Вопросы и ответы для кандминимума Теоретические основы информатики
Данный файл содержит программу-минимум по специальности 05.13.17 [Теоретические основы информатики] + ответы на разделы 1, 2, 3, 5
ПРОГРАММА-МИНИМУМ
кандидатского экзамена по специальности
05.13.17 [Теоретические основы информатики]
по физико-математическим и техническим наукам
Введение
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: основы информатики; прикладная информатика; теория вероятностей и математическая статистика; теоретические основы информационных систем и технологий; вычислительные машины, системы и сети телекоммуникаций; операционные системы, среды и оболочки; базы данных; проектирование информационных систем; интеллектуальные информационные системы; высокоуровневые методы информатики и программирования; управление информационными ресурсами.
Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по управлению, вычислительной технике и информатике при участии Института проблем управления РАН и Вычислительного центра им. академика Доробницина.
1. Информатика как наука, отрасль промышленности и инфраструктурная область
Информатика наука, отрасль индустрии и инфраструктура. Информатика как наука, изучающая информацию и ее свойства в естественных, искусственных и гибридных системах. Место информатики в системе наук. Информатика как обрабатывающая информацию отрасль индустрии и инфраструктурная область, ее роль и значение в ускорении научно-технического прогресса.
Предметная область информатики. Информационные проблемы современного этапа научно-технической революции. Информационные потребности индивидуальных и коллективных пользователей. Информационные коммуникативные процессы. Современная информационная технология на базе широкого применения вычислительной техники и связи. Социальные аспекты информатизации и компьютеризации общества.
Понятие информационного продукта и информационной услуги. Классификация информационных продуктов и услуг. Жизненный цикл информационного продукта. Экономика информационных сетей. Методы управления производством и распределением информационных продуктов. Методы анализа и оценки качества информационных продуктов и услуг. Основные секторы информационной сферы: информация, электронные коммуникации, тематическая классификация. Сектор деловой информации. Сектор информации для специалистов. Научно-техническая информация. Другие виды профессионально ориентированной информации. Социально значимая (правовая, социальная, политическая, экологическая, образовательная и др.) информация.
Информационные ресурсы. Принципы оценки информации как ресурса общества и объекта интеллектуальной собственности. Проблемы правового регулирования научной интеллектуальной собственности. Государственная политика в области защиты информационных ресурсов общества. Законодательство по патентам на изобретения, полезные модели, промышленные образцы и товарные знаки. Методики оценки убытков обладателя информационными ресурсами в результате их противоправного использования.
Информационные технологии и системы, их определение, назначение и классификация.
2. Концептуальные модели информатики
Общие принципы моделирования окружающей среды, процессов мышления человека и человеко-машинного общения. Машинное представление знаний и данных. Методы хранения, поиска и обработки данных, методы естественно-языкового человеко-машинного общения.
Предметная область и ее модели. Понятия [план-содержание], [план-выражение]. Объекты, характеристики и их значения. Единицы информации и информационные отношения. Машинное понимание.
Когнитивные (интеллектуальные) системы. Декларативное и процедурное представление внешнего мира. Знание и компетенция, восприятие, мышление и двигательное возбуждение. База знаний и база данных.
Знаковые системы. Семиотический треугольник и его элементы. Понятия [экстенсионал] и [интенсионал].
Представление знаний
Классификационные системы: иерархические классификации, фасетные классификации, алфавитно-предметные классификации. Тезаурусные методы представления знаний.
Системы, основанные на отношениях. Объектно-характеристические таблицы. Предикатно-октантные структуры.
Семантические сети. Понятие сущности. Семантические отношения и их виды. Лингвистические, логические, теоретико-множественные, квантификационные отношения. Абстрактные и конкретные семантические сети.
Фреймы системно-структурное описание предметной области. Принципы фрейм-представлений. Понятие [СЛОТА].
Продукционные системы представления знаний. Канонические системы Поста. Представление неформальных знаний.
Редукционные системы. Синтез плана решения задач с автоматическим построением редукционной модели.
Представление данных
Обработка данных. Структуры данных. Уровни представления данных. Языки описания и манипулирования данными.
Система управления базами данных. Архитектура СУБД. Основные конструкции структур данных. Функции СУБД. Категории пользователей.
Классы структур данных. Иерархическая структура. Сетевые структуры. Реляционные структуры.
Информационный поиск
Основные понятия и виды поиска. Информационно-поисковые языки. Понятия пертинентности, смысловой и формальной релевантности. Критерии выдачи. Модели поиска. Стратегия поиска. Функциональная эффективность поиска. Поисковые массивы, способы их организации. Понятия об ассоциативном поиске и условиях его реализации.
3. Математические основы информатики
Теоретические математические дисциплины
Алгебра и геометрия: алгебраические структуры, векторные пространства, линейные отображения; аналитическая геометрия, многомерная геометрия кривых и поверхностей.
Математический анализ: дифференциальное и интегральное исчисления; экстремумы функций; аналитическая геометрия и линейная алгебра; последовательности и ряды; векторный анализ и элементы теории поля; дифференциальные уравнения; численные методы.
Математическая логика: исчисление высказываний; исчисление предикатов; логические модели; формальные системы; формальные грамматики; теория алгоритмов. Дискретная математика: логические исчисления, графы, комбинаторика. Элементы теории нечетких множеств. Нечеткие алгоритмы. Теория неопределенности. Теория вероятностей и математическая статистика: вероятности, случайные процессы, статистическое оценивание и проверка гипотез, статистические методы обработки экспериментальных данных. Многомерный статистический анализ. Множественный корреляционно-регрессионный анализ. Компонентный анализ. Факторный анализ. Кластер-анализ. Классификация без обучения. Дискриминантный анализ. Классификация с обучением. Канонические корреляции. Множественный ковариационный анализ.
Прикладная математика
Математические методы принятия решений; исследование операций как научный подход к решению задач принятия решений; методы исследования операций; построение экономических, математических и статистических моделей для задач принятия решения и управления в сложных ситуациях или в условиях неопределенности; границы применимости количественного анализа.
Модели линейного программирования; транспортная задача; задача распределения ресурсов; аксиомы линейности; динамическое планирование; распределение потоков товарных поставок на транспортной сети; эквивалентные сети; транспортная задача ХичкокаКупманса; выбор оптимального транспортного маршрута; использование линейного программирования для решения оптимизационных задач.
Математические модели информационных технологий и систем: описание, оценка, оптимизация
Модели описания информационных процессов и технологий. Теоретико-множественное описание сообщений, запросов, массивов документов. Универсальный информационный поток. Линейная модель. Матрица информационного потока. Ассоциативные матрицы информационного потока.
Критерии оценки информационных технологий и систем. Оценки качества поиска (полнота, точность и др.). Скалярные и векторные оценки. Смешанные критерии (полезная работа, корреляционный критерий, свертки и пр.). Рабочие характеристики информационно-поисковых систем (ИПС) в различных координатах. Вероятностная модель ИПС. Теоретико-множественная модель ИПС. Оптимизация режима ИПС.
Линейное представление документов, запросов, тезауруса, индексирования, поиска. Оценка структуры тезауруса. Понятие лексической совместимости и тезаурусной согласованности. Определение различительной силы термина, его различные варианты. Модели динамической корректировки запроса.
Теоретико-множественные макромодели информационных технологий и систем. Информационная и основная деятельность. Теоретико-множественные представления операций над информационными ресурсами. Операторы формирования информационных потоков. Количественная форма операторов. Линеаризованная форма операторов. Операции над операторами.
4. Технические средства информатики и информационных технологий
Физические основы вычислительных процессов
Основы построения и функционирования вычислительных машин: общие принципы построения и архитектуры вычислительных машин, информационно-логические основы вычислительных машин, их функциональная и структурная организация, память, процессоры, каналы и интерфейсы ввода-вывода, периферийные устройства.
Элементы вычислительной техники. Счетно-решающие механические и электромеханические устройства. Аналоговые и цифровые вычислительные машины. Понятие фон-неймановской машины. Процессор. Главная память. Система команд. Машинное слово. Разрядность и адресность. Программы и данные. Траектория данных в ЭВМ. Элементная база.
Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов: многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы, типовые вычислительные структуры и программное обеспечение, режимы работы. Иерархическая структура ЭВМ. Главные процессор, канальные процессоры, контроллеры устройств. Накопители данных и внешние устройства ЭВМ.
Классификация и архитектура вычислительных сетей, техническое, информационное и программное обеспечение сетей, структура и организация функционирования сетей (глобальных, региональных, локальных).
Структура и характеристики систем телекоммуникаций: коммутация и маршрутизация телекоммуникационных систем, цифровые сети связи, электронная почта. Эффективность функционирования вычислительных машин, систем и сетей телекоммуникаций, пути ее повышения. Перспективы развития вычислительных средств. Технические средства человеко-машинного интерфейса.
5. Программные средства информатики и информационных технологий
Классы программных средств. Операционные системы. Системы программирования. Программные продукты.
Операционные системы. Функции операционной системы (ОС): управление задачами, управление данными, связь с оператором. Системное внешнее устройство и загрузка ОС. Резидентные модули и утилиты ОС. Управляющие программы (драйверы) внешних устройств. Запуск и остановка резидентных задач. Запуск и прекращение нерезидентных задач. Управление прохождением задачи и использованием памяти. Понятие тома и файла данных. Сообщения операционной системы. Команды и директивы оператора.
Системы программирования. Понятие разработки приложений. Состав системы программирования: язык программирования (ЯП), обработчик программ; библиотека программ и функций. История развития и сравнительный анализ ЯП. Типы данных. Элементарные данные, агрегаты данных, массивы, структуры, повторяющиеся структуры. Вычислительные данные, символьные данные, логические, адресные (метки и пойнтеры), прочие (битовые строки). Понятие блока и процедуры. Операторы ЯП: управления (организация циклов, ветвления процесса, перехода), присваивания, вычисления арифметических, логических, строчных выражений. Стандартные арифметические, логические, строчные функции.
Программные продукты (приложения). Оболочки операционной системы. Программные пакеты информационного поиска. Оболочки экспертных систем. Понятие открытого и закрытого программного продукта. Понятие генератора приложений. Системы управления базами данных, состав и структура. Типовые функции СУБД: хранение, поиск данных; обеспечение доступа из прикладных программ и с терминала конечного пользователя; преобразование данных; словарное обеспечение БД; импорт и экспорт данных из(в) файлов ОС ЭВМ. Типовая структура СУБД: ядро, обрамление, утилиты, интерпретатор/компилятор пользовательского языка манипулирования данными. Среда конечного пользователя. Front-end-процессор. Bac]-end-процессор.
Новейшие направления в области создания технологий программирования. Программирование в средах современных информационных систем: создание модульных программ, элементы теории модульного программирования, объектно-ориентированное проектирование и программирование. Объектно-ориентированный подход к проектированию и разработке программ: сущность объектно-ориентированного подхода, объектный тип данных, переменные объектного типа, инкапсуляция, наследование, полиморфизм, классы и объекты. Логическое программирование. Компонентное программирование.
6. Информационное и лингвистическое обеспечение информационных технологий
Предметная область и ее модели. Объекты, свойства отношения. Основные компоненты информационного обеспечения. Базы данных (БД). Базы знаний.
Базы данных. Основные понятия. Независимость программ и данных. Интегрированное использование данных. Непротиворечивость данных. Целостность и защита данных. Структуры БД. Администрирование банков данных. Типы пользователей. Администратор БД. Понятие концептуальной, логической, физической структуры БД. Представления пользователей и подсхемы. Понятие о словарях данных, языках описания и манипулирования данными. БД и файловые системы. Документальные и фактографические базы данных, базы знаний. Полнотекстовые БД. Физическая и логическая структура. Файл полного текста. Частотный словарь, инверсный файл. Положительный и отрицательный словари. Стандартные строки и словосочетания, включаемые в частотный словарь. Описание БД. Обработка текстов при загрузке БД. Понятие экспорта-импорта документов-данных.
Понятие модели данных. Иерархическая, сетевая модели данных, сравнительный анализ, противоречия и парадоксы. Реляционная модель данных. Экземпляры отношений, домены, атрибуты. Операции над отношениями: селекция, проекция, естественное соединение. Понятие реляционной полноты языка манипулирования данными. Модель данных [сущностьсвязь].
Языковые средства информационных технологий. Входные и внутренние языки. Структура входных языков. Языковые средства для ввода и обновления информации, для поиска, обобщения и выдачи информации. Языковые средства общения с БД. Анкетный язык. Языковые средства документальных (в том числе полнотекстовых) ИПС: три уровня грамматики информационно-поисковых языков (теоретико-множественный, линейный, сетевой). Информационно-поисковый язык. Язык информационно-логический. Язык процедурно ориентированный. Непроцедурный язык концептуального уровня. Язык диалога. Естественный язык. Словарный комплекс АИС. Классификаторы. Кодификаторы. Тезаурусы: состав и структура. Языки описания данных и словарь данных. Языки запросов SQL и QBE.
Информационный поиск. Основные понятия и виды. Модели поиска. Стратегии поиска. Понятие об ассоциативном поиске. Подготовка запросов и отчетов. Оперативный и регламентный режим поиска. Формирование отчетов.
Коммуникативные форматы обмена документами. Модель документа и ее использование. Карточный формат по ISO 2709.Процессы обмена документами в машиночитаемой форме, основные проблемы. Формат НТП-2. Элемент данных. Позиционные и помеченные электронные документы (ЭД). Метка, запись, блок. Область описания, фиксированные ЭД, маркер, справочник. Коммуникативный формат полнотекстового документа. Функции модели ЭД: категоризация документа, описание операционной среды, структура документа, поддержка создания и модификации документа, представление документа (преобразование внутренней формы во внешние для печати или вывода на экран, обеспечение поиска документов. Проекты и стандарты, отражающие различные подходы к моделям ЭД. Модели ODA, SGML (основные понятия и представления).
Базы знаний. Общие принципы моделирования окружающей среды и мышления человека. Методы представления знаний: классификационные тезаурусные, основанные на отношениях, семантические сети и фреймы, продукционные и непродукционные.
7. Телекоммуникационное обеспечение информационных технологий
Глобальные информационные сети. Общие характеристики, основные понятия, структура, организация, основные программные средства, информационные ресурсы (адрес в сети, имя в сети). Основные информационные средства и ресурсы сети. Удаленный доступ к ресурсам сети. Эмуляция удаленного терминала. Настройки на определенный тип терминала.
Машиночитаемые информационные ресурсы и их классификация. Генераторы БД. Операторы/арендаторы БД. Центры коммутации сообщений. Конечные пользователи. Генераторы и распространители (операторы) БД, классификация. Обзор состояния информационного рынка. Классификация БД. Библиографические, полнотекстовые, справочно-классификаторные БД. Некоторые экономические характеристики информационных потоков генераторов БД, сравнительный анализ. Сравнительный анализ экономических характеристик продуктов и услуг операторов БД.
Обмен файлами. Архитектура взаимодействия программ. Настройка программы-сервера. Анонимный доступ к удаленной файловой системе. Организация каталогов на удаленной системе и защита от несанкционированного доступа. Электронная почта. Принципы организации системы электронной почты. Программа-сервер сообщений. Организация почтовых ящиков. Программы подготовки сообщений и рассылки. Формат почтового сообщения. Телеконференции. Принципы организации программного обеспечения телеконференции. Подписка. Сервер телеконференции. Структура почтового сообщения. Стиль диалога. Почтовые файловые серверы. Почтовый сервер: назначение и принципы работы. Команды сервера. Система приоритетов в системе электронной почты.
Конкретные информационные и файловые системы в сети Internet. Gopher, WAIS (Wide Area Information Servers), WWW (World Wide Web). Принципы организации. Архитектура информационных массивов. Языки запросов. Средства отображения информации. Организация гипертекстового документа. Язык разметки HTML. Встроенные графические образы. Программы отображения и воспроизведения нетекстовой информации. Протокол обмена HTTP. Организация глобальной гипертекстовой сети.
8. Правовое обеспечение информатики и информационных технологий
Элементы теории государства и права. Предмет теории права и государства. Понятие права, его признаки. Мораль и право: понятие и соотношение. Нормы и система права. Источники права. Закон и подзаконные акты. Понятие и система отраслей права. Правоотношения. Правонарушения и юридическая ответственность. Понятие государства, его функции, виды и структура. Система органов государственной власти в РФ. Конституционные основы судебной системы. Правоохранительные органы. Основы конституционного строя РФ. Основы трудового, гражданского и семейного права. Законодательство о страховании и налогах. Основы административного и уголовного права.
Основы договорных отношений при создании научно-технической или иной продукции. Общие положения возникновения и прекращения гражданских правоотношений. Основные положения об обязательствах и договорах. Понятие и виды обязательств. Субъекты обязательств. Исполнение обязательств. Прекращение обязательств. Практические аспекты заключения, изменения и расторжения договоров. Отдельные виды договоров. Правовые аспекты передачи научно-технической и иной продукции. Договорная и претензионно-исковая работа на предприятии. Разрешение споров в судебном порядке. Нотариальная защита.
Государственная политика в сфере обеспечения информационной безопасности. Понятие информационной безопасности. Жизненно важные интересы в информационной сфере. Угрозы жизненно важным интересам в информационной сфере. Принципы обеспечения информационной безопасности. Функции государственной системы по обеспечению информационной безопасности. Место законодательства в сфере обеспечения информационной безопасности в системе российского права. Законодательные и нормативные акты (государственные и международные), направленные против хищения информационных ресурсов и продуктов. Законодательные акты по легализации и защите компьютерной информации.
Защита права на доступ к информации. Основные информационные права и свободы и их ограничения. Правовая охрана права на доступ к информации. Защита права на доступ к информации.
Защита права на неприкосновенность частной жизни. Источники права на неприкосновенность частной жизни. Объекты и субъекты права на неприкосновенность частной жизни. Правовая охрана и защита прав на неприкосновенность частной жизни. Персональные данные как особый институт охраны прав на неприкосновенность частной жизни.
Защита права на информацию с ограниченным доступом. Понятие, структура и признаки информации с ограниченным доступом. Государственная тайна. Источники права о государственной тайне. Объект и субъекты права на государственную тайну. Правовая охрана и защита прав на государственную тайну. Коммерческая, банковская, профессиональная, служебная тайна. Источники права, объекты и субъекты права на коммерческую, банковскую, профессиональную, служебную тайну. Правовая охрана и защита прав на коммерческую, банковскую, профессиональную, служебную тайну.
Защита прав на объекты интеллектуальной собственности. Понятие и структура интеллектуальной собственности. Международное сотрудничество в области защиты интеллектуальной и промышленной собственности. Всемирная организация интеллектуальной собственности (ВОИС). Другие международные и зарубежные организации и другие документы по защите информационных ресурсов общества.
Правовая охрана и защита авторских и смежных прав. Источники, объекты и субъекты авторского права. Защита авторских и смежных прав. Правовая охрана и защита патентного права и прав на средства индивидуализации. Источники, объекты и субъекты патентного права и прав на средства индивидуализации. Правовая охрана и защита патентных прав и прав на средства индивидуализации. Защита прав на нетрадиционные объекты интеллектуальной собственности. Источники, объекты и субъекты прав на нетрадиционные объекты интеллектуальной собственности. Правовая охрана и защита прав на нетрадиционные объекты интеллектуальной собственности. Защита против недобросовестной конкуренции. Источники права о защите против недобросовестной конкуренции. Объекты и субъекты права защиты против недобросовестной конкуренции. Правовая охрана права на защиту против недобросовестной конкуренции.
Защита информационных технологий, систем и прав на них. Информационное оружие в информационной войне. Особенности правовой охраны и защиты прав на информационные системы и ресурсы. Виды противников или [нарушителей]. Три вида возможных нарушений информационной системы. Основные положения теории информационной безопасности информационных систем. Модели безопасности и их применение. Таксономия нарушений информационной безопасности вычислительной системы и причины, обусловливающие их существование. Анализ способов нарушений информационной безопасности. Использование защищенных компьютерных систем. Методы криптографии. Основные технологии построения защищенных информационных систем.
Основная литература
Лопатин В.Н. Правовые основы информационной безопасности: Курс лекций. М.: Изд-во МИФИ, 2000.
Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. М.: Мир, 2000.
Михайлов А.И., Черный А.И., Гиляревский Р.Э. Основы информатики. М.: Наука, 1978.
Попов И.И. Информационные ресурсы и системы: реализация, моделирование, управление. М.: ТПК [Альянс], 1996.
Попов И.И., Максимов Н.В., Храмцов П.Б. Введение в сетевые информационные ресурсы и технологии: Учеб. пособие для вузов. М.: Изд-во РГГУ, 2001.
Шемякин Ю.И. Введение в информатику. М.: Финансы и статистика, 1985.
Дополнительная литература
Основы государства и права: Учеб. пособие для вузов / Под ред. О.Е. Кутафина. М.: Юрист, 1994.
Попов И.И. Автоматизированные информационные системы (по областям применения): Учеб. пособие для вузов. М.: Изд-во РЭА им. Г.В. Плеханова, 1999.
Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. В 2 т. М.: Мир, 1982.
Ответы
1. Информатика как наука, отрасль промышленности и инфраструктурная область
Информатика — наука, отрасль индустрии и инфраструктура. Информатика как наука, изучающая информацию и ее свойства в естественных, искусственных и гибридных системах. Место информатики в системе наук. Информатика как обрабатывающая информацию отрасль индустрии и инфраструктурная область, ее роль и значение в ускорении научно-технического прогресса.
Некоторые ученые понимают информатику широко – как науку об информации вообще.
Эта наука изучает процессы и законы
передачи
распространения
обработки
преобразования
кодирования
запоминания
отображения
потребления информации и т.д.
Некотороые ученые под информатикой имеют в виду комплексную научную и инженерную дисциплину, которая изучает все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики.
Объект и предмет информатики
Поскольку информатика – многоаспектная научная область, объект и предмет ее неоднозначны. Объектом изучения информатики является, прежде всего, информация.
Предметом информатики как науки являются информационные технологии в их взаимодействии со средой.
Информатика – это теория и практика проектирования, встраивания новых информационных технологий в социальные среды и их использования.
Предметной областью информатики является информационная среда. Информационная среда включает в себя информационные процессы и информационные системы, а также все факторы, воздействующие на них на протяжения всего их существования – начиная от проектирования и до окончания использования.
Можно выделить основные направления развития информатики: теоретическая информатика, прикладная и техническая.
Основные цели теоретической информатики – развитие общей теории создания, переработки и хранения информации; изучение ее структуры и свойств; разработка теоретических проблем организации систем обработки информации; выяснение закономерностей, в соответствии, с которыми происходит создание семантической информации, ее преобразование, передача и использование в различных сферах деятельности человека; разработка современных методов расчета на ЭВМ; открытие общих законов, лежащих в основе переработки информации; изучение сложных взаимосвязей в системе “человек – ЭВМ”, а также взаимного влияния социальных факторов и развития информационных технологий.
Прикладная информатика охватывает возможности формализации и математизации областей ее применения, создание баз знаний, моделей информатики, имитации; разработку наиболее рациональных методов осуществления информационных процессов автоматизации исследований, методов и средств вычислительной техники, автоматизации производства; разработку теоретических основ проектирования и организации информационно-поисковых и информационно-логических систем; определение способов наиболее оптимальной организации связи как внутри науки, так и между наукой и производством с широким применением современных вычислительных технических средств, а также изучение закономерностей научно – информационной деятельности.
Техническая информатика – отрасль народного хозяйства, основанная на “индустрии” информатики; она включает в себя разработку структуры, принципов конструкции автоматизированных систем обработки информации; создание вычислительной техники новых поколений (в том числе персональных компьютеров), математического обеспечения; эксплуатация средств обработки создание гибких технологических систем, роботов, а также другие проблемы связанные с коадаптации человека к новой информационной технологии. К информатике относят и область искусственного интеллекта, содержащую как теоретические, так и технические аспекты.
Информатика - область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и других средств вычислительной техники.
Выполняя свою функцию, информатика решает следующие задачи:
* исследует информационные процессы в социальных системах;
* разрабатывает информационную технику и создает новейшие технологии преобразования информации на основе результатов, полученных в ходе исследования информационных процессов;
* решает научные и инженерные проблемы создания, внедрения и обеспечения эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах человеческой деятельности.
В рамках прикладной дисциплины информатики изучаются следующие вопросы:
* понятие информации, ее свойства, измерение информации, использование в управлении;
* способы кодирования информации;
* понятие и составные части информационных процессов;
* организация технических устройств преобразования информации, в частности компьютера;
* структура и методология проектирования программного обеспечения.
Место информатики в системе наук.
Информатика – слуга других наук, техники и производства. Она снабжает их методами исследования. Но пока – это методы, в основном заимствованные ею из других областей: математической статистики, вычислительной математики, теория игр, графов, исследование операций, математического программирования и другие.
Связь с кибернетикой, теорией информации, математикой.
Задачей кибернетики является рассмотрение информации как таковой.
Кибернетика ставит в центр своего рассмотрения компьютер. Она исследует технические основы компьютера – его архитектуру и создание; теоретические основания ; технико-технологические вопросы применения.
Хотя Н. Винер и понимал фундаментальность информационного подхода, главными понятиями развиваемой науки он считал управление и обратную связь, поскольку на этом пути были получены основные результаты.
Информатика является не составной частью кибернетики, а самостоятельной научной дисциплиной, тесно связанной с кибернетикой, пересекающейся с нею.
Предметная область информатики. Информационные проблемы современного этапа научно-технической революции. Информационные потребности индивидуальных и коллективных пользователей. Информационные коммуникативные процессы. Современная информационная технология на базе широкого применения вычислительной техники и связи. Социальные аспекты информатизации и компьютеризации общества.
Понятие информационного продукта и информационной услуги. Классификация информационных продуктов и услуг.
Информационный продукт - документированная информация, подготовленная в соответствии с потребностями пользователей и представленная в форме товара.
Информационная услуга - услуга, ориентированные на удовлетворение информационных потребностей пользователей путем предоставления информационных продуктов.
Рынок информационных продуктов и услуг (информационный рынок) -
система экономических, правовых и организационных отношений по
торговле продуктами интеллектуального труда на коммерческой основе.
К информационным продуктам относятся документы, данные, справки, аналитические обзоры, базы и банки данных, компьютерные игры, фильмы, книги и другие виды информационных продуктов. Информационными продуктами являются программные продукты, базы и банки данных, информационные системы, информационные технологии, лицензии, патенты, товарные знаки, ноу-хау, инженерно-технические услуги, различного рода информация и прочие виды информационных ресурсов.
Отметим основные особенности информационного продукта, которые кардинально отличают информацию от других товаров.
Во-первых, информация не исчезает при потреблении, а может быть использована многократно. Информационный продукт сохраняет содержащуюся в нем информацию, независимо от того, сколько раз она была использована.
Во-вторых, информационный продукт со временем подвергается своеобразному «моральному износу». Хотя информация и не изнашивается при употреблении, но она может терять свою ценность по мере того, как предоставляемое ею знание перестает быть актуальным.
В различных областях науки и техники темпы обесценения знания неодинаковы, процесс «старения» информации может длиться от пяти до пятнадцати лет.
В-третьих, разным потребителям информационных товаров и услуг удобны разные способы предоставления информации, ведь потребление информационного продукта требует усилий. В этом состоит свойство адресности информации.
В - четвертых, производство информации, в отличии от производства материальных товаров, требует значительных затрат по сравнению с затратами на тиражирование.
Поставщиками < информационных > < продуктов > и услуг могут быть:
• центры, где создаются и хранятся базы данных, а также производится постоянное накопление и редактирование в них информации;
• центры, распределяющие информацию на основе разных баз данных;
• службы телекоммуникации и передачи данных;
• специальные службы, куда стекается информация по конкретной сфере деятельности для ее анализа, обобщения, прогнозирования, например консалтинговые фирмы, банки, биржи;
• коммерческие фирмы;
• информационные брокеры.
Выделяются 5 секторов рынка информационных продуктов и услуг.
1-й сектор—деловая и нф ор м а ция, состоит из следующих частей:
• биржевая и финансовая информация — котировки ценных бумаг, валютные курсы, учетные ставки, рынок товаров и капиталов, инвестиции, цены. Поставщиками являются специальные службы биржевой и финансовой информации, брокерские компании, банки;
• статистическая информация — ряды динамики, прогнозные модели и оценки по экономической, социальной, демографической областям. Поставщиками являются государственные службы, компании, консалтинговые фирмы;
• коммерческая информация по компаниям, фирмам, корпорациям, направлениям работы и их продукции, ценам; о финансовом состоянии, связях, сделках, руководителях, деловых новостях в области экономики и бизнеса. Поставщиками являются специальные информационные службы.
2-й сектор —информация для с пециалисто в, содержит следующие части:
• профессиональная информация — специальные данные и информация для юристов, врачей, фармацевтов, преподавателей, инженеров, геологов, метеорологов и т.д.;
• научно-техническая информация — документальная, библиографическая, реферативная, справочная информация в области естественных, технических, общественных наук, по отраслям производства и сферам человеческой деятельности;
• доступ к первоисточникам — организация доступа к источникам информации через библиотеки и специальные службы, возможности приобретения первоисточников, их получения по межбиблиотечному абонементу в различных формах.
3-й сектор—потребительская информация, состоит из следующих частей:
• новости и литература — информация служб новостей и агентств прессы, электронные журналы, справочники, энциклопедии;
• потребительская информация — расписания транспорта, резервирование билетов и мест в гостиницах, заказ товаров и услуг, банковские операции и т.п.;
• развлекательная информация — игры, телетекст, видеотекст.
4-й сектор—услуги о бр а зовани я, включает все формы и ступени образо-вания: дошкольное, школьное, специальное, среднепрофессиональное, высшее, повышение квалификации и переподготовку. Информационная продукция может быть представлена в компьютерном или некомпьютерном виде: учебники, методические разработки, практику мы, развивающие компьютерные игры, компьютерные обучающие и контролирующие системы, методики обучения и пр.
5-й сектор —обеспечивающие информационные системы и средства, состоит из следующих частей:
• программные продукты — программные комплексы с разной ориентацией — от профессионала до неопытного пользователя компьютера: системное программное обеспечение, программы общей ориентации, прикладное программное обеспечение по реализации функций в конкретной области принадлежности, по решению задач типовыми математическими методами и др.;
• технические средства — компьютеры, телекоммуникационное оборудование, оргтехника, сопутствующие материалы и комплектующие;
• разработка и сопровождение информационных систем и технологий — обследование организации в целях выявления информационных потоков, разработка концептуальных информационных моделей, разработка структуры программного комплекса, создание и сопровождение баз данных;
• консультирование по различным аспектам информационной индустрии — какую приобретать информационную технику, какое программное обеспечение необходимо для реализации профессиональной деятельности, нужна ли информационная система и какая, на базе какой информационной технологии лучше организовать свою деятельность и т.д.;
• подготовка источников информации — создание баз данных по заданной теме, области, явлению и т.п.
В каждом секторе может быть организован любой вид доступа:
• непосредственный к хранилищу информации на бумажных носителях;
• дистанционный к удаленным или находящимся в данном помещении компьютерным базам данных.
По сферам использования информация может подразделяться на
* научно-техническую,
* управленческую
* социальную.
При прагматическом подходе, который оценивает блага от использования информации, информационные продукты делятся на
* познавательные
* развлекательные.
Информационные услуги могут оказываться двумя способами. Первый из них – это услуги по информационному обслуживанию. Этот способ более характерен для европейских стран и США. В нашей стране он применяется не так часто. В соответствии с данным способом информационная компания осуществляет для потребителя поиск, обработку, хранение и выдачу информации, как правило, в виде конечного продукта. Подобный способ удобен при глобальном поиске большого количества информации или длительном постоянном обслуживании. Услуги по информационному обслуживанию могут оказываться как сторонними организациями, на основе договора, так и структурными подразделениями в составе самой организации-заказчика.
An information broker is a person or business that researches information for clients. Common uses for information brokers include market research and patent searches, but can include practically any type of information research.
Второй вид информационных услуг – предоставление доступа к базам данных, компьютерным сетям, в том числе Интернет. В этот же вид информационных услуг попадает сопровождение проданных ранее информационных ресурсов. Организации, оказывающие данный вид информационных услуг, как правило, только предоставляют доступ и взимают за это плату. Данные информационные услуги являются наиболее распространенными в нашей стране на настоящий момент.
Более подробный ответ:
Информационный продукт - документированная информация, подготовленная в соответствии с потребностями пользователей и представленная в форме товара. Информационными продуктами являются программные продукты, базы и банки данных и другая информация.
Информационная услуга - услуга, ориентированная на удовлетворение информационных потребностей пользователей путем предоставления информационных продуктов.
Информационный продукт, являясь результатом интеллектуальной деятельности человека, должен быть зафиксирован на материальном носителе любого физического свойства в виде документов, статей, обзоров, программ, книг и т.д.
При предоставлении услуги заключается соглашение (договор) между двумя сторонами – предоставляющей и использующей услугу. В договоре указываются срок ее использования и соответствующее этому вознаграждение.
Пример. Библиотеки являются местом сосредоточения значительной части информационных ресурсов страны. Перечислим основные виды информационных услуг, оказываемых библиотечной сферой:
* предоставление полных текстов документов, а также справок по их описанию и местонахождению;
* выдача результатов библиографического поиска и аналитической переработки информации (справки, указатели, дайджесты, обзоры и пр.);
* получение результатов фактографического поиска и аналитической переработки информации (справки, таблицы, фирменное досье);
* организация научно–технической пропаганды и рекламной деятельности (выставки новых поступлений, научно–технические семинары, конференции и т.п.);
* выдача результатов информационного исследования (аналитические справки и обзоры, отчеты, рубрикаторы перспективных направлений, конъюнктурные справки и т.д.).
Базы данных являются источником и своего рода полуфабрикатом при подготовке информационных услуг соответствующими службами. Базы данных, хотя они так и не назывались, существовали и до компьютерного периода в библиотеках, архивах, фондах, справочных бюро и других подобных организациях. В них содержатся всевозможные сведения о событиях, явлениях, объектах, процессах, публикациях и т.п.
С появлением компьютеров существенно увеличиваются объемы хранимых баз данных и соответственно расширяется круг информационных услуг.
Рассмотрим классификацию баз данных с позиций их использования для систематизации информационных услуг и продуктов.
Базы данных принято разделять на библиографические и небиблиографические.
Библиографические базы данных содержат вторичную информацию о документах, включая рефераты и аннотации.
Небиблиографические базы данных имеют множество видов:
* справочные, содержащие информацию о различных объектах и явлениях, например адреса, расписания движения, телефоны магазинов и т.п.;
* полного текста, содержащие первичную информацию, например статьи, журналы, брошюры и т.п.;
* числовые, содержащие количественные характеристики и параметры объектов и явлений, например химические и физические данные, статистические и демографические данные и т.п.;
* текстово–числовые, содержащие описания объектов и их характеристики, например по промышленной продукции, фирмам, странам и т.п.;
* финансовые, содержащие финансовую информацию, предоставляемую банками, биржами, фирмами и т.п.;
* юридические, содержащие правовые документы по отраслям, регионам, странам.
Исходя из возможных видов информационных продуктов, баз данных и ресурсов классификация информационных услуг представлена на рис. 1.1.
Выпуск информационных изданий означает подготовку печатной продукции: библиографических и других указателей; реферативных сборников; обзорных изданий; справочных изданий.
Информационные издания подготавливаются практически всеми видами информационных служб, органов и систем. Эти издания содержат вторичную информацию, которая создается на основе работы с базами данных, предоставление работы с которыми также является услугой.
Ретроспективный поиск информации– это целенаправленный по заявке пользователя поиск информации в базе данных и пересылка результатов либо по почте в виде распечаток, либо по электронной почте в виде файла.
Рис. 1.1. Основные виды информационных услуг
Предоставление первоисточникаявляется традиционной услугой библиотечных служб. Эта услуга предусматривает не только выдачу первоисточников, но и их копий, полученных с помощью устройств различного принципа действия.
Традиционные услуги научно–технической информации осуществляются по предварительному заказу и включают в себя:
подготовку обзоров в виде рукописей;
подготовку переводов текстов.
Дистанционный доступ к удаленным базам данных организуется в компьютерной сети в диалоговом режиме. Популярность услуг дистанционного доступа к базам данных нарастает быстрыми темпами и опережает все виды других услуг благодаря:
* все большему числу пользователей, овладевших информационной технологией работы в коммуникационной среде компьютерных сетей;
* высокой оперативности предоставления услуг;
* возможности отказа от собственных информационных систем.
Традиционно основными пользователями услуг дистанционного доступа к базам данных являются организации. Однако за последние годы наметилась тенденция к существенному увеличению числа индивидуальных пользователей.
В основном эти услуги предоставляются специальными организациями, называемыми вычислительными центрами коллективного пользования, располагающими мощными ЭВМ с внешней памятью более сотен гигабайт и лазерными принтерами. Дистанционный доступ к базам данных может быть предоставлен по подписке на основе абонементной платы или по договорам. Схема оплаты может быть разная, но в основном это почасовая оплата, зависящая от объема получаемой информации.
Услуги дистанционного доступа к базам данных можно классифицировать следующим образом:
непосредственный доступ к базам данных может быть организован с локального места пользователя только при условии его обученности работе в коммуникационной среде. В противном случае следует воспользоваться услугами, предоставляемыми специальными организациями;
косвенный доступ включает организацию обучения пользователей, выпуск бюллетеня новостей, организацию справочной службы, организацию встреч с пользователем для выяснения интересующих его вопросов, рассылку вопросников пользователям;
услуга Downloading позволяет загрузить результаты поиска в центральной базе данных в свой персональный компьютер для дальнейшего использования в качестве персональной базы данных;
регулярный поиск предусматривает регулярное проведение поиска в массивах одной или нескольких центральных баз данных и предоставление результатов поиска на терминал пользователю в удобное для него время.
Подготовка и оказание информационных услуг:
* связь (телефонная, телекоммуникационная) для предоставления осуществляемых в форме передачи данных информационных услуг;
* и обработка данных в вычислительных центрах;
* программное обеспечение;
* разработка информационных систем;
* разработка информационных технологий.
Жизненный цикл информационного продукта.
Жизненный цикл программного обеспечения (ПО) — период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания программного продукта и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации[1].
Стандарт ГОСТ 34.601-90 предусматривает следующие стадии и этапы создания автоматизированной системы:
1. Формирование требований к АС
1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС
2. Формирование требований пользователя к АС
3. Оформление отчета о выполнении работ и заявки на разработку АС
2. Разработка концепции АС
1. Изучение объекта
2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ
3. Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователей
4. Оформление отчета о проделанной работе
3. Техническое задание
1. Разработка и утверждение технического задания на создание АС
4. Эскизный проект
1. Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям
2. Разработка документации на АС и ее части
5. Технический проект
1. Разработка проектных решений по системе и ее частям
2. Разработка документации на АС и ее части
3. Разработка и оформление документации на поставку комплектующих изделий
4. Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта
6. Рабочая документация
1. Разработка рабочей документации на АС и ее части
2. Разработка и адаптация программ
7. Ввод в действие
1. Подготовка объекта автоматизации
2. Подготовка персонала
3. Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями)
4. Строительно-монтажные работы
5. Пусконаладочные работы
6. Проведение предварительных испытаний
7. Проведение опытной эксплуатации
8. Проведение приемочных испытаний
8. Сопровождение АС.
1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами
2. Послегарантийное обслуживание
Модели жизненного цикла ПО
Среди известных моделей жизненного цикла можно выделить следующие модели:
— каскадная модель (до 70-х гг.)