Глава 3. Складові інформаційної технології з дисципліни Сучасні інформаційні системи і технології, КСУ, Київський славістичний університет

ГЛАВА 3. Складові інформаційної технології

Хоч ІС, як і будь-яка інша система, може існувати тільки як єдине ціле, для аналізу її доцільно виділити такі її складові, як організаційне, інформаційне, математичне, лінгвістичне, апаратне, програмне та правове забезпечення тощо.

Сукупність методів та засобів підвищення ефективного управління об’єктами управління на всіх стадіях їх життєвого циклу називається організаційним забезпеченням. Організаційне забезпечення ІС містить організацію якісного функціонування автоматизованої ІС, контроль за її роботою згідно з інструкцією користувача, технічну модернізацію, правове забезпечення програм тощо. Організаційне  забезпечення складається з 4 груп компонентів:

• методичні матеріали, що регламентують процес створення і функціонування системи та типові проектні рішення;

• сукупність засобів ефективного проектування і функціонування ЕІС (комплекси задач керування, уніфіковані системи документів, галузеві класифікатори);

• технічна документація, яку одержують в процесі обстеження, проектування і впровадження ІС (технічне завдання, технічний і робочий проекти);

• організаційно-штатна структура проекту.

Інформаційне забезпечення дає можливість інтегрованої обробки всіх видів інформації, що циркулює в організації, вхідної, вихідної, внутрішньої, всіх документів електронного та паперового документообігу.

Лінгвістичне забезпечення - сукупність мовних засобів, що використовуються для створення та функціонування ІС (як мови програмування, так і природні мови).

Математичне забезпечення

Математичне забезпечення (МЗ) - це сукупність математичних моделей і алгоритмів для вирішення питань обробки інформації з застосуванням вибраної ІТ, а також комплекс засобів і методів, що дозволяють будувати економіко-математичні моделі задач керування.

Ступінь розвитку математичного забезпечення значною мірою визначає ефективність використання певної ІТ. У даний час спостерігається тенденція до зростання частки витрат на розроблення математичного апарата в витратах на проект ІС. Останнє десятиліття характеризується значним розвитком математичних дисциплін, методи яких використовуються для вирішення задач в інформаційних системах.

Мережні методи знаходять найширше застосування в проектуванні. Вони дозволяють визначати параметри мережних моделей і аналізувати хід робіт з реалізації виробничих планів. У рамках мережного моделювання можлива одно- чи багатокритеріальна оптимізація, у тому числі за часом і за ресурсами.

Евристичні методи дозволяють вирішувати слабо структуровані задачі, які неможливо розв’язати повним перебором варіантів, приміром, задачі календарного планування. Сутність евристичного методу в тому, щоб запланувати роботи в найкоротші терміни, але так, щоб не перевищити заданий верхній рівень ресурсів. Як правило, використання евристичних методів передбачає наявність діалогу з користувачем, під час якого на комп’ютер покладаються обчислення і видача проміжних результатів, включаючи різні графіки і діаграми. Користувач залежно від отриманих даних визначає подальший напрямок розрахунків.

Методи комбінаторики, математичної логіки, інформаційної алгебри використовуються для рішення інформаційно-логічних задач. Це - групування та впорядкування даних, об'єднання масивів даних і корегування інформації, введення, декомпозиція й обмін даними між електронними сховищами в межах однієї або кількох ЕОМ.

Математичне програмування поєднує лінійне, нелінійне, динамічне і стохастичне програмування. З використанням лінійного програмування вирішуються і аналізуються такі питання, як розроблення та складання прогнозів планів розвитку галузей, оптимального розподілу ресурсів. Нелінійне математичне програмування застосовується рідше за лінійне, причому найчастіше нелінійні задачі розв’язуються також способами лінійного програмування, для чого криволінійні залежності апроксимуються прямими (лінеаризація). Суть динамічного програмування полягає у тому, що з двох шляхів досягнення результату довший шлях відкидається, щоб зменшити обсяг обчислень на ЕОМ. Стохастичне програмування характеризується введенням у задачі імовірнісних значень параметрів, що відображають ризик і невизначеність.

Методи теорії ігор дозволяють формалізувати та вирішувати задачі, що зазвичай вирішуються емпірично, без використання кількісних вимірників. До таких задач належить, приміром, дослідження конфліктних ситуацій в умовах невизначеності інформації про дії учасників. Методи теорії ігор широко застосовуються при аналізі організаційних, економічних, військових і політичних ситуацій.

Теорія черг або масового обслуговування вивчає імовірнісні моделі поведінки систем. Базою для вирішення задач масового обслуговування є теорія ймовірностей.

Математична статистика, що є одним з розділів теорії ймовірностей, дозволяє дати оцінку певній сукупності даних.

Метод статистичних іспитів також призначений для вивчення імовірнісних систем, застосовується при моделюванні найрізноманітніших ситуацій. Цим методом удається, зокрема, одержати характеристики системи без проведення натурних експериментів.

Метод теорії розкладів дозволяє знайти оптимальну послідовність побудови об'єктів за якимось критерієм. Приміром, критерієм може служити “найменший термін будівництва”, “мінімум простоїв виконавців на об'єктах”, “максимальна щільність робіт на об'єктах” тощо.

Методи теорії множин дозволяють значно компактніше описувати задачі керування, знаходити ефективні шляхи їхнього рішення.

Апаратне забезпечення 

Апаратне забезпечення - це технічні засоби, що забезпечують передачу й обробку інформації. Обчислювальна машина - це технічний пристрій, призначений для вводу, збереження, обробки і виводу інформації.

Термін “архітектура ЕОМ“ використовується для опису найбільш загальних принципів дії, конфігурації основних логічних вузлів ЕОМ, а також взаємодії між ними. Архітектура обчислювальної системи описує принципи її роботи на функціональному рівні безвідносно до фізичної реалізації. З погляду архітектури становлять інтерес лише найбільш загальні зв'язки і принципи, властиві багатьом конкретним реалізаціям обчислювальних машин. Часто говорять навіть про сімейства ЕОМ, тобто групи моделей, сумісних між собою. У межах одного сімейства основні принципи функціонування машин однакові, хоча окремі моделі можуть істотно різнитися за продуктивністю, вартістю та іншими параметрами. До архітектури належать:

• структура пам'яті ЕОМ;

• способи доступу до пам'яті і зовнішніх пристроїв;

• можливість зміни конфігурації комп'ютера;

• система команд;

• формати даних;

• організація інтерфейсу.

Загальні принципи роботи обчислювальних пристроїв сформульовані Джоном фон Нейманом. У 1945 р. цей американський математик запропонував ввести до складу комп'ютера спеціальний пристрій для збереження команд і даних - пам'ять - і реалізувати можливість передачі керування від однієї програми до іншої, а також  обґрунтував переваги використання бінарної системи для подання інформації та збереження програми як набору бітів у тій же самій пам'яті, що й інформації, яку ця програма обробляє.

У 1945 р. Джон фон Нейман підготував звіт, у якому визначив архітектуру й основні принципи роботи комп'ютера:

• Комп'ютер складається з процесора, пам'яті і зовнішніх пристроїв.

• Єдиним джерелом активності у комп'ютері є процесор, яким керує програма, що знаходиться в пам'яті.

• Пам'ять комп'ютера складається з комірок, кожна з яких має свою унікальну адресу. Кожна з комірок зберігає команду програми або елемент даних.

• У будь-який момент процесор виконує одну команду програми, адреса якої знаходиться в лічильнику команд.

• Інформація надходить у процесор з пам'яті або від зовнішніх пристроїв. Перетворення інформації відбувається тільки в регістрах процесора.

• Кожна команда програми містить такі розпорядження:

• з яких комірок взяти інформацію;

• які операції виконати з цією інформацією;

• в які комірки пам'яті помістити отриманий результат;

• як змінити вміст лічильника команд.

Процесор виконує команди програми відповідно до зміни вмісту лічильника команд, поки не дістане команду зупинитися.

Переважна більшість обчислювальних машин на сьогоднішній день має фон-нейманівську архітектуру. Але швидкодія комп’ютерів з фон-нейманівською архітектурою обмежена швидкістю світла, з якою електрони рухаються усередині схем ЕОМ. Тому дослідники піддають ревізії ці принципи структури ЕОМ. Однак підходи, засновані на заміні одного чи двох принципів Джона фон Неймана, не дали бажаних результатів. Причина невдач крилася в органічній єдності всіх трьох принципів. Найбільш успішну спробу ревізії традиційних принципів архітектури ЕОМ здійснив у середині 70-х років радянський учений академік В.М.Глушков.

У роботах В.М.Глушкова ревізії піддавалися всі три основні принципи Джона фон Неймана. Низький рівень машинної мови вступає в конфлікт з прагненням користувача застосовувати різноманітні і потужні засоби обробки даних. Лінійна організація пам'яті не адекватна складним типам даних, що застосовують у сучасних алгоритмічних мовах. Послідовне централізоване управління призводить до величезної кількості обмінів елементарними командами між центральним процесором і оперативною пам'яттю ЕОМ.

Академік Глушков запропонував принципи побудови машин не фон-нейманівського типу, здатних настроювати свою архітектуру на тип задач і максимально використовувати розпаралелювання алгоритмів. Ідеї Глушкова близькі до концепції ЕОМ п'ятого покоління. Така ЕОМ макроконвеєрного типу реалізована колективом вчених Інституту кібернетики АН УРСР. Макроконвеєрність означає, що алгоритм рішення задачі або класу задач розбивається на окремі незалежні блоки, що обмінюються між собою інформацією про виконання одночасно з високою швидкістю.

Програмне забезпечення

Комп’ютерна програма – це алгоритм вирішення певної задачі на мові, зрозумілій комп’ютеру. Програмне забезпечення складається з операційної системи, мов програмування та застосовних програм.

Операційна система (ОС) - це комплекс спеціальних програмних засобів, призначених для управління завантаженням, запуском і виконанням прикладних програм, вводом-виводом даних, а також для планування та управління обчислювальними ресурсами комп'ютера.

Та частина ОС, що взаємодіє з апаратними засобами безпосередньо і тому постійно зберігається в комп'ютері, називається ядромОС. Програмне забезпечення, що входить до складу ядра ОС, відповідає за перевірку працездатності компонент комп'ютера і виконання елементарних операцій, пов'язаних з роботою дисплея, клавіатури, магнітних накопичувачів і т.п. При вмиканні комп'ютера ОС автоматично завантажується в оперативну пам'ять.

Крім ядра, ОС містить сервісні програми: для тестування обладнання, зміни параметрів його функціонування, форматування магнітних дисків тощо.

Кожна прикладна програма пов'язана з якою-небудь ОС і може експлуатуватися тільки на тих комп'ютерах, де є відповідна ОС. За кількістю задач, що можуть виконуватися одночасно, ОС поділяють на ті, що виконують одну задачу (MS DOS, MSX) та ті, що здатні виконувати одночасно багато задач (OS/2, UNIX, Windows 95), а за кількістю користувачів, що працюють одночасно, - на ОС, що взаємодіють з одним користувачем (MS DOS, Windows 3.x) та ті, що взаємодіють з багатьма (UNIX, Windows NT).

Файлова система забезпечує взаємодію програм і фізичних пристроїв вводу-виводу. Її основні функції можна поділити на дві групи: для роботи з файлами (створення, видалення, зміна атрибутів), для роботи з даними, що зберігаються у файлах (читання, запис, пошук тощо). Основний атрибут файлу - його ім'я.

Мови програмування – це інструментальні засоби, призначені для створення програмного забезпечення. Програма розробляється на зрозумілій людині формалізованій мові, а потім за допомогою транслятора перетворюється в машинні коди.

Існує два типи трансляторів: інтерпретатори, що обробляють команди безпосередньо в процесі виконання програми, та компілятори, що переробляють програму в машинні коди до її виконання. Програми, що інтерпретуються, працюють повільніше за програми, що компілюються. Компілятори зберігають результати обробки в окремих файлах, які можна використовувати на інших комп’ютерах.

Прикладне програмне забезпечення – це програми, призначені для розв’язання конкретних задач або класів задач у певній ПрО.

Прикладні програми призначені для вирішення конкретних задач, що стоять перед користувачами, як спеціалізованих, так і загальновживаних. Найпоширеніші типи прикладних програм:

• Текстові процесори: ввід (набір із клавіатури, сканування і розпізнавання, голосовий ввід), редагування, збереження документа, публікація (друк, електронна публікація, пошук і відкриття збереженого документа), переклад.

• Процесори електронних таблиць: обробка таблиць, що містять інформацію, проведення розрахунків на їх основі, забезпечення візуалізації цієї інформації і результатів її обробки. Інформація структурується безпосередньо при введенні даних.

• Графічні редактори: програми, призначені для обробки зображень, поданих в електронній формі.

• Системи управління базами даних.

• Архіватори: програми, призначені для зменшення обсягу пам’яті, що потрібна для збереження інформації.

• Антивірусні програми: програмні засоби, здатні знаходити та знешкоджувати комп’ютерні віруси.

Правове забезпечення

Виникнення самого терміну "інтелектуальна власність" припадає на кінець XVIII ст. Він уперше з’явився у французькому законодавстві. Авторське та патентне права виникли у Франції на ґрунті теорії природного права, яке одержало свій найбільш послідовний розвиток саме в працях французьких філософів-просвітителів (Вольтер, Дідро, Руссо).

Право власності на інформацію - це врегульовані законом суспільні відносини щодо володіння, користування і розпорядження інформацією. Інформація є об'єктом права власності громадян, організацій (юридичних осіб) і держави. Інформація може бути об'єктом права власності як у повному обсязі, так і об'єктом лише володіння, користування чи розпорядження. Власник інформації щодо об'єктів своєї власності має право здійснювати будь-які законні дії. Право інтелектуальної власності – це право володіння, користування і розпорядження результатами інтелектуальної діяльності.

Інформаційна продукція та інформаційні послуги громадян та юридичних осіб, які займаються інформаційною діяльністю, можуть бути об'єктами товарних відносин, що регулюються чинним цивільним та іншим законодавством. Ціни і ціноутворення на інформаційну продукцію та інформаційні послуги встановлюються договорами, за винятком випадків, передбачених законом.

Діяльність програмістів та інших фахівців, що працюють у сфері ІСТ, усе частіше виступає як об'єкт правового регулювання. Деякі дії при цьому можуть бути кваліфіковані як правопорушення (злочини). Правова свідомість у цілому, а в ІТ особливо, у нашому суспільстві перебуває на досить низькому рівні.

Головне призначення правового регулювання в галузі ІТ - юридичне визначення понять, пов'язаних з авторством і поширенням комп'ютерних програм і БД, а також установлення прав, що виникають при створенні програм і БД - авторських, майнових, на передачу, захист, реєстрацію, недоторканність.

Правове забезпечення ІС – це сукупність правових норм, що реалізують створення та функціонування ІС. Правове забезпечення  функціонування ІС містить умови надання юридичної сили документам, що отримані з використанням обчислювальної техніки, права, обов’язки персоналу, правила користування інформацією, порядок вирішення конфліктів з приводу її достовірності.

Для сучасного стану правового регулювання сфери, що пов'язана з інформатикою, в Україні на сьогодні найбільш актуальними є питання, пов'язані з порушенням авторських прав та використанням не ліцензованої продукції ІТ. Велика частина ПЗ, що використовується окремими програмістами, користувачами і цілими організаціями, придбана в результаті незаконного копіювання, розкрадання. Зараз назріла потреба узаконити способи боротьби з цією практикою, оскільки вона заважає, насамперед, розвитку індустрії ІТ. Правове регулювання в галузі ІТ базується на Конституції України, законах України “Про інформацію”, “Про захист інформації в автоматизованих системах” тощо. Порушення цих законів призводить до дисциплінарної, цивільно-правової, адміністративної або кримінальної відповідальності згідно із чинним законодавством України.

Національне законодавство про охоро­ну права інтелектуальної власності має чинність тільки в межах тієї держави, яка його прийняла. За межами дер­жави правова охорона результатам інтелектуальної діяльності не надасться. Це призводить до можливості використання інформації без дозволу її власника чи володільця. Для вирішення цієї проблеми вже з кінця минулого століття починають укладатися різноманітні міжнародні угоди, якими передбачається охорона прав на результати творчої діяльності. Хоч такі угоди не завжди досягали поставленої мети, проте дозволили визначити напрямки, в яких слід їх розвивати та удосконалювати. Так склалася міжнародна система охорони інтелектуальної власності.

На сьогодні найбільш авторитетною організацією є Все­світня організація інтелектуальної власності (ВОІВ), яка фактично була заснована ще в 1883—1886 рр. внаслідок прийняття Паризької конвенції про охорону промислової власності і Бернської конвенції про охорону літературних і художніх творів.

У липні 1967 р. в Стокгольмі була підписана конвенція щодо утворення Всесвітньої організації інтелектуальної власності, яка набула чинності в 1970 р. У грудні 1974 р. ВОІВ набула статусу спеціалізованої уста­нови Організації Об'єднаних Націй.

Згідно з конвенцією, ВОІВ має вирішувати такі завдання:

• сприяти охороні інтелектуальної власності в усьому світі шляхом співробітництва між державами і, у конкретних випадках, у взаємодії з будь-якою іншою міжнародною організацією;

• забезпечувати адміністративне співробітництво між ство­реними союзами в галузі охорони інтелектуальної власності.

Сприяючи охороні інтелектуальної власності в усьому світі, ВОІВ заохочує укладання нових міжнародних договорів і сприяє удосконаленню національних законодавств. У сфері адміністративного співробітництва ВОІВ центра­лізує адміністративне управління союзами в Міжнародному бюро в Женеві, яке є секретаріатом ВОІВ, а також здійснює контроль за таким управлінням через свої органи.

ВОІВ несе відповідальність за розвиток інтелектуальної діяльності і сприяє передачі технологій, які стосуються промислової власності, країнам, що розвиваються, з метою прискорення їх економічного, соціального і культурного розвитку.

При виконанні своїх функцій ВОІВ керується завданнями міжнародного співробітництва з метою розвитку; повною мі­рою використовуючи досягнення інтелектуальної діяльності, сприяє більш широкому використанню інтелектуальної влас­ності для заохочення національної творчої діяльності.

Висновки

Основними компонентами інформаційних технологій є організаційне, інформаційне, математичне, апаратне, програмне та правове забезпечення. Інформаційна продукція та інформаційні послуги громадян та юридичних осіб, які займаються інформаційною діяльністю, можуть бути об'єктами товарних відносин, що регулюються чинним цивільним та іншим законодавством.

Список літератури

1. Лигоненко Л.О., Кустова Н.П., Клочинок Л.В. Новітні технології економічних досліджень. - К.: КНТЕУ, 2002.
2. Молодцова О.П. Прикладне програмне забезпечення. Навчально-методичний посібник для самостійного вивчення дисципліни. – К.: КНЕУ, 2000.
3. Підопригора О.А., Підопригора О.О. Право інтелектуальної власності України. Навчальний посібник для студентів юридичних вузів і факультетів університетів. – Київ. Юрінком Інтер. – 1998.
4. Рыжиков Ю.И. Информатика. Лекции и практикум. — СПб.:КОРОНА принт, 2000.
5. Плескач В.Л., Рогушина Ю.В., Кустова Н.П. Інформаційні технології та системи. - К.: "Книга", 2004.
6. Сергієнко І.В.Становлення і розвиток досліджень з інформатики. – Київ: Наукова думка, 1998.
7. Экономическая информатика. Учебник. - Под редакцией П.В.Конюховского и Д.Н.Колесова. - СПб. Питер, 2000.

Контрольні питання

1. Назвіть складові ІТ.

2. Що таке апаратне забезпечення?

3. Що таке програмне забезпечення?

4. Що таке математичне забезпечення?

5. Що називають інтелектуальною власністю у ІТ?

6. Що називають авторським правом у ІТ?

7. Вчинення яких порушень призводить до відповідальності згідно з законодавством України про інформацію?

З повагою ІЦ “KURSOVIKS”!