим мышлением. Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы.

Пользователь может использовать четыре метода ввода информации: меню, команды, естественный язык и собственный интерфейс. Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения.

Сходство ИТ, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако имеются несколько существенных различия.

Первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений отражает уровень ее понимания пользователем и его возможности получить и осмыслить решение. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности.

Второе отличие указанных технологий выражается в способности экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для пользователя, чем само решение.

Третье отличие связано с использованием нового компонента информационной технологии -- знаний.

За достаточно короткую историю информатики уже создано огромное количество различных информационных технологий, и с освоением многих из них, необходимых и полезных, современный человек практически постоянно запаздывает в различных видах своей деятельности.

Информационные технологии обучения (ИТО)

В научно-методической литературе, посвященной проблемам информатизации образования, часто встречаются такие синонимические выражения как «новые информационные технологии в обучении», «современные информационные технологии обучения», «технологии компьютерного обучения», «компьютерные педагогические технологии», «ЭКССТО -- электронно-коммуникативные системы, средства и технологии обучения» и др. Это свидетельствует о том, что терминология в этой области исследований и соответствующие ей понятия еще не устоялись.

Внедрение в образование новых аппаратных, программных, коммуникационных средств постепенно привело к вытеснению термина «компьютерные технологии обучения» понятием «информационные технологии обучения».

Информационные технологии обучения (ИТО) -- совокупность методов и технических средств сбора, организации, хранения, обработки, передачи и представления информации, расширяющей знания людей и развивающей их возможности по управлению техническими и социальными процессами.

Е.И.Машбиц и Н.Ф.Талызина рассматривают ИТО как некоторую совокупность обучающих программ различных типов: от простейших программ, обеспечивающих контроль знаний, до обучающих систем, базирующихся на искусственном интеллекте.

В.Ф.Шолохович предлагает определять ИТО с точки зрения ее содержания как отрасль дидактики, занимающуюся изучением планомерно и сознательно организованного процесса обучения и усвоения знаний, в котором находят применение средства информатизации образования.

Содержательный анализ приведенных определений показывает, что в настоящее время существует два явно выраженных подхода к определению ИТО.

В первом из них предлагается рассматривать ИТО как дидактический процесс, организованный с использованием совокупности внедряемых в системы обучения принципиально новых средств и методов обработки данных (методов обучения), представляющих целенаправленное создание, передачу, хранение и отображение информационных продуктов (данных, знаний, идей) с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями познавательной деятельностями обучаемых. Во втором случае речь идет о создании определенной технической среды обучения, в которой ключевое место занимают используемые информационные технологии.

Таким образом, в первом случае речь идет об информационных технологиях обучения (как процессе обучения), а во втором случае - о применении информационных технологий в обучении (как использование информационных средств в обучении).

ИТО следует понимать как приложение ИТ для создания новых возможностей передачи и восприятия знаний, оценки качества обучения и всестороннего развития личности.

Говорить же о новой информационной технологии обучения можно только в том случае, если:

она удовлетворяет основным принципам педагогической технологии (предварительное проектирование, воспроизводимость, целеобразование, целостность);

она решает задачи, которые ранее в дидактике не были теоретически или практически решены;

средством подготовки и передачи информации обучаемому выступает компьютерная и информационная техника.

Размещено на Allbest.ru