Software & Systems

В последние годы внимание ученых в достаточно широком круге проблемных областей привлечено к проблеме создания новых информационных технологий. При этом сами понятия "информационная технология" (ИТ) и "новая информационная технология" (НИТ) являются далеко не устоявшимися, что приводит, как справедливо указано в [1], к тому, что одни авторы относят созданные ими прикладные системы к ИТ лишь на том основании, что в этих системах происходит обработка информации. Другие под информационной технологией понимают нечто весьма абстрактное, способное решить почти любую задачу. Третьи все задачи, решаемые на современных компьютерах, также относят к новой информационной технологии. Например, идеология НИТ в промышленности, по мнению авторов [2], включает достаточно широкий круг вопросов:

•  САПР;

•  автоматизированные системы числового программного управления;

•средства автоматизированного производства;

•локальные вычислительные сети;

•роботы;

•гибкие производственные системы и другие автоматизированные средства.

Свое представление по этому же вопросу у авторов [3], а в [4] дается несколько определений НИТ, смысл которых сводится к утверждению, что это совокупность процессов сбора, передачи, переработки, хранения, доведения до пользователей информации. Автор в [5] рассматривал особенности информационных технологий и научных исследований сложных объектов. Но до настоящего времени единого понимания, трактовки этих понятий у специалистов, занимающихся процессами автоматизации, нет.

Поэтому автору кажется совершенно уместным и необходимым более подробно рассмотреть вопрос о содержательном аспекте, вкладываемом в эти понятия, и дать свою трактовку и определения.

Сначала определим понятие "технология" на базе работ [6,7]. В частности в [7] под технологией понимают науку, выявляющую физические, химические, механические закономерности с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов, и совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства продукции. В этом определении раскрываются направления использования науки, выявления закономерностей в различных ее областях для реализации современных технологий в производстве.

Краснощеков П.С. в [8] считает и приводит аргументы в пользу своей позиции, заключающейся в том, что наука сама является одной из самых старых и, более того, самых совершенных информационных технологий, так как занимается сбором и переработкой информации. Развивая этот тезис применительно к задачам проектирования, автор в [8] указывает, что есть только один путь реализации ИТ - это использование научных методов:

•   математического анализа и моделирования;

•   оптимизации численных методов;

•   системного программирования и т.д.,

а переходя к понятию "новая информационная технология" в проектировании, отмечает, что это система автоматизированного проектирования. Академик Михалевич B.C. в [9] развивает понятие технологии для сферы не только материальных объектов, но и услуг: "Технология как строго научное понятие означает комплекс научных и инженерных знаний, воплощенных в способах, приемах труда, наборах материально-вещественных факторов производства, способах их соединения для создания какого-либо продукта или услуги." Там же определены требования, которым должна отвечать современная технология:

•высокая степень расчлененности процесса на стадии (фазы);

•системная полнота (целостность) процесса, который должен включать весь набор элементов, обеспечивающих необходимую завершенность действий человека в достижении цели;

•регулярность процесса и однозначность его фаз, позволяющих применить средние величины при характеристике этих фаз, следовательно, их стандартизацию и унификацию.

Рассматривая приведенные требования, можно подчеркнуть, что технология неразрывно связана с процессом, то есть с совокупностью действий, осуществляемых во времени.

Все указанное относится к понятию технологии, интерпретируемом в широком смысле. В более узком под технологией можно понимать набор способов, средств выбора и осуществления управляющего процесса из множества возможных реализаций этого процесса [10].

Интересно проследить трансформацию базовых составляющих в определении технологий, приведенных в Советском энциклопедическом словаре за 1984 и 1988 гг. Определение 1984 года приведено выше, и там упор делается на науку как основу технологии. В 1988 году этот же источник приводит определение технологии, в котором расставлены уже другие акценты: "Технология, это искусство, мастерство, умение, совокупность методов обработки и изменения состояния, свойств и формы исходного сырья, осуществляемых в процессе производства некоторого продукта" [11].

При этом, правда, отмечается, что задача технологии как науки представляет собой выявление закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономных производственных процессов. Как мы видим, ключевое слово в последнем определении - это искусство. Это дало основание авторам [1] трактовать информационные технологии обработки сигналов как искусство построения на основе имеющейся априорной информации наилучшей в некотором смысле цепочки перехода от порождаемого объектом исследования сигнала ("сырье технологии") к требуемой информации об этом объекте ("продукт технологии").

Анализ всех приведенных определений и подходов к выявлению основного звена в понятиях "технология" и "информационная технология" позволил автору выделить основные составные части любой технологии.

Предлагается некоторая обобщенная структура формирования понятия "технология" для различных предметных областей (см. рис.), состоящая из четырех основных составных частей. Первая - базисная часть, определяющая основу любой технологии. Автор считает, что основополагающим для произвольной технологии является наличие закономерной последовательности действий, фаз, этапов, операций, модулей и т.п. для достижения поставленных целей.

Приведем некоторые аргументы в поддержку этого определения базисной части, рассматривая его составные элементы:

а) Закономерность. На взгляд автора неспроста в ряде определений технологии акцент делается на науку, которая в первую очередь предполагает выявление закономерностей технологических процессов, базирующихся на внутренней логике их функционирования и развития.

б)   Последовательность. Речь идет о разделении процесса на внутренние, взаимосвязанные этапы, при котором стремятся обеспечить оптимальную или близкую к ней динамику развития процесса, а также о координации выполнения этих этапов.

в) Действия, этапы, модули, фазы, операции. Предлагаемое деление процессов можно продолжить, однако для большого числа задач можно ограничиться и ими. В частности, для информационной технологии научных и проектных исследований минимальная неделимая часть - это информационно-технологический модуль, а более общая - информационно-технологический процесс.

Обратимся к рисунку и прокомментируем поясняющую и прикладную части.

г) Предмет реализации технологии. Речь идет о том, что является предметом некоторых технологических операций. Для сферы материального производства это могут быть металлические заготовки, другие исходные материалы, энергия, топливо и т.д., а для информационной технологии таким предметом является информация, данные, знания и математические модели.

д)   Средства реализации. Средствами реализации технологии, как правило, является совокупность методов и программно-технических средств. Для информационной технологии характерны методы сбора, обработки, анализа, передачи, хранения и преобразования информации данных, знаний и моделей, реализуемые на вычислительной и коммуникационной технике.

Основные области приложения для информационных технологий таковы:

•теоретические, экспериментальные, и проектные исследования;

• организационно-управляющая деятельность;

•информационное обеспечение;

• информационная деятельность;•дружественная среда общения с ЭВМ и

отображения информации.

И наконец, определим конечную цель технологического процесса.

ж) Цель технологического процесса, к которой можно отнести создание некоторого продукта или услуги. Например, для информационной технологии научных и проектных исследований такой целью может быть оптимизация решения задач синтеза и анализа сложных объектов и процессов.

Таким образом, приведенная структура формирования понятия "технология" дает возможность дать определения и выделить семантическую составляющую для технологий множества предметных областей.

Далее будем рассматривать вопросы, связанные с определением и содержанием понятий "информационная технология" и "новая информационная технология".

Термин "новая информационная технология" был введен академиком Поспеловым Г.С. на базе появившихся в 80-х годах ПЭВМ с их достаточно дружественной средой общения, предоставляемой пользователю, что позволило вывести аналитиков и прикладных программистов из технологии использования ЭВМ [12]. Дальнейшее развитие в последнее время пошло сразу по двум направлениям: на расширение предмета реализации, а также методов и средств обеспечения НИТ. Реализацию сочетания этих двух направлений можно, например, увидеть в развитии среды общения известного пакета статистической обработки "STATGRAF." Первые версии разрабатывались для достаточно ограниченного числа методов обработки, последующие же версии 6.0 и 7.0 реализованы в среде графической оболочки WINDOWS и обладают возможностями интеллектуальной поддержки процессов обработки и моделирования (расширение предмета реализации ИТ включением моделей и знаний). Аналогичные примеры можно привести и в других предметных областях.

Достаточно широкое развитие получили компьютерная графика и в частности когнитивная графика, компьютерный дизайн и анимация. Особо можно отметить роль мультимедийных и гипертекстовых систем, а также интеллектуальных интерфейсов для приближения пользователя к ЭВМ, упрощения его работы и повышения ее эффективности.

Структура понятия "технология

Сама постановка вопроса о термине новой информационной технологии вызывает в настоящее время у некоторых ученых определенные возражения. Если рассматривать его как временную характеристику, то это, безусловно, неправомерно, так как период новизны той или иной технологии определить действительно очень трудно. Если же подходить к термину "новая" с точки зрения появления некоторых устойчивых и принципиально отличительных черт по сравнению с ранее существующей информационной технологией, которые носят долгосрочный устойчивый характер, то, на взгляд автора, введение термина "новая" применительно к понятию "информационная технология" вполне правомерно. Рассмотрим, какие существенные, устойчивые отличия присущи новой информационной технологии.

Обратимся вновь к рисунку. Очевидно, что новые черты могут появиться прежде всего в предмете, методах и средствах реализации технологии, а на их базе меняется и сама последовательность действий, операций и т.д., то есть изменяется технология.

Анализ материалов таблицы показывает, что для НИТ расширен предмет реализации по сравнению с ИТ, а именно: к информации и данным (ИТ) добавлены знания и модели (НИТ). При этом такое расширение предмета носит принципиальный и устойчивый характер, дающий возможность формировать новые информационные технологии исследований и информационной деятельности.

Оперирование в НИТ со знаниями стало возможно благодаря интенсивному развитию средств и методов искусственного интеллекта, который позволил существенно расширить область исследования на базе средств автоматизации за счет обеспечения возможностью решать неформализованные и слабоформализованные задачи.

Реализация в качестве предмета ИТ моделей различных классов принципиально изменила технологию решения задач математического моделирования и теоретических исследований в целом. Так, например, саму теорию вычислительного эксперимента академик Самарский считает новой информационной технологией в моделировании [13]. На взгляд автора, одних только методов ВЭ может быть и недостаточно для формирования принципиально новой современной ИТ моделирования и тем более, теоретических исследований. Необходимо отметить место методов и средств создания модельно-параметрического пространства (МПП) на базе СУБДиЗ математических моделей [14], методов квалиметрии (оценки свойств) моделей, позволяющих определить качество моделей, составляющих основу МПП, и дать основу для дальнейшего преобразования моделей с целью достижения желаемых свойств [15].

Отличительные черты в виде расширения предмета и средств реализации, характерных для НИТ исследований, приведены в таблице в пунктах 1 и 2, а для развития направления в нотации [12] в пункте 3.

Отметим также методы алгоритмического моделирования, позволяющие реализовывать сложные информационно-технологические процессы по созданию и анализу математических моделей неспециалистами в моделировании [16]. Все эти методы, воплощенные в виде закономерной последовательности, составляют основу НИТ не только моделирования, но и теоретических исследований в целом, но это уже является предметом отдельной работы.

В заключение, используя базовые идеи, приведем определение новой информационной технологии исследований (без выделения специфики для экспериментальных, теоретических и проектных).

Таблица

ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Новая информационная технология исследований - закономерная последовательность этапов, фаз, операций сбора, обработки, моделирования, преобразования, хранения и распространения информации, данных, знаний и моделей на базе современных средств вычислительной техники, направленная на решение задач синтеза и анализа сложных объектов.

Автор осознает дискуссионный характер приведенных материалов и надеется, что настоящая публикация даст некоторый импульс для ее плодотворного проведения как на страницах научной периодики, так и на научно-технических конференциях.

Список литературы

1. Скурихин В.И., Файнзильберг Л.С, Потапова Т.П. Инструментальная система для синтеза информационных технологий обработки сигналов различной физической природы. // Сб. науч. тр. Между нар. конф. KDS-95.-Kиев, 1995.-Т.2.-С.380-391.

2. Dong Bartholomtn. Информационные технологии и промышленные предприятия.

3. Информационная технология в промышленности / Ю.Г. Данилевский, И А. Петухов, B.C. Шабанов. - Л.: Машиностроение, Ленингр.отд., 1988. -283с.

4. Гриценко В.В., Паншин Б.И. Информационная технология: вопросы развития и применения.

5. Суворов А.И. Информационная технология научных исследований в судостроении// Сб. науч. тр. Проблемы разработки НИТ- Калинин: - "Центрпрограммсистем", 1990.-Вып.2.-С. 18-26.

6. Словарь по кибернетике / Под ред. В.М. Глушкова. -К.:УСЭ, 1979.-460С.

7. Советский энциклопедический словарь.- М.: Сов. энциклопедия.- 1984. -151 Ос.

8. Краснощекое П.С., Петров А.А., Федоров В.В. Информатика и проектирование.- М.: Знание, 1986.-48с.

9. Михалевич B.C., Каныгин Ю.М., Гриценко В.И. Информатика: общие положения.-К., 1983. • 45с.

10. Информационные технологии в испытаниях сложных объектов: методы и средства / Скурихин В.И. и др. - К.: Наук. думка, 1990.-320с.

11. Советский энциклопедический словарь.- М.: Сов. энциклопедия, 1988. • 1573 с.

12. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект: новая информационная технология// Вестн. АН СССР. -1983. -№ 6. -С. 31-42.

13. Самарский А.А. Вычислительный эксперимент и научно-технический прогресс.- М.: Наука, 1987.- С. 34-54.

14. Валькман Ю.Р., Суворов А.И. Принципы построения интегрированной системы баз данных моделей // Программные продукты и системы. -1993.- №3.-C.11-17.

15. Юсупов P.M., Иванищев В.В., Костельцев В.И., Суворов А.И. Принципы квалиметрии моделей // Тез. докл. IV Междунар. конф. Региональная информатика. 1995.-С.84-85.

16. Алгоритмическое моделирование. Инструментальные средства и модели. //Сб. науч.тр. под ред. Иванищева В.В. -СПб: СПИИ РАН, 1992.-205с.