Министерство транспорта Российской  Федерации

   Федеральное агентство железнодорожного транспорта

   Государственное образовательное учреждение  высшего  профессионального образования

   «Дальневосточный  государственный университет путей  сообщения»

   Институт  управления, автоматизации и телекоммуникаций 
 

   Кафедра «ИТиС» 
 
 

   Реферат

   по  дисциплине «Информационные технологии в управлении качеством и защита информации»

   на  тему: «Инструментальные» методы» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: ст.   гр. 33А Милосердова Екатерина Петровна

Проверил: Березюк Людмила Петровна                                          
 
 
 

   Хабаровск

   2011

      Содержание

Введение

     На  современном этапе человечество осознало информацию как ресурс развития общества, а информатику – как науку, развитие которой позволит обеспечить полное использование этого ресурса. С информатикой связывают решение принципиально новых проблем человечества: создание информационной модели мира, расширение творческого аспекта деятельности человека, переход к безбумажной информатике, доступность информационного ресурса каждому члену общества. В настоящее время информатика приобрела многоаспектный характер. В ней соединены глобальность и конкретность применения, методы формализации и физической реализации.

     В качестве основы и базисного введения в вопрос в работе рассматриваются  основные категории и виды информационных технологий. Особое внимание уделено классификации, наиболее часто приводимой в учебной литературе и используемой на практике.  Отдельно наиболее углубленно изучена категория «инструментальных» технологий проектирования и разработки баз данных, прикладного программного обеспечения.

     В процессе работы над рефератом были поставлены следующие задачи - изучение представленной в учебных, а также популярных изданиях информации, ее  глубокий анализ и систематизация.

     Актуальность  вопроса обусловлена большой  практической направленностью выбранной темы, ее прикладными аспектами.

Содержание информационных технологий

     Для определения сущности информационных технологий необходимо привести следующие определения:

• технология - это представленное в инструктивной форме выражение знаний и опыта, позволяющее рационально организовать получение проектного результата путем выполнения некоторого процесса с использованием тех или иных средств, реализующих соответствующий метод;
• технологический процесс - последовательность действий (согласованных, в том числе с условиями выполнения, технологических операций, использующих соответствующие средства), направленных на создание заданного (проектного) объекта;
• технологическая операция представляет собой одно или несколько действий, направленных в рамках технологии на изменение состояния объекта или его взаимосвязи с окружением.

     Технологическая операция характеризуется наличием:

• одного или нескольких входных объектов;
• выходного объекта - результата обработки;
• управления (субъекта и средств) обработкой.

     Практически любой конкретный технологический процесс можно рассматривать как часть более сложного процесса и совокупность менее сложных (в пределе - элементарных) технологических процессов.

     Информационные технологии могут быть определены, как технологии, полностью или частично состоящие из элементарных процессов, в которых рабочий контур образуют информационные потоки (массивы, данные, файлы).

       Комплексы информационных технологий  представляют собой процессы  обработки, поиска, представления  данных, результаты шагов которых  (элементов технологии) определяются как запланированными типами обработки, выполняемой как на предшествующих/последующих шагах (рабочие контуры m-у и характер операции Р, так и фактически осуществившимися событиями (информация g).

     Очевидно, не все из реальных элементов технологий предполагают обязательное наличие всех входов (выходов).

     Автоматизированные информационные технологии могут представлять собой как развитие неавтоматизированных (предметных) технологий (если прототипы известны и существовали достаточно давно), так и новые способы и процессы обработки информации, ранее недоступные. Автоматизированные информационные технологии являются композициями четырех взаимосвязанных и взаимозаменяемых факторов (компонент): интеллектуальных усилий и навыков пользователя; технических средств обработки данных; программного обеспечения; информационных ресурсов.

     Таким образом, информационные технологии можно  подразделить на три основных класса:

• технологии собственно обработки информации (ввода, обработки, хранения, поиска и передачи данных);
• технологии человеко-машинного взаимодействия, реализуемые в интерфейсах;
• инструментальные и другие вспомогательные технологии, позволяющие эффективно создавать и развивать информационные технологии предшествующих классов.

     Отметим, что такое разделение, отражающее специализированность используемых методов и средств, соответствует и «специализации» пользователей соответствующих технологий, где давно сложилось разделение на «разработчиков», «конечных пользователей» и «администраторов». С точки зрения этой «специализации» представляется целесообразным подразделять технологии на базовые, обеспечивающие и инструментальные.

     Базовыми информационными технологиями (то есть используемыми практически в любом процессе) являются те, которые в значительной степени определяются требованиями «архитектурного» уровня - принципами фон Неймана. Обработка разнородной по форме информации, представляемой разнотипными данными, предопределяет соответствующий ряд средств и технологий, ориентированных на форму представления информации и виды операций.

• системы числовой обработки;
• системы и технологии обработки текстов (текстовые процессоры, системы распознавания текстов);
• средства обработки мультимедийной информации (например, растровой или векторной графики, звука, видео).

     Базовые информационные технологии обычно реализуются в виде прикладных функционально-ориентированных продуктов, которые ассоциируются с понятием «технологии конечного пользователя».

     «Обеспечивающие» информационные технологии - средства, непосредственно позволяющие эффективно достигать целевого, функционально значимого результата, включает:

• технологии и системы управления данными и, в том числе - информационные системы;
• средства и технологии распределенной обработки (сетевые технологии);
• средства удаленного доступа (телекоммуникационные технологии);
• средства и технологии человеко-машинного взаимодействия и интерфейсы конечного пользователя;
• средства и технологии защиты информации.

     Отметим, что перечисленные технологии являются, безусловно, важнейшими, но они относятся к «обеспечивающим», поскольку необходимость или необязательность их использования обусловлены характером задач пользователя или средой Функционирования. Эти технологии, имеющие инженерный, «системный» характер, ориентированы на администраторов.

      «Инструментальные» технологии, обеспечивающие жизненный цикл самих информационных технологий, составляют третью группу, как, например:

• технологии проектирования и инструментальные средства разработки программного обеспечения;
• технологии проектирования баз данных;
• технологии реинжиниринга информационных систем.

     Такая схема разделения информационных технологий на «базовые», «обеспечивающие» и «инструментальные» в целом не противоречит и другой классификации информационных технологий - с точки зрения объектов и методов. Здесь можно выделить следующие «страты»:

• процессов обработки, передачи и управления данными (ввод, хранение, поиск, манипулирование), происходящих в основном без учета семантики и прагматики;
• управления информацией - представление, извлечение, поиск, преобразование данных (ее представляющих) в контексте семантики и прагматики (в том числе для субъекта обработки - это получение, передача и использование знаний);
• управления взаимодействием с человеком (представление информации предметной области и результатов обработки, человеко-машинный диалог). Для случая инструментальных технологий (создания и использования целесообразных средств решения прикладных задач) - это методы и средства связывания технологий обработки данных и технологий обработки информации.

     Среди «инструментальных» технологий выделяют объектно-ориентированные, средо-ориентированные  и CASE-технологии.  Далее каждая группа рассмотрена более подробно.

Объектно-ориентированные  технологии

     Объектно-ориентированные  технологии, технологии объектно-ориентированного анализа - технологии представления и актуализации информации, информационных процессов, систем как совокупностей объектов и классов с использованием следующих понятий: объект, экземпляр класса - все то, что может быть полно описано некоторыми атрибутами состояния; класс - совокупность объектов с одинаковыми атрибутами; инкапсуляция - скрытие внутренней информации, возможность отделения объектов и классов от внешнего мира; наследование - возможность создавать из классов-родителей новые классы-потомки, сохраняющие атрибуты и свойства родителей; полиморфизм - способность объектов выбирать метод представления на основе типов данных, актуализируемых сообщений.

     Инструменты объектно-ориентированного анализа: атрибуты (описания объектов, классов); операции (процессы, применяемые к классам объектов); потоки данных (группы элементов данных, реализующие связи между объектами); наследование (агрегирование и обобщение).

     Пример: Объектно-ориентированные среды  программирования, например, С++, Smalltalk; объектно-ориентированный инжиниринг или набор приемов и методов проектирования бизнеса, наиболее эффективно обеспечивающих заданные цели и прибыль; объектно-ориентированный пользовательский интерфейс, использующий, например, понятия "класс описаний", "класс языков", "класс операционных сред" и др. При объектно-ориентированном программировании в среде языка АPL, например, процедуры исполняются в соответствии с логикой и инструкциями некоторой программы, которая определяет последовательность и содержание действий; выполнение этой программы инициируется с помощью сообщения, посылаемого заданному объекту пользователем, другой программой или объектом. Получатель сообщения решает, какая программа будет выполнена.

     Объектно-ориентированный  подход к проектированию программных продуктов основан на:

• выделении классов объектов;
• установлении характерных свойств объектов и методов их обработки;
• создании иерархии классов, наследовании свойств объектов и методов их обработки.

     Каждый  объект объединяет как данные, так и программу обработки этих данных и относится к определенному классу. С помощью класса один и тот же программный код можно использовать для относящихся к нему различных объектов.

     Объектный подход при разработке алгоритмов и  программ предполагает:

• объектно-ориентированный анализ предметной области;
• объектно-ориентированное проектирование;

     Объектно-ориентированный  анализ – анализ предметной области  и выделение объектов, определение  свойств и методов обработки  объектов, установление их взаимосвязей.

     Объектно-ориентированное проектирование соединяет процесс объектной декомпозиции и представления с использованием моделей данных проектируемой системы на логическом и физическом уровнях, в статике и динамике.

     Для проектирования программных продуктов  разработаны объектно-ориентированные технологии, которые включают в себя специализированные языки программирования и инструментальные средства разработки пользовательского интерфейса.

     Пример: HTML - статичное средство. Чтобы "оживить" содержимое Web, сделать интерактивные HTML-страницы, используется среда JavaScript. Средствами языка Java можно разрабатывать приложения для различных платформ: Intel Pentium, Macintosh, Sun и др. Java-программы бывают автономного использования (выполняемые в режиме интерпретации на конкретной компьютерной платформе) и аплеты, (applets), выполняемые в режиме интерпретации виртуальной Java-машиной, которая встроена практически во все современные браузеры. Аплеты Java встраиваются в документы HTML, хранящиеся на сервере WWW. С помощью аплетов можно сделать страницы сервера Web динамичными и интерактивными. Все данные для обработки аплеты могут получить только от сервера Web. Язык Java является объектно-ориентированным и имеет объемную библиотеку классов, значительно упрощающих разработку приложений, так как программист больше внимания может уделить функциональной части приложения, а не организации интерфейса, динамических массивов и т.п. В широком смысле, Java - это технология, изначально рассчитанная на интеграцию с сетевой Web-средой, полностью независимой от платформы. Виртуальная Java-машина - машина, на которой исходные Java-программы интерпретируются в коды этой машины. Это делает Java-среду мощным и удобным средством разработки клиентских компонентов Web-систем. В Java-среде пользователь может осуществлять динамическую загрузку объектов из сети, т.е. ему не нужны дорогостоящие работы по наладке, администрированию клиентских Java-систем, так как для обеспечения работы клиента на новой версии достаточно загрузить ее на сервере. Имеются инструментальные среды, например, Java Studio, позволяющие проектировать приложения вообще без программирования, из готовых компонент, устанавливая между ними связи и отношения в соответствии с внутренней логикой приложения. Для повышения производительности Java-приложений в браузерах используется компиляция Just-In-Time compilation ("на лету"). При первой загрузке аплета его код транслируется в обычную исполняемую программу, которая сохраняется на диске и запускается. В результате общая скорость выполнения аплета увеличивается в несколько раз.

Средо-ориентированные  технологии

     Средо-ориентированные технологии - интерактивные технологии проектирования, разработки, актуализации информационных систем, в которых сперва строится нужная среда, инструментарий, а затем происходит их автоматизированная настройка с помощью выполнения процедур типа: переместить, вставить, удалить, указать, активизировать и др.; готовые среды, "как кубики", объединяются в нужные структуры, а затем настраиваются на конкретные классы проблем или пользователей, причем изменения одних из них могут изменять и другие.

     Пример: Средо-ориентированные системы программирования, в которых часто используется "оконный интерфейс", "оконная среда". Они основываются на понятиях "окно", "рамка", "фрейм", "рисунок на экране", "оконное меню" и др., каждый из которых ассоциируется с наиболее подходящей инструментальной средой: тексты - с текстовым процессором, таблицы - с электронной таблицей, графики - со средой деловой графики и т.д. К этим типовым средам могут быть добавлены также и разработанные самим программистом среды, а также библиотеки сред. Отметим, что интерактивное планирование позволяет находить оптимальные структуры и набор ресурсов для достижения поставленной цели.

     В последние годы вырос интерес  к распределенным системам - программным  комплексам, составные части которых  функционируют на разных компьютерах в сети, используя при взаимодействии технологии различного уровня, от непосредственного использования пакетов TCP/IP до технологий с высоким уровнем абстракции, таких, например, как CORBA. В этих системах обеспечены следующие возможности, невыполнимые при использовании традиционных технологий:

• масштабируемость, т.е. эффективное обслуживание различного числа клиентов одновременно;
• надежность создаваемых приложений, т.е. устойчивость не только к ошибкам пользователей, но и к сбоям в системе коммуникаций;
• непрерывная длительная работа (режим 24 часа в течение 7 дней недели);
• высокий уровень безопасности системы, т.е. защиты и отслеживания, протоколирования информации на всех этапах функционирования;
• высокая скорость разработки приложений и простота их сопровождения и модификации (достаточен средний уровень программиста).

     Технология CORBA создавалась некоммерческой организацией - содружеством разработчиков и пользователей  программного обеспечения OMG как универсальная  технология создания распределенных систем с использованием языков Java, С, Ada, Smalltalk, Delphi, Perl, Python и др. Клиентская часть может быть написана на любом языке программирования, поддерживающим CORBA.

     Так как CORBA - стандартная инфраструктура разработки и использования различных платформ, ОС и приложений, то все спецификации CORBA являются полностью открытыми. CORBA реализует высокий уровень абстракции - все проблемы и описания взаимодействия с операционной системой или сетевыми средствами осуществляются на низком уровне и скрытно от прикладного программиста. Высокий уровень абстракции достигается за счет отображения инструкций на языке спецификаций - на конкретный язык программирования. CORBA может передавать данные различных типов: структуры, объединения и др. Предусмотрена система описания и контроля типов. Для каждого языка используется свое отображение данных на языке спецификаций. CORBA поддерживает статический и динамический способ организации удаленных вызовов и имеет развитые средства получения информации о серверах. CORBA обладает высоким уровнем устойчивости к сбоям за счет большей изоляции клиентов и серверов, автоматического сохранения состояния объектов, более мощной и продуманной схемы управления транзакциями. Управление транзакциями берет на себя так называемый Сервис Управления Транзакциями CORBA (Object Transaction Service). CORBA обеспечивает высокий уровень безопасности. Предусмотрена идентификация пользователя, списки прав доступа к ресурсам, система аудита и многое другое. Интеграция CORBA и сети Интернет выполняется за счет использования протокола, построенного поверх TCP/IP, что позволяет использовать URL-имена в качестве имен для Службы Именования CORBA. 

CASE-технологии

     CASE-технологии (Computer-Aided System Еngineering)   - автоматизированное  проектирование информационных систем, или технологии, позволяющие автоматизировать основные этапы и процедуры жизненного цикла информационных систем: от анализа исходного состояния и целей - до проектирования интерфейсов, привычных проектировщику, пользователю и основных процедур функционирования системы; чем больше этапов и процедур автоматизируется, тем лучше и быстрее получается информационная система, тем шире ее приложения.

     CASE-технология  представляет собой методологию  проектирования информационных  систем (ИС), а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Большинство существующих CASE-средств основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.

     Появлению CASE-технологии и CASE-средств предшествовали исследования в области методологии  программирования. Программирование обрело черты системного подхода с разработкой  и внедрением языков высокого уровня, методов структурного и модульного программирования, языков проектирования и средств их поддержки, формальных и неформальных языков описаний системных требований и спецификаций и т.д. роме того, появлению CASE-технологии способствовали и такие факторы, как:

• подготовка аналитиков и программистов, восприимчивых к концепциям модульного и структурного программирования;
• широкое внедрение и постоянный рост производительности компьютеров, позволившие использовать эффективные графические средства и автоматизировать большинство этапов проектирования;
• внедрение сетевой технологии, предоставившей возможность объединения усилий отдельных исполнителей в единый процесс проектирования путем использования разделяемой базы данных, содержащей необходимую информацию о проекте.

     Согласно  обзору передовых технологий (Survey of Advanced Technology), составленному фирмой Systems Development Inc. в 1996 г. по результатам анкетирования  более 1000 американских фирм, CASE-технология в настоящее время попала в разряд наиболее стабильных информационных технологий (ее использовала половина всех опрошенных пользователей более чем в трети своих проектов, из них 85% завершились успешно). Однако, несмотря на все потенциальные возможности CASE-средств, существует множество примеров их неудачного внедрения, в результате которых CASE-средства становятся "полочным" ПО (shelfware). В связи с этим необходимо отметить следующее:

• CASE-средства не обязательно дают немедленный эффект; он может быть получен только спустя какое-то время;
• реальные затраты на внедрение CASE-средств обычно намного превышают затраты на их приобретение;
• CASE-средства обеспечивают возможности для получения существенной выгоды только после успешного завершения процесса их внедрения.

     Для успешного внедрения CASE-средств организация должна обладать следующими качествами:

• Технология. Понимание ограниченности существующих возможностей и способность принять новую технологию;
• Культура. Готовность к внедрению новых процессов и взаимоотношений между разработчиками и пользователями;
• Управление. Четкое руководство и организованность по отношению к наиболее важным этапам и процессам внедрения.

     Пример: Технология STRADIS (STRategic Architecture for the Deployment of Information Systems - стратегическая архитектура для развертывания информационных систем) определяет и поддерживает основные этапы жизненного цикла системы: цели, их приоритеты, требования к ресурсам, распределению работ, составу и содержанию проектной документации, методика выполнения процедур проектирования и программирования, тестирования и управления. Включает в себя следующий инструментарий для этого: графический редактор (графическая среда), СУБД, средства описания сценариев диалога с системой, выходных документов и др.

Заключение

     Технология — это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям. Поэтому технология неразрывно связана с машинизацией производственного или непроизводственного, прежде всего, управленческого процесса.

Именно  поэтому информационные технологии очень важны как элемент информатизации современных производственных и  управленческих процессов.

     Все автоматизированные информационные технологии классифицируются на базовые, обеспечивающие и «инструментальные».  Среди «инструментальных» технологий выделяют объектно-ориентированные (Java), средо-ориентированные, примером могут служить технологии CORBA и CASE-технологии, которые представлены в работе  технологией STRADIS). В работе подробно представлена каждая из вышеперечисленных групп, приведены примеры, описаны особенности работы.  
Библиографический список

1. ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам.

2. ГОСТ 7.1-2003. Библиографическая запись. Библиографическое  описание.

3. Инструментальные  технологии: [Электронный документ] (http://it.na.by/it%20%28118%29.html). Проверено 25. 09. 2011.

4. Инструментальные  средства проектирования информационных систем: [Электронный документ] (http://www.mstu.edu.ru/study/materials/zelenkov/ch_5_2.html). Проверено 25. 09. 2011.

5. Информационные  технологии - каково содержание?: [Электронный  документ] (http://www.sd-company.su/article/help_computers/content_information_technology). Проверено 25. 09. 2011.

6. Понятие информационных технологий и их виды: [Электронный документ] (http://uskof.ucoz.ru/index/vidy_informacionnykh_

     _tekhnologij/0-33). Проверено 25. 09. 2011. 

7. Саак А. Э., Пахомов Е. В., Тюшняков В. Н. Информационные технологии управления: Учебник для  вузов. — СПб.: Питер, 2005. — 320 с.