авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ РФ

МОСКОВСКИЙ КОМИТЕТ ОБРАЗОВАНИЯ

КОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ СЕМЬИ И МОЛОДЕЖИ ПРАВИТЕЛЬСТВА МОСКВЫ

МОСКОВСКИЙ

ГОРОДСКОЙ ДВОРЕЦ ДЕТСКОГО (ЮНОШЕСКОГО) ТВОРЧЕСТВА

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ,

ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ “ИНФОРМИКА”

Государственное образовательное учреждение (ГОУ) «Технопарк инноваций в науке и образовании»

Д.В. Двоеглазов, В.Т. Матчин, В.А. Мордвинов, С.В. Свечников, Н.И. Трифонов, А.М. Филинов, А.Ю. Шленов ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В УПРАВЛЕНИИ ИНФОРМСРЕДОЙ ОБРАЗОВАНИЯ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИС Учебно-методический комплекс интегративной дисциплины «Информсреда образования» (в трех частях) под общей редакцией директора МГДД(Ю)Т Д.Л. Монахова и директора ГНИИ ИТТ «Информика» А.Н. Тихонова ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ И ВИДЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ, ОБРАЗУЮЩИХ ИНФОРМСРЕДУ ОБРАЗОВАНИЯ. МОДЕЛИРОВАНИЕ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СОПРОВОЖДЕНИЕ ИС В ОБРАЗОВАНИИ НА ПРОТЯЖЕНИИ ВСЕГО ИХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА Москва, УДК 681.3. ББК 32.88- Рецензенты: д.т.н., доц. Ю.Л.Ижванов, доц.. Б.А.Сазонов Главный редактор: Первый зам. директора МГДД(Ю)Т В.Е.Соболев Научные консультанты: д.т.н. проф.А.Д.Иванников, к.т.н. доц. С.Н.Ковалев, д.т.н.

проф. В.П. Кулагин, д.т.н., проф. В.П. Майборода, к.т.н., доц. В.Н. Цыпкин Рук. эксп. техн. комплекса: В.И.Минаков Литературный редактор: Л.А.Карась Технологическое обеспечение: В.А.Кичатов, В.Т.Матчин, С.В.Свечников, А.А.Савочкин, А.М.Филинов, Д.В.Двоеглазов Корректор и макетирование: С.В.Свечников Двоеглазов Д.В., Матчин В.Т., Мордвинов В.А., Свечников С.В., Трифонов Н.И., Филинов А.М., Шленов А.Ю. Информационные системы в управлении информсредой образования. Учебно-методический комплекс интегративной дисциплины «Информсреда образования» (в трех частях). Часть третья: Информационные ресурсы и виды информа ционных систем, образующих информсреду образования. моделирование, проектирова ние и сопровождение ИС в образовании на протяжении всего их жизненного цикла. \ Под общей редакцией Д.Л.Монахова и А.Н.Тихонова / МГДД(Ю)Т, МИРЭА, ГНИИ ИТТ «Информика», М., 2001\2002. с.181.

Учебно-методический комплекс (УМК) в составе установочного многомодульного лекционного массива – глоссария и вопросов разработанной рабочей программы комплексной интегративной дисци плины «Информсреда образования» предназначен в поддержку дисциплины «Информсреда образова ния» системы дополнительного образования в МГДД(Ю)Т и в качестве учебного пособия в помощь сту дентам МИРЭА по кафедре ТИССУ, готовящимся к государственному междисциплинарному экзамену по специальности 071900 «Информационные системы в технике и технологиях (в образовании)». УМК опирается на государственный отраслевой образовательный стандарт высшей школы РФ соответствую щей специальности 071900 и может использоваться по дисциплинам «Информатика», «Теория инфор мационных систем» и «Проектирование информационных систем» указанной специальности. УМК ото бражает опыт многолетней научно-исследовательской, учебно-творческой и информационно методической работы в указанном направлении ГНИИ ИТТ «Информика», НИИВО, отдела техническо го творчества (секторов НИТ и ИВТ) МГДД(Ю)Т, кафедры ТИССУ МИРЭА, Московского межвузов ского центра НИТ МИРЭА-МГДД(Ю)Т и других участников.

УМК является продолжением и развитием изданного с грифом Минобразования РФ учебного по собия Мордвинова В.А. «Информсреда в образовании и инженерии» (МИРЭА, М..,1995г., 115с.) и на прямую связан с практикой учебно-творческого школьно-студенческого процесса в системе дополни тельного и развивающего образования в МГДТД(Ю)Т и МИРЭА. В УМК использованы многие устано вочные материалы Международной Академии Информатизации, ГНИИ ИТТ «Информика», ряда науч ных и учебных публикаций, в том числе учебного пособия Ю.И.Шемакина “Теоретическая Информати ка”/под общей редакцией проф. акад. К.И.Курбакова. М.: Изд-во Рос. экон. акад., 1998-.132с.и моногра фии “Информационные системы”/Под ред. В.Н. Волковой, Б.И. Кузина.-СПб.:Изд-во СПбГТУ, 1998. 213с., а также материалы диссертационной работы аспиранта В.Т.Матчина и дипломных-курсовых про ектов и работ студентов И..Лысых, А.Силаева, А..Яшкина и других.

База данных размещена на сервере Технологической экспериментальной площадки ГНИИ ИТТ “Информика”- МГДД(Ю)Т – МИРЭА (www.mgdtd.ac.ru). Соответствующий автоматизированный глос сарий встроен в ядро информационной системы дополнительного образования московского региона под управлением Lotus Notes.

Табл.: 4 Ил.: 19 Библиограф.: 114 назв.

ISBN 5-8094-0018-3 ББК 3288- Лицензия на издательскую деятельность: ЛР №040686 от 27 мая Адрес в МГДТДиЮ: email – cnit@mgdtd/ac/ru 119991, Москва, ул. Косыгина, д.17, комн. 4-21, 4-31.

Адрес в МИРЭА: email – cnit@mirea.ac.ru 117454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78.

Заказ Тираж 40 © В.Мордвинов и В.Матчин.., М. МГДД(Ю)Т Предисловие редактора В нашей стране с 60-х годов ведётся подготовка специалистов в области информатики.

С середины 80-х годов Минобразования РФ приступило к решению проблемы стандартизации высшего образования, то есть к унификации государственных требований к минимуму содер жания и уровню подготовки специалистов. Стандарт высшего образования структурно опреде лён в основном из двух составляющих: федеральной, которая определяется государственными требованиями, и отраслевой - областью применения. Сообразно этому подходу в последние годы выделилась и формируется компонента образовательных стандартов профиля информа тики, нацеленная на профессиональную подготовку специалистов-системотехников, ориенти рованных на создание, внедрение в образовательные технологии и сопровождение на всем жизненном цикле корпоративных информационных систем как инструментального средства управления огромными современными информационными потоками. Иными словами, специа листов, способных создавать и поддерживать образовательную информационную среду, регу лировать ее информационный ресурс. Этому направлению отвечает государственный отрасле вой образовательный стандарт высшей школы РФ соответствующей специальности «Информационные системы (в технике и технологиях)», а его отображению в информацион ном пространстве непрерывного образования России соответствует ядро создаваемой в этих целях силами МИРЭА и МГДД(Ю)Т корпоративной информационной системы (ИС) на плат форме Lotus Notes.

Ядро упомянутой ИС наполнено набором специально разработанных учебно методических комплексов (УМК) дисциплин специализации, профильных дисциплин и базо вого фундаментального курса информатики. Построение ядра ИС отображает опыт многолет ней научно-исследовательской, учебно-творческой и информационно-методической работы в указанном направлении ГНИИ ИТТ «Информика», НИИВО, отдела технического творчества (секторов НИТ и ИВТ) МГДД(Ю)Т, кафедры ТИССУ МИРЭА, Московского межвузовского центра НИТ МИРЭА-МГДД(Ю)Т и других участников.

Окружение ядра ИС формируется из массивов развивающих информационных мате риалов, в том числе в виде понятий и их раскрытий (по типу глоссария). Эти материалы струк турированы в виде периодически обновляемых и расширяющихся частей – публикуемых вы пусков, образующих информсреду специальности 071900 и ее компонент дополнительного об разования. В первой версии по состоянию на осень 2001 года указанная выше информсреда состоит из трех тематических частей. В первой части (в первом выпуске) дана общая характе ристика информсреды образования, подробно раскрыты ее основные элементы. Во второй час ти представлена дисциплина "Информатика", которую авторы и редакотры считают основооб разующей дисциплиной формирования информсреды образования. Эта часть также раскрыва ет понятия, относящиеся к информационным технологиям и обработке информации. И нако нец, в третьей части содержится описание информационных ресурсов и систем. Основное внимание уделено авторами информационным системам, с помощью которых можно органи зовать управление и защиту информационных ресурсов информсреды образования.

Благодаря модульности компонентов массива, его части можно легко обновлять, что, по мнению авторов и редакторов позволит ему долгое время идти в ногу со временем.

Информационный массив информсреды будет полезен как студентам, обучающимся по специальности 071900, в качестве учебного пособия, так и учащимся дополнительного обра зования.

Редакторы желают творческих и учебных успехов всем пользователям настоящих ин формационных материалов.

А.Н.Тихонов, д.т.н. проф., директор Д.Л.Монахов, директор МГДД(Ю)Т ГНИИ ИТТ «Информика»

Часть 3. Информационные ресурсы и виды информационных систем, образующих информсреду образования. Моделирование, проектирование и сопровождение ис в образовании на протяжении всего их жизненного цикла Понятие: Семантическая модель реальности и идеальности информсреды как полигон для создания информационных систем в образовании.

Комментарий: Семантическая роль знания и информации с кибернетических позиций рассматривается к неживой, живой и социальной природе на основе класси фикации интеллектуальных технологических процессов и их расширительной трактов ки. При этом отражается единство информационных процессов для всех видов мате рии, включая естественные и искусственные (созданные человеком) системы. В обра зовательных технологиях наряду с традиционной информационной функцией отобра жения окружающего нас мира семантическая модель информсреды структурируется и выстраивается сообразно дополнительным требованиям, обусловленным дидактикой обучения и необходимыми для этого многоступенчатостью, наличием переходов от общего к частному и от простого к сложному и достаточно развитыми обратными свя зями, облегчающими контроль и закрепление знаний и навыков. В образовании при сутствует и важен рациональный баланс реальности и идеальности информсреды, опи рающийся на достижения научных исследований. Все основные компоненты, особен ности и соотношения в информсреде наиболее конструктивно и дидактично регулиру ются и доводятся до пользователей посредством информационных систем образования, питающихся этой информсредой. Таким образом, семантическая модель реальности и идеальности информсреды является полигоном для создания информационных систем в образовании.

Понятие: Семантика. Информация как семантическая сущность материи.

Комментарий: Семантика есть интерпретация связи содержания с формой.

Информация как семантическая сущность материи - понятие системное и выражается в информации об объекте, о цели и необходимом силовом воздействии на объект. Ис точниками и приёмниками информации могут быть элементы бинарной системы лю бого вида материи - объект и субъект. В образовательных средах субъектами информа ции являются учащиеся, педагоги, методисты и административные работники, а также в условиях развития рыночной экономики заказчики образования как вида функцио нальной услуги, то есть прежде всего государство и различные предприятия, требую щие подготовки профессиональных кадров. Объектами информации являются пред метные области обучения, сопровождающие их инструментарий, директивы, методики и различные отклики обучения в обратных связях. Что касается современных разви вающихся информационных систем образования, поддерживаемых искусственным ин теллектом и, видимо, способных к самосовершенствованию и самообучению, их мож но отнести как к объектам, так и субъектам информации образовательной информсре ды. Вместе с тем базовым является и всегда будет являться представление о том, что семантическая сущность информации, циркулирующей в человеко-машинных систе мах, как в любых искусственных системах, созданных человеком, проявляется через человека. В машинах нет плана-содержания, того, что существует в любых естествен ных системах. В искусственно созданные человеком информационные системы ин формация привнесена человеком. Машинная технологическая информация имеет фор мальный, синтаксический характер, семантическая же сущность сообщений остаётся за человеком. В современном обществе технические средства информационного обмена, прежде всего информационные системы, играют все возрастающую роль в построении информационного общества. На практике это может приводить к переоценки роли ма шин в системах “человек-машина”, что неизбежно сказывается на эффективности та ких систем. Информационные системы инструментально воздействуют на информа цию по заданной человеком программе, храня, отыскивая, видоизменяя и защищая ее, но не более того. Сама же информация под воздействием информационных систем не меняет своей природы и способности объективно отображать семантическую сущность материи, окружающего нас мира.

Понятие: Познание через интерпретаторы – сущность информатики как базовой дисциплины освоения предметных областей в образовании.

Комментарий: Различные виды материи различаются только своей структурой.

Поэтому структуру вещества как носителя свойства материального мира можно при нять за язык, средствами которого кодируются хранящиеся знания, а структурные па раметры энергетических процессов- за язык кодирования передающейся в системе ин формации. На этом принципе строится вся система информатики, являющейся фунда ментальной наукой и учебной дисциплиной, позволяющей отображать информацию, как семантическую сущность материи, а следовательно изучать и развивать те или иные предметные области знаний, а также совершенствовать механизмы и инструмен тарий такого изучения.

При познании окружающей действительности и самого себя человек интерпре тирует природные, вещественные и энергетические структуры подобно интерпретации созданных им же знаковых и сигнальных систем, в том числе реализованных средст вами информационных систем. Главное предназначение информационных систем в образовании в этом контексте заключается в способности ИС эффективно и безоши бочно извлекать из этих структур их концептуальное содержание. Описание предмет ных областей, относящихся к той или иной специальности или отрасли знаний, пред ставляет наиболее важное звено информсреды образования и, следовательно, должно отождествляться в ядре информационных систем, регулирующих информационные массивы в информсреде образования. Информатика через интерпретаторы обеспечива ет реальный доступ к этой информации, позволяя осваивать указанные предметные об ласти в процессе их исследования и изучения.

Понятие: Язык, как средство общения информсреды образования.

Комментарий: Важнейшими средствами передачи информации в коммуника тивных процессах являются физические среды, каналы связи и системы кодирования.

В социальных системах, к числу которых относятся воспитание и обучение, главенст вующим средством общения является естественный язык. Он встроен в символьной и образной форме в процессы двухполушарного мышления человека, через которые про является его семантическая сила. При этом в различных странах, у различных народ ностей и этнических групп язык общения различен. Даже в пределах нашей огромной Российской Федерации наряду с государственным русским языком присутствуют язы ки многих республик и народностей, заселяющих Россию. Кроме того в информацион ном обмене и образовательных технологиях фигурируют языки многих, особенно раз витых стран. В информатике и смежных с ней областях большая роль принадлежит английскому языку, используемому во многих странах мира. Многоязычность ослож няет информационный обмен в образовательной информсреде, но, одновременно обо гащает и развивает информсреду. К тому же возможности современных информацион ных систем позволяют максимально облегчить и автоматизировать перевод информа ции с одного языка на другой.

Поддерживая социальную систему – образование, сами информационные сис темы образования являются сугубо техническими системами, поэтому их язык интер претирует информацию образовательной среды иным образом. В социальных системах физическая среда и каналы связи строятся человеком, а в качестве системы кодирова ния выступает естественный язык - важнейшее средство человеческого общения и ору дие мысли. В работе ЭВМ участвуют искусственные языки, в основе которых пока ле жит двоичная система исчисления. Формальная интерпретация сообщений на этих языках на стадии разработки осуществляется программистами, что создаёт семантиче ский барьер между пользователем и машиной на стадии эксплуатации. Но и сами язы ки программирования есть продукт выработанных человеком условностей языкового перевода желаемых команд, адресуемых в адреса тех или иных технических средств и устройств информационных систем.

Что касается ограничений, связанных с принятой по техническим соображениям двоичной системой счислений в современных технических средствах, то, представля ется неизбежным поиск выхода из этой стесненности в сторону аналоговых интеллек туальных устройств, уподобляющихся мозгу человека. На этом пути развития можно ожидать появления множественных, а не двоичных кодов и некоторую интерпретацию их возможностей путем построения ИС на основе мультимногопроцессорных супер мощных вычислительных комплексов. Представляется вполне ясным, что для умень шения семантического разрыва между естественными языками социальных систем и языками технических средств и систем максимальное усилие необходимо предпринять в области информационных гипертехнологий, комплексно моделирующих техниче скими средствами кибернетические и коммуникативные возможности человека, повы шая когнитивность искусственных систем и вытесняя формальных посредников в об щении человека с машиной.

Понятие: Информационные технологии.

Комментарий: Технология – это совокупность процедур, приёмов и правил, на целенных на создание, обслуживание, поддержание и использование чего-либо. Это определение относится и к созданию, хранению, поиску, транспортировке, перера ботке и защите информации, то есть к тому, чем занимается информатика. Ин формационные технологии посредством соответствующих технических, языковых, программных и методических средств реализуют в области информатики эти и сопря женные с ними функции по обслуживанию информатики. Соответственно, как пред метная область обучения информационные технологии дают представления, знания и навыки, необходимые для работы с информацией на основе базисных знаний инфор матики как науки. Работа с информационными системами в качестве одного из наибо лее эффективных инструментов информатики также относится к сфере информацион ных технологий.

Понятие: Интеллектуализация информационных технологий;

интеллекту альные информационные системы.

Комментарий: Интеллектуализация информационных технологий и создание на этой основе интеллектуальных информационных систем опираются на построение в сфере информатики развитых интеллектуальных технологических процессов. Это именно так, а не иначе, потому, что развитые интеллектуальные технологические про цессы составляют главный информационный конвейер такой высокоорганизованной интеллектуальной системы, какой является человек. И это при всем том, что возмож ности мозга современного человека с позиций информатики в реальной жизни исполь зуются всего пока на 2 процента от их потенциальных возможностей, в то время как все достигнутые технические возможности созданных человеком ЭВМ исчерпываются почти полностью. Однако все перечисленные автоматизированные процессы в ЭВМ в плане их истинной интеллектуализации могут стать реальностью только при высоком уровне развития их аппаратного и математического обеспечения.

Само совершенствование технических средств в направлении их интеллектуа лизации в настоящее время в основном протекает в результате реализации принципа непрерывности развития алгоритмическими методами. Реализация принципа непре рывности развития алгоритмическими методами отличается крайней трудоёмкостью и поглощает большую часть времени квалифицированных специалистов, не открывая, пожалуй, пути к радикальному прорыву в этой области. Видимо, дальнейшие успехи в области интеллектуализации информационных технологий могут быть связаны с мо делированием способности к приближённым рассуждениям. Вместе с тем построение когнитивной среды требует создание автоматов, способных воспринимать текстовую, визуальную, звуковую и тактильную информацию, семантически сопрягать различные её виды, осуществлять логический вывод на основе обобщённой информации и изме нять свою деятельность согласно формирующимся целям и окружающей ситуацион ной обстановки.

В компьютерной семантике ЭВМ рассматривается как активный партнёр чело века, осуществляющий интеллектуальную деятельность, направленную на сигнальное взаимодействие с человеком в единстве синтаксических, семантических и прагматиче ских характеристик. Фактически проблема состоит в совместном участии человека и машины в одной системе и различении выполняемых ими функций. В свою очередь это означает переход информационных систем из статуса технических систем в систе мы комбинированные – технические и социальные. А это означает появление и бы строе развитие уже зародившейся в образовательной деятельности новой предметной технологической области – ИНФОРМАЦИОННО-СОЦИАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

С позиций информационно-социальных технологий интеллектуализированные информационные системы, обладая до настоящего времени существенной ограничен ностью в плане развития когнитивной среды, имеют важное перспективное достоинст во по сравнению с социальными системами, заключающееся в независимости от пси хологического фактора. В психологии деятельность, в том числе информационная, по нимается как динамическая система взаимодействий субъекта с миром, в процессе ко торых происходит возникновение и воплощение в объекте психологического образа и реализация опосредованных им отношений субъекта в предметной действительности.

Основными характеристиками деятельности являются предметность и субъективность, которые могут быть перенесены в понятие компьютерной деятельности и реализовы ваться на практике средствами информационных систем. Рассматривая данную про блему можно отметить важное отличительное свойство компьютерной семантической системы - её свободу от прошлого, личностной детерминированности человеческого поведения, его исключительности, настрое6ний и других аспектов, относящихся к пси хологическому фактору.

Понятие: Предметная область информационных систем в образовательных технологиях.

Комментарий: Предметная область информационных систем – это та часть ре ального мира, описание которой является сферой проблемной ориентации автоматизи рованной информационной системы. В образовательных технологиях информационная система отображает и целесообразным образом акцентирует по значимости исходную информацию, относящуюся к объекту изучения, позволяет расширять и дифференци рованно углублять круг сведений о ней, формирует общие, проблемные и частные во просы и задания ко всем участникам учебного процесса, вносит директивные и мето дические компоненты в образовательные технологии и формирует материалы и меха низмы для создания обратных связей обучения и творчества в виде самопроверки, опе ративного контроля, контроля текущей успеваемости, этапного и рубежного контроля восприятия, знаний и навыков. При этом ИС обслуживает и такие задачи, как синхрон ный и асинхронный обмен информацией между всеми участниками учебного процесса и банками знаний и базами данных, поддерживаемых самой ИС, хранение, защиту и отображение информации в требуемом виде. Современная ИС образовательных техно логий реализуется посредством Интернет\Экстранет\Интранет-технологий и содержит четко обозначенное устойчивое ядро описания предметной области и динамично изме няющееся информационное окружение ядра ИС в виде различных развивающих и ус тановочных материалов.

ИС в образовании обязана также обеспечивать необходимую интегративность между различными ИС учебных учреждений, специальностей, направлений и так далее в целях создания единого отраслевого, государственного и межгосударственного ин тернационального образовательного информационного пространства, формируя тем самым единую мировую управляемую информационную среду образования, в том числе в мировой глобальной сети Интернет. Решение этой глобальной задачи начина ется с обеспечения однозначности и полной эквивалентности переводов и интерпрета ций описания предметной области в многоязыковом информационном пространстве как в части языков общения между людьми различных национальностей, так и в части машинных интерпретаций, то есть в разных операционных системах, в различных при ложениях и с использованием различных языков программирования и готовых интег рированных программных продуктов. При этом ИС не должна отклоняться в обеспече нии заданных параметров указанного вида обеспечения на протяжении всего жизнен ного цикла системы.

Для этого при определении предметной области объект должен иметь относи тельно целостный характер и обладать некоторым конечным и явным набором свойств.

При этом свойства объекта могут быть индивидуальными и общими, присущими и единичному экземпляру, и целому классу.

Обмен знаниями посредством передачи, кодирования смысла и сигналов привёл к необходимости разработки общих принципов обработки, хранения, поиска, передачи и защиты информации. Этим занимается информатика как предметная область образо вания и науки, а еще точнее, решению и изучению этих вопросов посвящен вузовский курс «теория информации». Этот курс может быть адаптирован в виде соответствую щих разделов в курсы «информатика», «теория информационных систем» и другие им подобные, что регулируется государственными образовательными стандартами специ альностей высшей школы России и уточняется в разрешенных стандартами размерах учебными планами по специальностям и специализациям отдельными вузами.

Понятие: Информация, как субстанция, видоизменениями и отображения ми которой проявляется функционирование информационных систем.

Комментарий: Информация выступает фундаментальным понятием естество знания, в частности, в области кибернетики как науки и технического воплощения ки бернизации. Информация - это всеобщее свойство материи, проявляющееся в комму никативных процессах, которые содержат в себе субъектно-объектные отношения. Об ладая свойством количественных и качественных измерений и оценок, информация может быть представлена в виде комбинаций и наборов информационных единиц, тем самым полностью, однозначно и исчерпывающе отображая сущность описываемого объекта. Информационные единицы бывают элементарными и составными. Элемен тарными единицами информации выступают реквизиты - логически неделимые эле менты, соотносимые с определённым свойством отображаемого объекта или процесса.

Различают числовые и текстовые реквизиты.

Числовые реквизиты характеризуют количественные свойства явлений, полу ченные в результате подсчёта натуральных единиц, взвешиванием, измерением. Тек стовые реквизиты в основном отражают качественные свойства явлений и событий.

Они дают характеристику тем обстоятельствам, при которых протекало то или иное явление или процесс и были получены те или иные числовые значения и результаты.

Информация о материальном мире есть неизбежное свойство существования матери ального мира, проявляющегося в его движении во времени. Информация о материаль ном мире многолика, безгранична, многогранна, вечна и существует независимо от нашего сознания. Она диктуется только объективными свойствами этого материально го мира, следовательно, она истинна и идеальна. В этом в диалектическом единстве проявляются материальная сущность мира (материализм), его идеалистическое и гно сеологическое начало, то есть познаваемость. В материальном мире существует и не избежен взаимный информационный обмен между всеми его частями всех уровней и размеров при всей бесконечности материального мира в глубину, что предопределяет первичную роль информации как регулятора существования и развития материального мира. Видимо, такая трактовка роли информации по отношению к материи нивелирует противоречия извечной проблемы философии – что первично, материя или сознание, что превалирует в мире – реальное или идеальное.

Соответственно, в технократских представлениях об информационных системах достаточно утверждать, что информационные системы призваны и могут объективно, однозначно и исчерпывающе отображать посредством обрабатываемой информации свойства материального мира, обладая при этом селективными способностями по от ношению к заданным предметным областям и критериям поиска и оценок в рамках этих областей. Это особенно важно в образовании, где сама дидактика есть сугубо се лективный и целенаправленный процесс с ведущими функциями в нем обучения и воспитания. В реализации этих функций проявляется специфика информационных систем в образовании по отношению к ИС иных назначений. С позиций же онтопсихо логии личности ИС в образовании проявляют еще ряд дополнительных свойств и осо бенностей, отражающихся на эффективности и социальных характеристиках образова тельных технологий. В их числе непреднамеренная однобокость формирования у поль зователей зависимости в их профессиональной деятельности от непременного наличия привычных информационных средств, систем и технологий, при сложившемся и пред взятом отношении к выбору тех или иных средств;

стихийность и спонтанность ис пользования гигантских хаотических быстро разрастающихся информационных пото ков Интернет-технологий;

необъективность и ложность многих суждений и позиций, навязываемых пользователям этими Интернет-технологиями;

ограниченность, замкну тость, а временами незащищенность от вредных воздействий Интранет-технологий и другие особенности. Эти временные болезни развития информационных систем в об разовании обусловлены двумя причинами: спонтанностью создания и развития Интер нет\Интранет-технологий при высокой социальной востребованности и отсутствием своевременной постановки вопроса о создании и выделении единой регулируемой ин формационной среды в образовании.

Решение проблемы, компенсирующее указанные негативные процессы в настоящее время возможно, неизбежно и строиться оно будет, по-видимому, на развитии единой мировой регулируемой информсреды образования на основе использования Интернет\Экстранет\Интранет-технологий и создания эффек тивных универсальных корпоративных информационных систем в образовании, струк турирующих данные в соответствие с требованиями дидактики в информационном по ле изучаемой предметной области. Эти системы должны быть интегрированы в миро вое Интернет-информационное пространство, что уже само по себе вытекает из сущ ности Интернета, являющегося мировой глобальной распределенной мультиме дийной информационной системой, поддерживаемой различными средствами лексики, в в основе которых использование языка HTML.

Понятие: Новые подходы к организации учебного и учебно-творческого процессов с использованием современных компьютерных технологий, реализуе мых посредством информационных и обучающих систем.

Комментарий: Компьютерная техника прочно вошла в число средств обучения и очень важную роль отводят компьютерам в учебных планах. Из множества компью терных обучающих программ (КОП) можно выделить три, наиболее важные и полу чившие наибольшее распространение.

1.Специализированные обучающие (дидактические) программы, которые специально написаны для оказания помощи учащимся и преподавателю в обучении.

Объединенная совокупность таких программ может представлять учебный курс цели ком. Специализированные обучающие программы являются готовым к применению программным продуктом, который используется преподавателем и может выступать как средство индивидуального пользования обучаемым или как основа для проведения преподавателем групповых занятий в учебной аудитории. Преподаватель может как-то дозировать их (например, эффективно используя принцип независимого модульного построения таких программ, как в случае настоящей публикации междисциплинарного учебно-методического комплекса – УМК), встраивая в общую систему преподавания, методически приспосабливаясь к тому способу изложения, какой принят в каждой из таких программ. Они чаще всего не допускают никаких доработок, и преподаватель пользуется ими как готовым учебным средством.

2. Использование компьютерной модели, с которой обучаемый изучает то или иное учебное явление, научное положение и т. д. Не будучи стесненным жесткими рамками указаний о последовательности действий, обучаемый может наиболее полно реализовать свои учебные интересы, удовлетворить любознательность, проявить ини циативу в проведении экспериментов с моделью.

Творческая активность — наиболее важная возможность, которая предоставля ется здесь обучаемому. Реализация больших дидактических возможностей компьютер ных моделей зависит от двух главных обстоятельств:

• насколько удачно модель отражает моделируемые явления, процессы, системы знания о предметной области;

• насколько удачна модель в дидактическом отношении — знания о стратегии обу чения и об учащемся.

Учебные модели создаются фирмами и организациями по разработке программ ных средств совместно с преподавателями, психологами, дидактами.

3. Автоматизированные обучающие системы (АОС) представляют собой не которую программную оболочку, предполагающую заполнение ее разнообразным предметным содержанием.

АОС предполагает возможность активного вмешательства преподавателя пользователя в содержание готового учебного материала, заполняющего оболочку, или заполнения ее собственными дидактическими материалами Как результат такой рабо ты появляется автоматизированный учебный курс — АУК.

АОС позволяет преподавателю реализовать свои индивидуальные потребности, педагогические возможности, наиболее целесообразно отобрать материал для АУК и представить его в нужном виде.

Существуют и другие способы классификации компьютерных обучающих про грамм (КОП).

С использованием КОП, с одной стороны, обучаемые получили возможность работать в своем собственном ритме в соответствии со своим уровнем подготовки. Это оказывает положительное влияние на процесс обучения, так как обучаемый получает большую свободу в выборе решений, в ходе процесса обучения присутствует элемент соревнования с компьютером и т. д.

С другой стороны, такая индивидуализация обучения накладывает свой отпеча ток на работу преподавателя. Преподаватель лишен возможности активно влиять на процесс обучения и реально оценивать уровень подготовки обучаемых, так как он не имеет возможности контролировать в динамике протекание процесса обучения хотя бы у большинства. Отсюда возникает проблема организации учебного процесса. Для ее решения необходимо разбить процесс обучения в компьютерных классах на два этапа:

усвоение теоретического материала и применение теоретических знаний на практике.

На компьютерах преподавателя и обучаемых запускаются специальные программы, (программа преподавателя и программа обучаемого). Преподаватель может со сво его компьютера наблюдать за ходом работы обучаемых и при необходимости опера тивного вмешательства, может со своего компьютера эмулировать управление клавиа турой и мышью обучаемого, запускать на его компьютере различные программы. Во время работы обе стороны могут обмениваться друг с другом сообщениями.

Некоторые замечания по поводу функций поддержки: Сети в компьютерных классах применяются относительно давно. Но из множества их возможностей исполь зуются три: сервис печати, файловый сервис и сервис передачи сообщений. Они объе динены в одну группу вследствие того, что имеют стандартную реализацию во всех сетевых операционных системах (СОС).

Сервис печати позволяет разделить печатающее устройство между нескольки ми пользователями сети и, таким образом, никак не влияет на решение поставленной проблемы.

Файловый сервис позволяет проводить операции с файлами других подклю ченных к сети компьютеров, что облегчает работу преподавателя, обеспечивая быстрое распространение программ или заранее подготовленных исходных данных.

Передача сообщений не может удовлетворить ограничению поставленной про блемы в связи с тем, что в одних СОС имеются существенные ограничения на длину передаваемого сообщения, а в других процесс передачи и приема сообщений не про зрачен для пользователя, то есть он требует от него знания некоторых основ СОС, что не всегда ему необходимо.

Все функции описанной выше схемы взаимодействия преподавателя с обучае мым реализуются на основе механизмов обмена информацией по сети. Для передачи информации по сети используется спецификация Windows Sockets, определяющая се тевой программный интерфейс для MS Windows. Цель спецификации — абстрагиро ваться от типа используемой сети, что позволяет эффективно разрабатывать сетевые приложения, работающие в сетях любого типа Прием сообщений. Процесс заключается в автоматическом отображении стан дартного диалогового окна Windows с текстом сообщения (длиной до 2 млрд. симво лов). Для реакции на сообщения пользователю необходимо нажать на кнопку ОК.

Передача сообщений. Вызывается двойным щелчком мыши по пиктограмме на панели задач Windows. После этого появляется диалоговое окно, в которое нужно вве сти текст сообщения и нажать кнопку "Отправить" Пересылка на компьютер преподавателя экранных кадров с компьютера обучаемого. Позволяет преподавателю, не вставая с места, наблюдать за ходом работы обучаемого и корректировать его действия с помощью остальных функций. Снимок экрана помещается в клиентскую часть окна программы преподавателя. Для коррект ного отображения экранов с различными установками глубины цвета и разрешающей способности используется независимое от устройства растровое изображение (device independent bitmap — DIB). Процесс передачи изображений запускается автоматически при установке связи с компьютером обучаемого и в дальнейшем повторяется автома тически через задаваемый интервал времени.

Одновременно связь можно установить с несколькими компьютерами, что обес печивается используемым в программе многодокументным интерфейсом (multidocu ment interface — MDI).

Удаленный запуск программ. Эта функция обеспечивает просмотр содержи мого папок компьютера обучаемого из стандартного диалога открытия файлов на предмет поиска необходимой исполняемой программы, которая затем запускается на выполнение.

Эмуляция нажатия клавиш и перемещения мыши. Позволяет управлять компьютером обучаемого с компьютера преподавателя. Снимок экрана компьютера обучаемого помещается в окно программы преподавателя. События от мыши (переме щение, нажатие кнопок) обрабатываются программой и передаются программе обу чаемого, где они помещаются в системную очередь сообщений от мыши. То же самое происходит и с нажатиями на клавиши. Далее ОС компьютера обучаемого считывает события и адресует их активному окну.

Понятие: Общая характеристика функций и содержания проектирования ИС в образовании. Реализация проектных решений средствами новых информа ционных технологий.

Комментарий: Государственный образовательный стандарт ВШ РФ «Информационные системы в образовании» дает полную характеристику процессу проектирования информационных систем (в образовании) и содержанию информаци онных технологий, поддерживающих реализацию проектных решений.

Стандарт, в частности, предписывает в проектной деятельности различать, раз делять, классифицировать (опираясь на соответствующие международные и россий ские стандарты) и реализовывать соответствующие этапы проектирования и сопрово ждения информационных систем (ИС) на протяжении всего их жизненного цикла. В том числе проект должен разрабатывать и документально описывать структуру ин формационно-логической модели ИС и функциональную модель ИС. Должны решать ся и обосновываться документально: разработка модели данных и управления ими;

за щиты данных, разработка пользовательского интерфейса;

разработка проекта распре деленной обработки информации;

разработка алгоритмов ИС;

логический анализ структур;

анализ и оценка производительности ИС;

управление проектом ИС;

должны приводиться использованные стандарты, а проектная документация должна выпол няться на их основе;

должны описываться и обосновываться выбранные и\или создан ные инструментальные средства проектирования ИС, графические средства представ ления проектных решений;

обеспечиваться и поддерживаться эксплуатация ИС.

В проекте должны быть обоснованы выбор и применение информационных технологий (ИТ) как средства поддержки и реализации проектных решений. Должна приводиться классификация видов и типов, режимов и особенностей используемых ИТ. Должна подробно описываться реализация в технических областях;

поддержи вающих функционирование ИС;

должны, в частности, рассматриваться модели про цессов передачи, обработки, накопления данных в информационных системах;

систем ный подход к решению функциональных задач и к организации информационных про цессов в системе и подсистемах. Особо тщательно должны прорабатываться вопросы сетевых телекоммуникаций, маршрутизаций и серверного обеспечения на всех уровнях сетевого взаимодействия. Для этого должны изучаться. отбираться и систематизиро ваться в интересах проекта соответствующие глобальная, базовая и конкретные ин форматизационные технологии;

для которых систематизируются, обобщаются и диф ференциально используются в проекте те или иные особенности ИТ;

модели, методы и средства реализации перспективных ИТ.

Понятие: Подходы к проектированию автоматизированных информацион ных систем.

Комментарий: Проектирования автоматизированных информационных систем (ИС) расчленяется на этапы в соответствие с избранной стратегией построения ИС.

Проектирование ИС можно осуществлять в двух основных стратегических направле ниях:

1. собственно проектирование ИС конкретных назначений на базе готовых про граммных и аппаратных компонентов с помощью специальных инструментальных средств разработки;

2. проектирование компонентов ИС и инструментальных средств, ориентированных на многократное применение при разработке многих конкретных информационных систем.

Первое направление относят к системной интеграции. Разработчик ИС дол жен быть специалистом в области системотехники, хорошо знать международные стандарты, состояние и тенденции развития информационных технологий, программ ных продуктов и т.д. Существует ряд фирм, специализирующихся на разработке про ектов информационных систем. Представляется, что в отрасли образования из-за глу бочайшей зависимости инфологии и специфики ИС от сложности разнообразия пред метных областей и узкопрофессиональных требований дидактики проектирование и сопровождение ИС должно производиться непосредственно в ведущих учреждениях образования силами собственных специалистов – системотехников по информацион ным системам (специальность 071900).

Второе направление относится к области разработки математического и про граммного обеспечения для реализации функций ИС — моделей, методов, алгоритмов, программ на базе знания системотехники и т. п. В каждом классе ИС (АСУ, САПР, ГИС и т. д.) имеются фирмы, специализирующиеся на разработке программных сис тем. Вышеприведенная реплика о проектировании ИС образования своими силами в учреждениях образования, видимо, опять достаточно справедлива, но с поправкой на необходимость закупки или заказа извне профессионально сделанных программных модулей, из которых синтезируются интегральные проектные решения.

ИС и ее компоненты являются сложными системами, и при их проектировании целесообразно использовать нисходящий стиль блочно-иерархического проектиро вания.

Верхний уровень проектирования ИС называют концептуальным проектиро ванием. Концептуальное проектирование выполняется в процессе предпроектных ис следований, формулировки технического предложения, разработки эскизного проекта.

Предпроектные исследования проводятся путем анализа (обследования) деятельно сти учреждения, изучения принятых образовательных технологий учреждения, пред метных областей, требований образовательных стандартов и программ к качеству, со держанию, методикам и результатам обучения, в поддержку которого создается ИС.

Содержание обследования — выявление структуры учреждения, обслуживаемых под разделений и коллективов, структуры и сущности предметных областей, выполняемых в обучении создаваемой системой функций, анализ информационных потоков, опыта и имеющихся средств автоматизации, компьютерного и сетевого обеспечения. Обследо вание проводится системными аналитиками (системными интеграторами) совместно с представителями организации (подразделения)-заказчика.

На основе анализа результатов обследования разрабатывается исходная концеп ция ИС. Эта концепция включает предложения по изменению структуры преподавания и самостоятельной работы учащихся, по улучшению взаимодействия подразделений, преподавателей, тьюторов, многих обучающихся между собой в разных комбинациях, по выбору базовых программно-аппаратных средств. Последняя часть концепции явля ется инженерным результатом обследования и предопределяет судьбу будущей ИС в образовании, поэтому все основные концепты решений разработчиков в этой области должны быть абсолютно ясны заказчику и им одобрены. Результаты анализа — техни ческое предложение и бизнес-план создания ИС представляются заказчику разработ чиком для окончательного согласования.

При концептуальном проектировании применяют ряд спецификаций, среди которых центральное место занимают модели преобразования, хранения и передачи информации. Модели, полученные в процессе предпроектного обследования, являются моделями его функционирования. В процессе разработки ИС модели претерпевают существенные изменения и в окончательном виде они рассматриваются уже как моде ли проектируемой ИС.

Различают функциональные, информационные, поведенческие и структурные модели:

• функциональная модель системы описывает совокупность выполняемых систе мой функций;

• информационная модель отражает структуры данных — их состав и взаимосвя зи;

• поведенческая модель описывает информационные процессы;

• структурная модель характеризует морфологию системы (ее построение) — со став подсистем, их взаимосвязи.

Содержанием последующих этапов нисходящего проектирования являются:

• определение перечней приобретаемого оборудования и готовых программных продуктов;

• построение системной среды;

• разработка собственного оригинального ПО (которая, в свою очередь, делится на ряд этапов нисходящего проектирования).

Особое место в ряду проектных задач занимает разработка проекта корпора тивной вычислительной сети, (техническое обеспечение ИС имеет сетевую структу ру).

Корпоративная сеть может быть выполнена в виде совокупности нескольких локальных подсетей типа Ethernet, связанных опорной сетью типа FDDI, АТМ или вы сокоскоростными вариантами Ethernet.

Если ИС располагается, а точнее, распределена в удаленных друг от друга пунк тах, то решается вопрос об аренде каналов связи для корпоративной сети. В наше вре мя в городской инфраструктуре следует отдавать предпочтение высокоскоростным ка налам на основе оптоволоконных соединений, каковые прокладываются между зда ниями и районами городов в системе канализационных ходов. Наряду с оптоволокон ными соединениями используют также уже задействованные в каналах выделенные линии телефонии (с существенно меньшими скоростями), радиообмен и т.п.

Учитывая и воплощая в своем функционировании все особенности дидактики, предметных областей и специфику массового пользования учащимися ИС в образова нии в стратегическом смысле должны проектироваться с опорой на все основные тен денции в индустриях информатики и телематики.

Одной из главных тенденций современной индустрии информатики - создание и использование открытых систем. Свойство открытости означает, во-первых, перено симость (мобильность) программного обеспечения на различные аппаратные платфор мы, во-вторых, приспособленность системы к ее модификациям и комплексированию с другими системами в целях расширения ее функциональных возможностей и/или при дания системе новых качеств (интегрируемость). Профиль создаваемой ИС должен в полной мере отражать эту генеральную тенденцию. Профилем открытой системы называют совокупность стандартов и других нормативных документов, обеспечиваю щих выполнение системой заданных функций, включая достижение обсуждаемой вы ше открытости.

Понятие: CASE системы в проектировании ИС образования. Инструмента рий, спецификация и инфологическое структурирование в CASE-технологиях.

Комментарий: В современных информационных технологиях важное место от водится системам разработки и сопровождения их программным обеспечением (ПО).

Эти технологии и среды образуют системы, называемые CASE-системами.

Используется двоякое толкование аббревиатуры CASE, соответствующее двум направлениям использования CASE-систем:

• первое из них — Computer Aided Software Engineering — переводится как авто матизированное проектирование программного обеспечения, соответствующие CASE-системы часто называют инструментальными средами разработки ПО (RAD — Rapid Application Development);

• второе — Computer Aided System Engineering — подчеркивает направленность на поддержку концептуального проектирования сложных систем. Такие CASE системы называют системами BPR (Business Process Reengineering).

Инструментальные системы разработки программного обеспечения.

Средства CASE по своему функциональному назначению принадлежат к одной из следующих групп:


1) средства программирования;

2) средства управления программным проектом;

3) средства верификации (анализа) программ;

4) средства документирования.

Проектирование ПО с помощью CASE систем включает несколько этапов. На чальный этап — предварительное изучение проблемы. Следующий этап - выполняется детализация ограничений и функций программной системы. Далее определяется мо дульная структура программы, выполняется инфологическое проектирование базы данных, детализируются граф-схемы программной системы и ее модулей, проектиру ется пользовательских интерфейс.

Спецификации проектов программных систем.

Важное значение в процессе разработки ПО имеют средства спецификации про ектов ПО. Существует ряд способов представления моделей. Практически все способы функциональных спецификаций имеют следующие общие черты:

• модель имеет иерархическую структуру, представляемую в виде диаграмм не скольких уровней;

• элементарной частью диаграммы каждого уровня является конструкция "вход— функция—выход";

• необходимая дополнительная информация содержится в файлах поясняющего тек ста.

В большинстве случаев функциональные диаграммы являются диаграммами потоков данных (DFD — Data Flow Diagram).

Разработка DFD начинается с построения диаграммы верхнего уровня, отра жающей связи программной системы, представленной в виде единого процесса, с внешней средой. Декомпозиция процесса проводится до уровня, на котором фигури руют элементарные процессы.

Для описания информационных моделей наибольшее распространение полу чили диаграммы "сущность—связь" (ERD — Entity-Relations Diagrams), фигурирую щие, например, в методике IDEF1X.

Поведенческие модели описывают процессы обработки информации. В систе мах CASE их представляют в виде граф-схем, диаграмм перехода состояний, таблиц решений, псевдокодов (языков спецификаций), языков программирования, в том числе языков четвертого поколения (4GL). В граф-схемах блоки используют для задания процессов обработки.

Инструментальные среды разработки ПО.

Примерами широко известных инструментальных сред RAD являются VB (Vis ual Basic), Delphi, PowerBuilder соответственно фирм Microsoft, Borland, PowerSoft.

Применение инструментальных сред существенно сокращает объем ручной работы программистов.

Для написания событийных процедур в Visual Basic используется язык и тек стовый редактор языка Basic, в Delphi — язык и редактор языка Object Pascal. В CASE системе фирмы IBM, включающей части VisualAge (для клиентских приложений) и VisualGen (для серверных приложений), базовым языком выбран SmallTalk.

Понятие: Системные (операционные) среды автоматизированных инфор мационных систем (ИС). CALS-технологии.

Комментарий: Основные функции системных сред систем автоматизированно го проектирования (САПР):

• управление данными;

• управление процессом проектирования;

• интеграция программного обеспечения;

• реализация интерфейса с пользователем САПР;

• помощь в разработке и сопровождении ПО САПР.

Сходные функции реализуются и в системных средах АСУ с той разницей, что в них вместо проектных операций и процедур фигурируют бизнес-функции и бизнес процессы.

В типичной структуре программного обеспечения системных сред САПР выде ляют следующие подсистемы.

Ядро FW отвечает за взаимодействие компонентов FW, доступ к ресурсам опе рационной системы и к сети, настройку на конкретную САПР с помощью специальных языков расширения.

Подсистема управления проектом выполняет функции слежения за состояни ем проекта, координации и синхронизации параллельно выполняемых процедур раз ными исполнителями.

Часто в отдельную подсистему выделяют управление методологией проекти рования. При этом под методологией понимают совокупность методов и средств обра зования маршрутов проектирования — последовательностей проектных операций и процедур, ведущих к цели проектирования. Подсистема управления методологией про ектирования представлена в виде базы знаний БЗ УПР. В этой базе знаний содержатся такие сведения о предметной области, как информационная модель, типовые фрагмен ты маршрутов проектирования — так называемые потоки (flows) процедур, соответ ствие между процедурами и имеющимися пакетами прикладных программ, ограниче ния на их применение и т. п.

Основные функции подсистемы управления данными реализуются в банке данных, предназначенном для информационного обеспечения проектирования..

Подсистема интеграции программного обеспечения предназначена для орга низации взаимодействия программ в маршрутах проектирования. Она состоит из ядра и менеджеров процедур, согласующих конкретные программные модули, программы и/или программно-методические комплексы со средой проектирования. Методы по строения маршрутов (flow) проектирования зависят от типа проектных задач.

Подсистема пользовательского интерфейса включает текстовый и графиче ский редакторы и поддерживается системами многооконного интерфейса типа Х Win dows System или Open Look.

Подсистема CASE предназначена для адаптации САПР к нуждам конкретных пользователей, для разработки и сопровождения прикладного ПО. Обычно CASE подсистема включает обычные CASE-компоненты для разработки структурных схем алгоритмов, "экранов" для взаимодействия с пользователем в интерактивных процеду рах, средства для мифологического проектирования баз данных (БД), отладки про грамм, документирования, сохранения "истории" проектирования Тенденция к созданию интегрируемых производственных систем привела к раз витию технологии САLS. Одной из развитых реализации CALS-технологии является концепция EPD (Electronic Product Definition) фирмы Computervision. В соответствии с ней следующие компоненты должны входить в CALS-систему:

• комплекс прикладных программ автоматизированного проектирования (проекти рующие подсистемы САПР), включая программы для конструирования изделий и инженерного анализа проектных решений:

• подсистема автоматизации технологической подготовки производства;

• средства управления процессом проектирования;

• средства управления данными;

• средства визуализации и разработки документации;

• CASE-подсистема;

• языковые средства межпрограммных обменов;

• методики анализа проектно-технологической, производственной и управленческой деятельности предприятия.

Функции и состав системных сред CALS и входящих в них САПР в значитель ной мере совпадают.

В 70—80-е годы активно обсуждалась проблема автоматизации разработки са мих автоматизированных систем. Однако первоначальные попытки создания некото рой мета САПР выглядели несколько утопично. В настоящее время по-прежнему ди намика развития информационных технологий достаточно велика, чтобы можно было говорить о сформированной теории и методиках проектирования таких технологий и автоматизированных систем. Но заметны достижения в этом развивающемся направ лении.

Понятие: Общие принципы и рекомендации по созданию баз библиографи ческой, реферативной и полнотекстовой информации (по материалам комплекс ного межведомственного проекта ГНИИ ИТТ «Информика»).

Комментарий: Распределенные базы библиографической, реферативной и пол нотекстовой информации имеют общее назначение для науки и образования и допол няют предметно-ориентированные распределенные информационные системы по раз личным областям знаний. Задачами проводимых в этой области проектов (например, проекта, выполняемого Всероссийским институтом научной и технической информа ции ВИНИТИ РАН) являются:

• разработка и создание распределенной информационно-технологической системы баз и банков данных для внедрения ресурсосберегающих технологий сбора, пере работки, хранения и поиска документальной и фактографической информации по различным отраслям науки и техники (различным предметным областям знаний);

• обеспечение комфортных условий доступа к разнородным базам данных в теле коммуникационных режимах;

• производство и распространение новых электронных и информационных продук тов и услуг на их основе.

Общими принципами, реализующими возможности дальнейшего развития так называемого либерпространства (то есть пространства, обеспечивающего свободный доступ к информации) и создающими объективные предпосылки перехода общества к качественно новой среде - киберпространству, реализованному в виде виртуальной реальности на различных уровнях абстракции реального мира и представляющего ог ромные возможности накопления, обработки и передачи информации, являются:

1. Принцип информационного обеспечения, заключающийся в том, что, наря ду с распространенным в настоящее время пассивным (по запросу) информационным обслуживанием пользователей, информационные ресурсы, включающие распределен ные базы библиографической, реферативной и полнотекстовой информации, должны позволять при необходимости организовать активное информационное сопровожде ние (в том числе, когда пользователь не может адекватно сформулировать запрос), на чинающееся с обоснования планов и проектов и продолжающееся на всех этапах их реализации. При этом наряду с научно-информационным обеспечением должны быть предусмотрены образовательная, просветительская, краеведческая функции.

2. Принцип унификации и стандартизации, заключающийся в том, что фор мируемые информационные ресурсы и разрабатываемый информационный сервис должны обеспечивать межотраслевую, международную кооперацию и интеграцию баз данных в мировое информационное пространство. Это предполагает использование национальных и международных стандартов и протоколов (MARC-форматов и семей ства протоколов OSI, в первую очередь, протокола Z39.50) для кооперативной катало гизации, в том числе для ретроспективной конверсии традиционных каталогов в элек тронную форму. При этом должна быть обеспечена автоматизация основных традици онных библиотечных процессов на основе однократного ввода информации о печат ных и других изданиях и многократного (многоаспектного) ее использования в инфра структуре: «издательства - коллекторы -распространители - библиотеки (информаци онные центры) - пользователи».


3. Принцип релевантности, заключающийся в том, что пользователям предос тавляется только относящаяся к делу (релевантная) информация без информацион ного «шума». Это может быть достигнуто за счет использования общепринятых клас сификаторов, проблемно-ориентированных тезаурусов, систем навигации, многоас пектного поиска – осуществляемых с помощью различных современных распределен ных многопользовательских информационных систем (ИС).

4. Принцип восходящих и нисходящих потоков, реализованный в том, что ор ганизуется восходящий поток информации от пользователей и организаций в узлы на копления (переработки, хранения) информации и нисходящий поток к пользователям.

При этом может быть создана двухконтурная структура информационного обслужива ния и обеспечения, включающая: внутренний контур на базе корпоративной сети орга низации (отрасли) и, в основном, обеспечивающий информационные потребности от расли;

внешний контур, в основном, обеспечивающий интеграцию информационных ресурсов отрасли в мировое информационное пространство, продвижение научно технических и других достижений на мировом рынке, экспорт (импорт) образователь ных услуг, академическую мобильность. Иными словами, используется корпоративное информационное обслуживание на основе модели Интранет\Экстранет/Интранет технологий. При реализации указанного принципа в огромной многожанровой, распределенной информсреде образования и науки могут быть созданы условия для формирования информационных ресурсов и услуг на комплексной интегра тивной основе самоорганизации, либерализированного доступа и директивного адресного управления информсредой.

5. Принцип многообразия форм и видов представления информации и ин формационного сервиса, заключающийся в том, что пользователям по телекоммуни кациям предоставляются разнообразные формы и виды электронного сервиса и ин формации, включающие использование удаленных вычислительных ресурсов, воз можность пополнения информационных ресурсов и многоаспектного их поиска, ана лиза и статистической обработки электронных ресурсов. Формы и виды ресурсов должны включать всё, что необходимо для обеспечения деятельности научной и обра зовательной сфер: электронные каталоги, универсальные и специализированные про граммные средства (автоматизированные системы управления учебной и научной дея тельностью, мониторинга учебного процесса, контроля знаний и отчетности, автомати зированные обучающие системы, лабораторные практикумы, учебные курсы, учебно исследовательские САПР, АСНИ, системы компьютерного моделирования, автомати зированного перевода, экспертные системы), полнотекстовые справочники, энцикло педии, книги, журналы, газеты, оцифрованные ноты, базы данных и знаний в мульти медийном и гипермедийном виде, а также в виртуальных средах и конструкциях. Ин формационный сервис должен обеспечиваться единой межведомственной телекомму никационной инфраструктурой, неразрывно связанной с Интернет.

6. Принцип демократичности, основанный на том, что информационные ре сурсы должны обеспечивать потребности в электронной информации всех категорий пользователей, в том числе полиязычность предоставляемой информации, а также в наиболее полной мере учитывать особенности и объемы информационных потребно стей наиболее массового и перспективного пользователя – школьно-студенческой мо лодежи. При этом наряду с либерализаций информационного обслуживания остро встает вопрос о повышении воспитательной роли, положительной социальной, гумани тарной и нравственной направленности, этике и эстетичной форме предоставляемой информации.

7. Принцип продуктивности информации, реализованный в том, что созда ваемые информационные ресурсы должны иметь не только репродуктивные описания, но включать и продуктивные знания, генерирующие новые знания и указывающие пользователю (ученому, специалисту, обучаемому) на наиболее вероятные пути каче ственного совершенствования описанного объекта.

Понятие: Методология и средства разработки информационных систем (по материалам ГНИИ ИТТ «Информика»).

Комментарий: Многопользовательские информационные системы (ИС) все бо лее настойчиво требуют перехода к модели общения "клиент-сервер" и распределен ной обработке информации, когда часть работы выполняет сервер, а часть – пользова тельские компьютеры. Тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, база данных, принтеры, процессоры или прикладные пакеты про грамм).

Переход от однородных сетей программно совместимых компьютеров к по строению неоднородных сетей, включающих компьютеры разных фирм производителей, в корне изменил и точку зрения на саму сеть. Из сравнительно про стого средства обмена информацией она превратилась в средство интеграции отдель ных ресурсов - мощную распределенную вычислительную систему, каждый элемент которой (сервер или рабочая станция) лучше всего соответствует требованиям кон кретной прикладной задачи.

Для системы образования и науки необходимо построение вертикально интег рированных информационных систем, для которых характерны централизован ность, территориальная распределенность, связность, невысокий уровень оснаще ния периферийных информационных узлов, гетерогенность.

Централизованность означает, что все данные, требуемые для решения задач, включая информацию о работе удаленных учереждений, должны надежно доставлять ся в центральную базу данных, и наоборот, информация, которой центр делится со всеми или частью подразделений, должна гарантированно доставляться в эти подраз деления.

Территориальная распределенность информационной системы и невозмож ность обеспечения постоянной связи с центром, обусловленная удаленностью подраз делений, является ключевой особенностью для многих образовательных учреждений.

Это свойство системы требует построения автономных (периферийных) информаци онных узлов с собственными базами данных. Автономность подразумевает наличие собственной клиент–серверной архитектуры в каждом удаленном подразделении. К разряду автономных может быть отнесено также подразделение, имеющее такую вы деленную линию связи с центром, которая не обеспечивает требуемой пропускной способности для работы в режиме OnLine либо не отвечает требованиям надежности.

Связность обеспечивает надежную синхронизацию информации, имеющейся в центре, с информацией автономных подразделений, реализуемую по принципу копи рования транзакций, что обеспечивает централизацию управления описанными выше распределенными организационными или производственными структурами. В отличие от копирования таблиц или отдельных записей передача транзакций позволяет обеспе чить целостность информации у получателя и копирование только измененных дан ных. Использование периодических (не постоянных) соединений центра с периферий ными информационными узлами, обусловленное применением коммутируемых кана лов, требует механизмов off-line для обеспечения репликации.

Невысокий уровень оснащения периферийных информационных узлов (ав тономных подразделений) вычислительной техникой зачастую связан с малочисленно стью таких подразделений и нецелесообразностью использования в них, например, ап паратно выделенных серверов (даже под Windows NT, не говоря уже о RISC/Unix– системах). Тем не менее, требование построения системы на основе клиент-серверной архитектуры остается в силе.

Гетерогенность, то есть объединение в единую инфраструктуру баз данных и других элементов информационной системы, поставляемых различными производите лями, является актуальным свойством любой реальной информационной системы.

В рамках больших отраслевого значения проектов (в частности, межведомст венной Программы, реализуемой ГНИИ ИТТ «Информика» и другими участниками) выполнение указанных выше требований может быть достигнуто при условии выпол нения следующих рекомендаций:

• Достижение интероперабельности систем на основе промежуточного архитек турного слоя. В качестве архитектурного компонента, призванного обеспечить интероперабельность разрабатываемых ИС и БД, целесообразно использовать версию 2.0 общей архитектуры брокера объектных запросов CORBA (Common Object Request Broker Architecture). Ключевыми компонентами стандарта CORBA являются брокер объектных запросов, играющий роль посредника во взаимодействии объектов-клиентов и объектов-серверов, язык спецификации ин терфейсов OMG IDL (Interface Definition Language), фиксированные отображения IDL в языки программирования (C, C++, Smalltalk, Ada, Java), межброкерный про токол IIOP для условий Интернет.

• Использование при построении интерфейсов информационных систем WWW технологий интегрировано с CORBA. Среда WWW (World Wide Web) с языком гипертекстовой разметки документов (HTML) является привычным средством для представления текстовой информации, WWW серверов, клиентских программ про смотра. Распределенный гипертекст реализуется при помощи протокола обмена гипертекстовой информацией HTTP (HyperText Transfer Protocol). В среде погру жения ИС и БД предлагается использовать CORBA и WWW также в интег рированном виде. Разработчики информационных ресурсов, применяющие CORBA, открывают к ним доступ разнообразным потребителям информации на основе WWW, а мир WWW получает доступ к сервисам, построенным на основе возможностей CORBA - значительно более мощным, чем простая модель обмена HTML-страницами, реализуемая WWW. Протоколы HTTP и IIOP являются ос новными механизмами интеграции. Новое поколение средств поиска (браузе ров) включает IIOP, что обеспечивает, в частности, доступ к серверам, представ ленным в CORBA, из Java аплетов.

• "Объективизация" рекомендуемых моделей данных и СУБД. В период пере хода от чисто реляционных к смешанным объектно-реляционным и чисто объектным базам данных целесообразно отдавать предпочтение тем системам, которые соответствуют стандарту ODMG, разработанному Object Database Management Group (ODMG), и формирующемуся стандарту SQL3 (в связи с мера ми, которые предпринимают фирмы Informix и Oracle для расширения объектно ориентированных возможностей их систем с целью смягчения перехода к SQL3).

• Многоуровневый доступ к базам данных в составе информационных ресур сов. Общий принцип заключается в выделении баз данных в составе ресурса, в оп ределении эффективного интерфейса базы данных для решения задач ресурса, в реализации этого интерфейса средствами CORBA. Тем самым будет обеспечена независимость информационного ресурса от применяемой СУБД.

• Использование средств проектирования информационных систем. Упроще нию и ускорению создания информационных систем способствуют методы объ ектного анализа и проектирования систем OAD (Object Analysis and Design) как эффективный способ разработки систем при использовании объектной технологии на протяжении всего процесса разработки.

Таким образом, рекомендуемая среда погружения информационных систем в образовании и науке (НСКТ НВШ) для придания им характеристик открытости и интероперабельности определяется их интеграцией в Интернет, архитектурами WWW и CORBA 2.0, межброкерным протоколом IIOP, средой программирования Java и соответствующими международными стандартами. Выполнение этих реко мендаций при реализации проектов позволит достичь того, что разрабатываемые авто номно и независимо друг от друга информационно-вычислительные системы и базы данных будут открытыми для использования их функций и данных в разнообразных новых применениях.

В настоящее время сформировалась КОНЦЕПЦИЯ ОТКРЫТЫХ СИТСТЕМ, представляющая собой совокупность стандартов на различные компоненты вы числительной среды, предназначенных для обеспечения мобильности программ ных средств в рамках неоднородной, распределенной вычислительной системы.

Среди средств разработки ИС широкое распространение получили CASE-средства, в разряд которых попадают как относительно дешевые системы для персональных ком пьютеров с весьма ограниченными возможностями, так и дорогостоящие системы для неоднородных вычислительных платформ и операционных сред.

Обычно к CASE-средствам относят программные средства, обладающие следующими характерными особенностями, среди которых:

• мощные графические средства для описания и документирования ИС, обеспечи вающие удобный интерфейс с разработчиком и развивающие его творческие воз можности;

• интеграция отдельных компонентов, обеспечивающая управляемость процессом разработки ИС;

• использование специальным образом организованного хранилища проектных ме таданных (репозитория), являющегося основой CASE-средства, который должен обеспечивать хранение версий проекта и его отдельных компонентов, синхрониза цию поступления информации от различных разработчиков при групповой разра ботке, контроль метаданных на полноту и непротиворечивость;

• использование графических средств анализа и проектирования, обеспечивающих создание и редактирование иерархически связанных диаграмм, образующих моде ли ИС;

• наличие средств разработки приложений и генераторов кодов, средств конфигура ционного управления и документирования, средств тестирования и управления проектом, средств реинжениринга.

Понятие: Методология быстрой разработки приложений RAD (материалы ГНИИ ИТТ «Информика»).

Комментарий: Одним из возможных подходов к разработке программного обеспечения (ПО) может быть методология быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development). Эта методология во многом соответствует необхо димым принципам CASE- технологий, а именно:

разработка приложений итерациями;

необязательность полного завершения работ на каждом из этапов жизненного цик ла;

обязательное вовлечение пользователей в процесс разработки ИС;

применение средств управления конфигурацией, облегчающих внесение измене ний в проект и сопровождение готовой системы;

необходимое использование генераторов кода;

использование прототипирования, позволяющее полнее выяснить и удовлетворить потребности конечного пользователя;

тестирование и развитие проекта, осуществляемые одновременно с разработкой.

В настоящее время имеется достаточный выбор средств RAD для решения раз нообразных задач. В частности, широкое распространение получили системы на осно ве традиционных языков программирования C и Pascal, а именно различные версии DELPHI и C++BUILDER. Эти системы дают разработчику мощный инструмент разра ботки расширяемых объектно–ориентированных приложений.

Кроме этих продуктов имеется также ряд специализированных программ, ори ентированных именно на создание сетевых распределенных баз данных. Среди таких систем следует отметить средство разработки приложений JAM (JYACC's Application Manager) – продукт фирмы JYACC (США). Основной чертой JAM является его соот ветствие методологии RAD, поскольку он позволяет достаточно быстро реализовать цикл разработки приложения, заключающийся в формировании очередной версии про тотипа приложения с учетом требований, выявленных на предыдущем шаге, и предъя вить его пользователю. Отличительной чертой JAM является высокий уровень перено симости приложений между различными платформами (MS DOS/MS Windows, SunOS, Solaris (i80x86, SPARC), HP-UX, AIX, VMS/Open VMS и др.).

Использование SQL в качестве средства взаимодействия с СУБД также создает предпосылки для обеспечения переносимости между СУБД. При условии переноса структуры самой БД в ряде случаев приложения могут не требовать модификации, за исключением инициализации сеанса работы. Такая ситуация может сложиться в том случае, если в приложении не использовались специфические для той или иной СУБД расширения SQL.

При росте нагрузки на информационную систему и сложности решаемых за дач целесообразно применять трехзвенную модель архитектуры "клиент-сервер" с использованием менеджеров транзакций. Компоненты JAM/TPi-Client и JAM/TPi Server позволяют достаточно просто перейти на трехзвенную модель. Интерфейс JAM/CASE подобен интерфейсу к СУБД и позволяет осуществить обмен информацией между репозиторием объектов JAM и репозиторием CASE-средства аналогично тому, как структура БД импортируется в репозиторий JAM непосредственно из БД.

JAM как среда разработки и приложения, построенные с его использованием, не являются ресурсоемкими системами. Например, на платформе MS-Windows достаточ но иметь 8MB оперативной памяти и 50 MB дискового пространства для среды разра ботки. На UNIX-платформах требования к аппаратуре определяются самой операцион ной системой.

Успешное создание адекватного описания ИС в основном зависит от примене ния специальных технических средств. Современные методологии и реализующие их технологии поставляются в электронном виде вместе с CASE-средствами и включают библиотеки процессов, шаблонов, методов, моделей и других компонентов, предназна ченных для построения ПО того класса систем, на который ориентирована методоло гия. Электронные методологии включают также средства, которые должны обеспечи вать их адаптацию для конкретных пользователей и развитие методологии по резуль татам выполнения конкретных проектов.

Процесс адаптации заключается в удалении ненужных процессов, действий жизненного цикла (ЖЦ) и других компонентов методологии, в изменении неподхо дящих или в добавлении собственных процессов и действий, а также методов, моде лей, стандартов и руководств. Настройка методологии может осуществляться также по следующим аспектам: этапы и операции ЖЦ, участники проекта, используемые моде ли ЖЦ, поддерживаемые концепции и так далее.

Понятие: Методология DATARUN (материалы ГНИИ ИТТ «Информика»).

Комментарий: Электронные методологии и технологии и поддерживающие их CASE-средства составляют ядро комплекса согласованных инструментальных средств разработки ИС. Одной из наиболее распространенных является методология DATARUN, в соответствии с которой жизненный цикл ПО разбивается на стадии.

Каждую стадию, кроме ее результатов, должен завершать план работ на следующую стадию.

Методология DATARUN опирается на две модели:

1. модель организации;

2. и модель ИС.

Методология DATARUN базируется на системном подходе к описанию дея тельности организации. Построение моделей начинается с описания процессов, из ко торых затем извлекаются первичные данные (стабильное подмножество данных, кото рые организация должна использовать для своей деятельности). Первичные данные описывают продукты или услуги организации, выполняемые операции (транзакции) и потребляемые ресурсы. К первичным относятся данные, которые описывают внешние и внутренние сущности, а также данные, полученные в результате принятия решений.

Основной принцип DATARUN заключается в том, что первичные данные, если они должным образом организованы в модель данных, становятся основой для проектиро вания архитектуры ИС. Архитектура ИС будет более стабильной, если она основана на первичных данных, тесно связанных с основными операциями, определяющими сущ ность работы организации, а не на традиционной функциональной модели.

Любая ИС представляет собой набор модулей, исполняемых процессорами и взаимодействующих с базами данных. Базы данных и процессоры могут располагаться централизованно или быть распределенными. События в системе могут инициировать ся внешними сущностями, такими как запросы учащихся или временные события (на пример, конец семестра). Все транзакции осуществляются через объекты или модули интерфейса, которые взаимодействуют с одной или более базами данных.

Подход DATARUN преследует две цели:

1. Определить стабильную структуру, на основе которой будет строиться ИС. Такой структурой является модель данных, полученная из первичных данных, представляющих фундаментальные процессы организации.

2. Спроектировать ИС на основании модели данных.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.