    Министерство внутренних дел
Российской федерации
Краснодарский университет
И.Н. Старостенко, Ю.Н. Сопильняк, М.В. Шарпан
ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В ЮРИДИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Курс лекций
Краснодар
КрУ МВД России
2012
Рецензенты:
В.О. Осипян, доктор физико-математических наук, доцент (Кубанский государственный университет).
С.А. Вызулин, доктор физико-математических наук, профессор (Краснодарский университет МВД России).
И 74
|
Информатика и информационные технологии в профессиональной деятельности: курс лекций / сост. И.Н. Старостенко, Ю.Н. Сопильняк, М.В. Шарпан. – Краснодар: Краснодарский университет МВД России, 2012. – 298 с.
|
В курсе лекций рассматриваются вопросы введения в профессиональные информационные технологии, базовые офисные технологии и основы электронного документооборота в профессиональной деятельности, а также телекоммуникационные технологии, как основа инфраструктуры единого информационного пространства профессиональной деятельности.
Курс лекций предназначен для курсантов и слушателей Краснодарского университета МВД России.
ББК 32.81
© Краснодарский университет МВД России, 2012
Содержание
Раздел 1. Введение в профессиональные
информационные технологии
Тема 1. Основы профессиональных информационных технологий
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ:
1.1. Понятие информационных технологий. Терминология и объект информатики. 2.2. Количественная мера информации. 3.3. Понятие энтропии. 4.4. Современные информационные технологии в деятельности МВД России.
1. Понятие информационных технологий. Терминология и объект информатики
Информационные технологии являются важнейшей составляющей информационных отношений и представляют собой процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов.
В соответствии с определением ЮНЕСКО, под информационными технологиями понимается комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации.
Целью информационных технологий является производство информации для ее анализа человеком и принятия на ее основе какого-либо решения. Результат применения информационных технологий выражается в использовании информационных продуктов. Примерами информационных продуктов являются программные продукты, банки и базы данных.
Под профессиональными информационными технологиями будем понимать совокупность методов и средств получения, обработки, представления информации, направленных на изменение ее состояния, свойств, формы, содержания и осуществляемых в интересах сотрудников органов внутренних дел.
Информационные технологии реализуются в автоматизированном и традиционном (ручном) видах. Автоматизированные информационные технологии – это технологии, в которых для сбора, передачи, хранения и обработки данных используются методы и средства вычислительной техники и систем связи.
Рассмотрим классификацию информационных технологий. Классификацию систематизируем по следующим признакам (рис. 1):
степень централизации технологического
процесса
тип предметной области
степень
охвата задач управления
класс
реализуемых
технологических операций
тип пользовательского интерфейса
способ
построения сети
КЛАССИФИКАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Рис. 1. Классификация информационных технологий
По степени централизации технологического процесса информационные технологии делят на централизованные, децентрализованные и комбинированные технологии. Централизованные технологии характеризуются тем, что обработка информации производится на основном сервере организации, либо в отраслевом или территориальном информационно-вычислительном центре. Децентрализованные технологии основываются на локальном применении средств вычислительной техники, установленных на рабочих местах пользователей для решения конкретной задачи. Децентрализованные технологии не имеют централизованного автоматизированного хранилища данных, но обеспечивают пользователей средствами коммуникации для обмена данными между узлами сети. Комбинированные технологии характеризуются интеграцией процессов решения функциональных задач на местах, с использованием совместных баз данных и концентрацией всей информации в автоматизированном банке данных.
Тип предметной области выделяет функциональные классы задач соответствующих организаций, решение которых производится с использованием современных автоматизированных систем.
По степени охвата автоматизированных информационных технологий выделим автоматизированную обработку данных; автоматизацию функций управления; поддержку принятия решений, предусматривающая применение математических методов и моделей для аналитической работы и формирования прогнозов; электронный офис, как программно-аппаратный комплекс для автоматизации и решения офисных задач; экспертную поддержку, основанную на использовании экспертных систем и баз знаний конкретной предметной области.
По классам реализуемых технологических операций информационные технологии рассматриваются в соответствии с решением задач прикладного характера:
работа с текстовыми редакторами;
работа с табличными процессорами;
работа с системами управления базами данных;
работа с графическими объектами;
мультимедийные системы;
гипертекстовые системы.
По типу пользовательского интерфейса:
пакетные: пользователь не влияет на обработку данных;
диалоговые: пользователь взаимодействует с вычислительной системой в интерактивном режиме;
сетевые: предоставляют пользователю телекоммуникационные средства доступа к территориально удаленным информационным и вычислительным ресурсам.
Способ построения сети:
локальные;
многоуровневые (иерархические);
распределенные.
Информационные технологии можно представить совокупностью трех основных способов преобразования информации: хранения, обработки и передачи. История становления информационных технологий неразрывно связана со становлением и развитием этих трех способов. Эволюция информационных технологий продолжает естественную эволюцию человечества. Освоение каменных орудий помогло сформироваться человеческому интеллекту. Металлические орудия повысили производительность физического труда. Машины механизировали физический труд. На этом пути развития информационные технологии освобождают человека от рутинного умственного труда, усиливают его творческие возможности. Рассмотрим этапы эволюции информационных технологий.
На раннем этапе развития общества профессиональные навыки передавались в основном посредством ритуальных танцев, обрядовых песен, устных преданий и т.д.
Первый этап развития информационных технологий связан с открытием способов длительного хранения информации на материальном носителе. Примерами таких носителей является пещерная живопись, гравировка по кости, числовые нарезки для измерения. Способы хранения информации подвергались совершенствованию, а период до появления инструментов для обработки материальных объектов и регистрации информационных образов на материальном носителе составил около 1 миллиона лет.
Второй этап развития информационных технологий связан с появлением письменности (примерно 6 тысяч лет назад). Эра письменности характеризуется появлением новых способов регистрации на материальном носителе символьной информации. Применение этих технологий позволило осуществлять накопление и длительное хранений знаний. Примерами носителей информации на втором этапе развития информационных технологий являются: камень, дерево, глина, папирус, щелк, бумага. На данном этапе накопление знаний происходит достаточно медленно и связано с трудностями получения доступа к информации.
Начало третьего этапа развития информационных технологий – первая информационная революция – датируется 1445 годом, когда Иоганн Гуттенберг изобрел печатный станок и, тем самым, подвел итог становлению способов регистрации информации. Появление книг открыло доступ к информации широкому кругу людей и интенсифицировало процесс накопления систематизированных по отраслям знаний.
В 1946 году начинается четвертый этап развития информационных технологий, который обусловлен появлением электронной вычислительной машины (ЭВМ) для обработки информации. Именно по этой причине четвертый этап называют второй информационной революцией.
Характерным признаком второй информационной революции является появление впервые за всю историю развития человечества усилителя интеллекта – ЭВМ.
Пятый этап развития информационных технологий связан с развитием способов передачи информации – появление компьютерных сетей. В 1983 году Международная организация по стандартизации разработала систему стандартных протоколов, получившую название модели взаимодействия открытых систем (OSI). Модель OSI представляет собой абстрактную сетевую модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Предлагает взгляд на компьютерную сеть с точки зрения измерений. Каждое измерение обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее.
Характерным признаком третьей информационной революции является то, что некоторые авторы, анализируя информационные технологии, которые используются в сети Интернет, сравнивают его с нейронной сетью и обсуждают вопрос о возникновении и развитии нейронной сети планеты и становлении планетарного разума.
В Российском законодательстве отношения, возникающие при формировании информационных ресурсов на основе создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения информации, при создании и использовании информационных технологий, систем и средств их обеспечения, защите информации регулирует Федеральный закон «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» от 27.07.2006 N 149-ФЗ. В данном законе раскрываются различные формы использования современных информационных технологий, таких как информационные системы, информационно-телекоммуникационные сети. В этой связи использование понятия «информационные технологии» в названии нормативного документа будем считать целесообразным и приоритетным по сравнению с применением такого неопределенного понятия, как «информатизация».
Центральное место Федерального закона в системе информационного законодательства Российской Федерации определяет его приоритетную роль в вопросах регулирования информационных отношений и позволяет обеспечить единообразное, системное и обоснованное регулирование информационной сферы, а также создавать правовую основу для реализации государственных задач, связанных с построением в России информационного общества и обеспечением вхождения страны в мировое информационное пространство.
Мы рассмотрели информационные технологии с точки зрения понятия «технология». Теперь обсудим информационные технологии с точки зрения понятия «информации». Начнем с определения информатики.
Информатика (от французского information – информация и automatioque – автоматика) – это отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах деятельности.
В широком смысле, информатика (в англоязычном варианте computer science – наука о средствах вычислительной техники) – наука о вычислениях, хранении и обработке информации. Она включает дисциплины, так или иначе относящиеся к вычислительным машинам: как абстрактные, например, анализ алгоритмов, так и довольно конкретные – разработка языков программирования.
Согласно тезису Черча – Тьюринга (утверждение было высказано Алонзо Черчем и Аланом Тьюрингом в середине 1930-х годов), все известные типы вычислительных машин качественно эквивалентны в своих возможностях: любое действие, выполнимое на одной вычислительной машине, также выполнимо и на другой. Данный тезис является фундаментальным эвристическим утверждением, существенным для многих областей науки. Иногда его преподносят как фундаментальный принцип информатики, обращая особое внимание на машину Тьюринга и машину фон-неймановской архитектуры, поскольку они имеют явное сходство с большинством из современных компьютеров. В рамках современной информатики ученые изучают также и другие типы машин, не только практически осуществимые, но и абстрактные математические модели.
Приоритетными направлениями исследований в информатике являются: что можно, что нельзя реализовать в программах (теория вычислимости и искусственный интеллект), каким образом можно решать специфические задачи с максимальной эффективностью (алгоритмы), в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры данных), как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования) и т.п.
Отдельной наукой информатика была признана лишь в 1970-х; до этого она развивалась в составе математики, электроники и других технических наук. Некоторые начала информатики можно обнаружить даже в лингвистике. С момента своего признания отдельной наукой информатика разработала собственные методы и терминологию.
Первый факультет информатики был основан в 1962 году в университете Пердью (Purdue University). Сегодня факультеты и кафедры информатики имеются в большинстве университетов мира.
Высшей наградой за заслуги в области информатики является премия Тьюринга.
Основная задача информатики заключается в определении общих закономерностей, в соответствии с которыми происходит создание научной информации, ее преобразование, передача и использование в различных сферах деятельности человека. Прикладные задачи заключаются в разработке более эффективных методов и средств осуществления информационных процессов, в определении способов оптимальной научной коммуникации с широким применением технических средств.
Информатика разделяется на две части: теоретическую и прикладную.
Теоретическая информатика рассматривает формы и способы получения и использования информационных ресурсов (ИР), его законы и проблемы, изучает общие свойства, присущие всем разновидностям конкретных информационных технологий (ИТ) и сред их протекания.
Необходимо отметить, что теоретическая информатика включает ряд самостоятельных направлений, которые, по степени близости решаемых задач, можно условно разделить на пять классов:
• Математическая логика
• Программирование
• Теория информации
• Системный анализ
• Теория принятия решений
Высшим результатом развития теоретической информатики является создание искусственного интеллекта.
Прикладная информатика изучает конкретные разновидности ИТ, определяя для них общие и различные черты. При этом появляются новые ветви прикладной информатики: экспертные системы, диагностические комплексы, управляющие системы и др.
Результатом деятельности прикладной информатики является создание ИТ различного назначения.
Каждая наука имеет свой предмет для изучения. Предметом изучения информатики является информация и автоматизированные технологии использования информационного ресурса в многогранной деятельности людей.
Термин «информация» происходит от латинского слова «informatio», что означает сведения, разъяснения, изложение. Несмотря на широкое распространение, понятие информации является одним из самых дискуссионных в науке. В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока оно во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности.
Существование множества определений информации обусловлено сложностью, специфичностью и многообразием подходов к толкованию сущности этого понятия. Существуют 3 наиболее распространенные концепции информации, каждая из которых по-своему объясняет ее сущность.
Первая концепция – концепция К. Шеннона – отражая количественно-информационный подход, определяет информацию как меру неопределенности (энтропия) события. Количество информации в том или ином случае зависит от вероятности его получения: чем более вероятным является сообщение, тем меньше информации содержится в нем. Этот подход, хоть и не учитывает смысловую сторону информации, оказался весьма полезным в технике связи и вычислительной технике и послужил основой для измерения информации и оптимального кодирования сообщений. Кроме того, он представляется удобным для иллюстрации такого важного свойства информации, как новизна, неожиданность сообщений.
При таком понимании информация – это снятая неопределенность, или результат выбора из набора возможных альтернатив.
Вторая концепция рассматривает информацию как свойство материи. Ее появление связано с развитием кибернетики и основано на утверждении, что информацию содержат любые сообщения, воспринимаемые человеком или приборами. Наиболее ярко и образно эта концепция информации выражена академиком В.М. Глушковым. Он писал, что «информацию несут не только испещренные буквами листы книги или человеческая речь, но и солнечный свет, складки горного хребта, шум водопада, шелест травы».
То есть, информация как свойство материи создает представление о ее природе и структуре, упорядоченности и разнообразии. Она не может существовать вне материи, а значит, она существовала и будет существовать вечно, ее можно накапливать, хранить и перерабатывать.
Третья концепция основана на логико-семантическом подходе, при котором информация трактуется как знание, причем не любое знание, а та его часть, которая используется для ориентирования, активного действия, управления и самоуправления.
Иными словами, информация – это действующая, полезная часть знаний. Представитель этой концепции В.Г. Афанасьев, развивая логико-семантический подход, дает определение социальной информации: «Информация, циркулирующая в обществе, используемая в управлении социальными процессами, является социальной информацией. Она представляет собой знания, сообщения, сведения о социальной форме движения материи и о всех других формах в той мере, в какой она используется обществом...».
Для современного понятия информации характерен содержательный подход. Такой подход к понятию информации впервые появился в фундаментальных работах основоположника кибернетики Н. Винера. Согласно современным представлениям, информация есть некая форма отражения или отображения внешней среды, имеющей одну физическую форму, в так называемое информационное сообщение или модель, имеющие другую физическую форму. Так, например, все многообразие окружающего нас реального мира (вода, земля и т.д.) отражается в мозге человека с помощью одной физической формы, а именно, с помощью электрохимических потенциалов. В компьютере подобное многообразие может быть отражено с помощью высокого и низкого потенциала (нулей и единиц).
Рассмотренные подходы в определенной мере дополняют друг друга, освещают различные стороны сущности понятия информации и облегчают тем самым систематизацию ее основных свойств. Обобщив данные подходы, можно дать следующее определение информации:
Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающего мира (их параметрах, свойствах и состоянии), которые воспринимаются, обрабатываются и при этом обязательно уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности или неполноты знаний о них.
Информацию, представленную в форме, которая позволяет осуществлять ее преобразование с целью передачи, обработки практического использования, называют сообщением.
Всякое сообщение является совокупностью сведений о состоянии какой-либо материальной системы, которые передаются человеком (или устройством), наблюдающим эту систему, другому человеку (или устройству), не имеющему возможностей получить эти сведения из непосредственных наблюдений. Наблюдаемая материальная система вместе с наблюдателем представляет собой источник информации, а человек или устройство, которому предназначаются результаты наблюдения – получатель информации.
Источник информации может вырабатывать непрерывное или дискретное сообщения. Передача сообщений на расстояние осуществляется с помощью какого-либо материального носителя (бумажный носитель, электронный носитель) или физического процесса (звуковых или электромагнитных волн, тока и т.п.).
Физический процесс, отображающий (несущий) передаваемое сообщение, называется сигналом. Сигналы формируются путем изменения тех или иных параметров физического носителя по закону передаваемых сообщений. Этот процесс изменения параметров сигнала в соответствии с передаваемым сообщением называется модуляцией и осуществляется в системах связи с помощью модулятора.
Информация является объективно существующей реальностью окружающего нас мира и как любой другой объект обладает рядом свойств, позволяющих отличать один информационный объект от другого. Приведем общую классификацию свойств информации (рис. 2).
|
