Системная технология

Телемтаев Марат Махметович

В соответствии с этими определениями можно констатировать, что в системе народного хозяйства имеют место два вида систем информационного производства: системы поддержки процессов производства и потребления нового знания и системы формирования и представления информации-сведений для производства и потребления знаний, товаров и услуг.

Среди систем поддержки процессов производства и потребления знаний, товаров и услуг большую роль играют кибернетические системы. Кибернетические системы преобразуют информацию-сведения в информацию-знание: модели управляемых систем, а также в модели структур и процессов преобразования информации для выработки и реализации решений по управлению этими системами.

* Индустрия информатики содержит три основных вида технологических систем переработки информации: а)системы добычи информации, осуществляющие сбор, подготовку, предварительное преобразование и выдачу информации по заказам потребителей (напр., банков, баз данных и знаний), б) системы складирования информации – системы банков, баз данных и знаний и др., осуществляющие хранение и выдачу информации по заказам пользователей, в) системы транспортирования информации, осуществляющие ее передачу и прием с помощью средств связи и транспорта. Функционирование этих систем должно обеспечиваться с помощью соответствующих экономико-организационных и управляющих систем, составляющих, вместе с технологическими системами переработки информации, соответствующие производственные системы информатики.

Перечисленные три вида систем индустрии информатики обеспечивают функционирование различных систем информационного производства, например, САПР, АСУ, АСНИ, АОС и др., являясь их составной частью. Системы информационного производства содержат в качестве подсистем и кибернетические системы, которые, как уже отмечалось, моделируют объекты управления, обучения, научных исследований, производства и др., а также информационные процессы выработки нового знания, получения и реализации решения.

В свою очередь, и в процессах создания, функционирования и развития собственно систем информатики постоянно возникают и решаются задачи получения нового знания, выработки и реализации решения о способах и средствах переработки информации. Для них также применяются кибернетические модели и методы.

* Проблемы обеспечения высокой производительности труда при переработке информации в системах информационного производства могут быть успешно решены, также, как и для всех других отраслей, только на основе прогрессивных информационных технологий, создание которых является, в свою очередь, одной из основных проблем информатики, как науки.

Информатика, как теоретическая научная дисциплина(теоретическая информатика) исследует структуры и процессы оперирования массивами информации в сложных и крупномасштабных, больших системах с целью эффективного обеспечения информацией процессов выработки нового знания, выработки и реализация решения. Прикладная информатика развивает общие результаты теории применительно к различным сферам приложений, таким, как вычислительная техника и программирование, управление производством и потреблением, системы проектирования и научных исследований, образовательные и просветительские технологии, практика экономической и финансовой деятельности, научно-техническая информация и документация, массовая информация и пропаганда в обществе, измерительно-вычислительные системы и т.п. Теоретическая информатика – математическая дисциплина, в то время как прикладная информатика имеет разделы, базирующиеся как на прикладных математических методах, так и на методах других научных дисциплин (напр., экономическая информатика, медицинская информатика). Из всего многообразия вопросов информатики, как первоочередные, должны исследоваться математические модели и методы технологии в системах информационного производства, что следует из очевидного факта: технология, технологические процессы – основа любой индустрии, в т.ч. и индустрии информатики.

* Исследование технологии систем информатики приводит к необходимости изучения понятия изделия этих систем – информационного (в т.ч. программного) продукта . Один из аспектов научного исследования связан с реализацией в обществе изделий систем информатики, т.е. с взаимодействием информатики и общества.

Информатика предъявляет к потребителю ее продукции, напр., экономисту, определенные требования. Первое требование «профессиональная грамотность» – знание и умение подготовить конкретные профессиональные проблемы, цели, задачи для применения изделий систем информатики, напр., программного продукта (операционных систем, пакетов прикладных программ и т.п.). Второе требование «математическая грамотность» – знание и умение использовать математические модели и методы для постановки и решения конкретных профессиональных проблем, целей, задач. Третье требование «компьютерная грамотность» – знание и умение использовать современные и будущие возможности индустрии информатики в решении оперативных, текущих и перспективных профессиональных задач. В виде аббревиатуры эти понятия можно объединить под названием «ПМК-грамотность».

С другой стороны, основные требования, которые надо со стороны общества предъявить к индустрии информатики, можно объединить понятием доступность, «понятность» изделий и средств информатики для потребителя. Это требование «физическая доступность», т.е. возможность в любое время воспользоваться нужными изделиями и средствами информатики. Далее, это требование «понимание человека», т.е. понимание изделиями и средствами информатики особенностей человеческого языка и психологии общения с человеком (индустрия информатики должна «подстраиваться под человека», препятствовать, напр., возникновению стрессовых ситуаций при общении с ЭВМ). Третье требование «интеллектуальная доступность изделий», т.е. изучаемость, понятность для потребителя, желательно без посторонней помощи, самих изделий и средств информатики, напр., какого-то конкретного пакета прикладных программ (ППП). Для удовлетворения последнего требования в комплект поставки таких изделий, как программные системы (ППП и др.), придаются автоматизированные справочные и обучающие системы. Эти три требования общества к информатике можно объединить в виде аббревиатуры «ФПИ-доступность»: физическая доступность, понимание потребителя и изучаемость изделий информатики. Удовлетворение изложенных требований также приводит к необходимости решения таких задач прикладной информатики, как создание технологий потребления изделий информатики на основе, напр., технологии обучения способам и средствам потребления изделий информатики.

* При исследовании технологии систем информатики возникает еще одна задача исследования – моделирование систем информатики, как больших систем. Рассмотрим основные особенности моделирования на примере вычислительных систем – ВС. Нас будут интересовать системные особенности моделей. При изучении архитектуры ВС не меньшее внимание, чем структуре и процессам производства вычислений в соответствии с заданным алгоритмом, уделяется функциональным связям в системе, т.е. структуре и процессам взаимодействия в ВС, как в большой системе. Для наделения ВС определенными возможностями используют, как известно, средства двух видов: аппаратные и программные. Каждая программа – это некоторая последовательность соединения аппаратных средств в электрическую (механическую, оптическую или др.) схему, обеспечивающую преобразование электрических (оптических и др.) сигналов в соответствии с заданным алгоритмом решения конкретной задачи. Одна из целей синтеза архитектуры ВС – достижение оптимального соотношения между аппаратными и программными средствами вычислительной техники для того класса задач, на который рассчитана ВС. В терминах классификации систем, изложенной в разделе 3.1, можно определить программу как концептуальную систему реализации алгоритма решения задачи на ВС. Система технических средств или аппаратная система, составленная из аппаратных средств ВС – это эмпирическая система физико-технической реализации процессов преобразований информации.

Проектирование новой ВС или использование средств имеющейся ВС для решения задач переработки информации состоит в нахождении моделей эмпирической (из имеющихся аппаратных средств) и концептуальной (из имеющихся программных средств) систем, составляющих модель полной целенаправленной системы – ВС. Каждая из этих систем – концептуальная и эмпирическая, в свою очередь, может рассматриваться как полная система.

Итак, модель вычислительной системы, реализующей определенный алгоритм решения ?-й конкретной задачи, это некоторая полная система S?, представляющая собой совокупность программной (концептуальной) S?K и физической, аппаратной (эмпирической) S?f систем. Каждая из этих систем, напр., S?K, также может быть описана как полная система, состоящая из основной (S?Ka, в случае S?K), реализующей процесс переработки и преобразований информации в соответствии с заданным алгоритмом, и дополнительной (S?Ke в случае S?K), реализующей процесс взаимодействия между элементарными процессами основного процесса:

S?=< S?f, S?k>; S?= <S?a, S?e>; S?f = < S?fa, S?fe>; S?K = <S?Ka, S?Ke>.

Математические модели систем S?, S?f, и S?K изоморфны, в соответствии с результатами раздела 3.2. Изоморфны и модели систем внутри каждой совокупности систем: совокупности систем {S?f, S?fa , S?fe} и совокупности систем {S?K, S?Ka, S?Ke}, соответственно.

В свою очередь, модели любой из этих систем представят собой совокупность процесса и структуры:

S? = <Р?, С?>; S?a =<Р?а, С?а>; S?е = <Р?е, С?е>;

S?f = <Р?f,С?f >; S?fa =<Р?fа,С?fа>; S?fe =<Р?fе,C?fе>;

S?к = <Р?к,С?к >; S?Ka =<Р?Kа, С?Kа>; S?Kе =<Р?Kе,C?Kе>.

При создании системы S?a основное внимание уделяется реализации структуры С?а для осуществления основного системного процесса Р?а – процесса переработки и преобразования информации в соответствии с заданным алгоритмом, при создании системы S?e – реализации системного процесса взаимодействия Р?е и структуры С?е для реализации процесса взаимодействия. Составив систему S?a из элементов некоторой функционально полной системы элементов вычислительной техники, мы должны определить требования к организации взаимодействий между элементами системы S?a с помощью элементов системы S?e. Затем должен произойти синтез системы взаимодействий S?e, и при этом необходимо решить, что реализовывать в виде элементов системы S?f, т.е. в виде технических средств, а что – в виде программных средств, т.е. в виде элементов системы S?K. Такая последовательность многократно повторяется с целью нахождения оптимального соотношения аппаратных и программных средств при соответствующем оценивании эффективности каждой конкретной реализации.