Информационные технологии. Существуют различные подходы к классификации информационных технологий

Существуют различные подходы к классификации информационных технологий. Сравним технологии, существовавшие в нашей стране по признакам:

- использование той или иной вычислительной техники;

- характер решаемых задач.

С 1930-х годов у нас был налажен серийный выпуск полноклавишных полуавтоматических машин и счетно-перфора-ционных машин, включая суммирующие, записывающие, а также табуляторы, сортировки и т.д.

Эти машины конструктивно были электромеханическими. На них до 1960-х годов производилась массовая автоматизированная обработка цифровой информации.

Клавишные вычислительные машины, как и их предшественники – арифмометры, предназначались для индивидуальных вычислений и по­зволяли выполнять четыре арифметические действия с 4–5-кратным уско­рением по сравнению с ручными вычислениями. Вывод результатов на простейших из них производился на счетчики, а на более совершенных – на рулонную и листовую бумагу. Устройство вывода данных на листовую бумагу позволяло результаты счета получать в виде многографных ведомостей, что расширяло возможности применения клавишных машин для выполнения отдельных бухгалтерских операций.

Счетно-перфорационные машины использовали в качестве носителя исходных данных перфокарты, а сам вычислительный процесс вних был автоматизирован, что позволяло обрабатывать значительные по объему массивы информации. Отличительной чертой счетно-перфорационных машин являлось то, что они могли использоваться только в комплекте.

В минимальный комплект машин включались: табулятор, сортиро­вальная машина для перфокарт, два-три перфоратора для подготовки перфокарт и два контрольника для проверки данных на перфокартах. Для эксплуатации таких машин создавались машиносчетные станции с пер­соналом операторов, наладчиков и ремонтников машин. Крупные пред­приятия имели свои станции, более мелкие пользовались услугами спе­циализированных станций – прообразом вычислительных центров кол­лективного пользования. Технология обработки данных на машино­счетных станциях была следующая.

Поступающая информация (документы) подвергалась визуальному контролю и передавалась на перфорацию. Перфорация, во избежание ошибок, осуществлялась операторами «набивкой в две руки». На клавиатуре машин контрольников повторял­ся набор данных первичного документа, и машина сличала их с пробитыми отверстиями на перфокарте, выдавая специальный сигнал при ошибке. После контроля пакет перфокарт поступал на сортировальные машины, производившие раскладку перфокарт на отдельные группы с одинаковыми признаками с целью подсчета групповых показателей. Разбитые на группы перфокарты поступали на табуляторы, где проводился подсчет показателей с выводом результатов на печать. Результаты работы табулятора можно было выводить и на перфокарты с помощью итоговых перфораторов, подключаемых к табуляторам гибким кабелем.

С помощью описанной технологии решались следующие информационные задачи:

- учет наличия и движения товаров на складах;

- подготовка и ведение бухгалтерских документов;

- обработка результатов научных экспериментов;

- расчет результатов переписи населения и т.д.

Для перечисленных задач характерен прежде всего большой объем (десятки-сотни миллионов цифр) исходных данных. Для переноса их на машиночитаемые носители (перфокарты) требовалась их жесткая структурированность. Использование клавишных полуавтоматических машин для этих задач было нерентабельно, поскольку процесс ввода информации занимает на них основное время.

Использование перфокарт на счетно-перфорационных комплексах позволял «расшить» два узких места применения счетной техники для информационных задач с большим объемом данных:

- перфокарты допускали распараллеливание процесса подготовки исходных данных за счет увеличения численности персонала низкой квалификации, работающего на перфораторах;

- возможность вывода промежуточных результатов счета на перфокарты при многоэтапных процессах вычислений избавляла от необходимости многократного ручного ввода.

Таким образом, применение перфокарт обеспечивало приемлемое время обработки данных массового характера.

Несмотря на непрерывное совершенствование и увеличение парка описываемых машин в период 1930-1950 годов, их применение для решения других классов информационных задач ограничивалось тремя принципиальными конструктивными недостатками:

- малой скоростью вычисления;

- неполной автоматизацией процесса счета;

- невозможностью изменения порядка выполнения операций в процессе решения задач из-за жесткой коммутации блоков и устройств машин.

Два последних недостатка были сняты в появившихся в 1950-х годах электронных программно-управляемых вычислительных машинах (ЭВМ). Увеличение же их производительности стало одним из главных направлений совершенствования ЭВМ вплоть до наших дней.

Появление в стране серийных ЭВМ первого, а затем и второго по­колений позволило решать на машинах принципиально новые задачи. В этот период перфокарты и перфоленты являлись основными носи­телями исходных данных.

В качестве носителей результатов промежуточных расчетов исполь­зовались также перфокарты, перфоленты и магнитные ленты. Причем, перфоленты с информацией на них были первыми узаконены стандарта­ми как документы.

Какие же изменения в информационные технологии принесли ЭВМ первого и второго поколений?

Процесс подготовки исходных данных на перфокартах в общих чертах остался прежним. Появление перфоленты как машиночитаемого носителя внесло одно существенное изменение. Перфолента могла полу­чаться как носитель информации путем набивки с бумажных документов на специальных ленточных перфораторах, гораздо более компактных и дешевых, чем перфокарточные. Появившиеся в это время малые ЭВМ позволяли на­ряду с бумажной документацией на выходе получать параллельно ту же информацию и на перфоленте. Перфоленты могли использоваться при дальнейшей обработке данных на других ЭВМ, что существенно ускоря­ло процесс подготовки для них исходной информации.

Программные средства ЭВМ первых и последующих поколений да­ли еще однуважную возможность – входной автомати­зированный контроль исходной информации. Дело в том, что перфорация исходных данных «в две руки» может обеспечить безошибочный перенос информации с исходного документа на машиночитаемый носитель. Но сам исходный документ, подготовленный вручную, почти всегда содержит ошибки. По статистическим данным даже при простом переписывании таблиц допускается до 1% ошибок. Эти ошибки для пре­дотвращения их «размножения» в процессе обработки информации важ­но выявлять в самом его начале.

Поскольку любой документ подготавливается по определенным правилам, существует допустимый синтаксис для данных, занесенных в него.

Существуют также ограничения на величины любых данных и на комбинации их значений. Программы входного контроля синтаксиса исходных данных и соблюдения ограничений на них получили название программ синтаксического контроля.

Возможность гибкого программирования вычислительного процесса и наличие памяти у ЭВМ первого и второго поколений позволили решать на них задачи, ранее недоступные для предшествующих вычислительных машин. Прежде всего это задачи со сложными алгоритмами решения. Программы, реализующие эти алгоритмы, могли храниться в оперативной памяти ЭВМ. Результаты промежуточных вычислений хранились в оперативной памяти или на внешних носителях (магнитных барабанах, магнитных лентах).

Появление в середине 60-х годов таких серийных машин второго поколения как БЭСМ-6 и «Весна» обеспечивало решение научно-технических и экономических задач стратегического характера, требующих проведения вычислений большого объема с большими массивами данных. Эти задачи:

- планирования, решаемые с использованием методов математического программирования;

- управления технологическими процессами на хозяйственных и военных объектах;

- моделирования хозяйственных, военных и природных процессов с целью сокращения стоимости экспериментов;

- автоматизации проектирования ЭВМ и радиоэлектронной аппаратуры;

- дешифровки результатов радиоперехвата;

- расчета траекторий ракет, спутников, снарядов и бомб;

- управления космическими объектами и т.д.

Необходимо отметить, что из-за дороговизны ЭВМ типа «Весна» и БЭСМ-6 и высокой стоимости их эксплуатации этими машинами оснащались только вычислительные центры ведущих министерств и ведомств и особо важных оборонных объектов. Вычислительные центры остальных отраслей использовали ЭВМ серии «Урал», «Минск», «Днепр» и т.д. с меньшими вычислительными ресурсами. На машинах этого класса решались задачи:

- обработка результатов научно-технических экспериментов;

- научно-технические расчеты;

- обработка данных в автоматизированных системах управления хозяйственными объектами и технологическими процессами (АСУ и АСУ ТП).

Применение ЭВМ в названных областях сдерживалось такими факторами, как:

- отставание страны в области системного программного обеспечения ЭВМ;

- низкая производительность и надежность большинства серийных машин;

- отсутствие стандартизованной алфавитно-цифровой и графической аппаратуры ввода-вывода данных.

Так, первое алфавитно-цифровое устройство подготовки перфокарт появилось в стране только в 1965 году, в это же время были созданы первые образцы устройств широкой печати (БПУ, а затем АЦПУ-128).

В конце 60-х годов руководством СССР было осознано, что страна, лидируя в освоении космоса и некоторых других областях науки и техники, отстает от мирового уровня в области информатики. Было решено в содружестве со странами СЭВ создавать ЭВМ третьего поколения – семейство ЭВМ РЯД (ЕС ЭВМ).

В качестве прототипа были выбраны американские машины системы IBM360 и IBM370.

Машины ЕС ЭВМ, начиная с младших моделей (ЕС-1010, ЕС-1020) и кончая старшими моделями, должны были в течение 10-15 лет удовлетворить потребности страны в вычислительной технике.

С конца 1970-х годов практически все отрасли хозяйства страны имели программы (концепции) компьютеризации своей деятельности. Основное внимание в программах уделялось автоматизации управления (АСУ). Например, в Государственном комитете по производственно-техническому обеспе­чению сельского хозяйства СССР (ГКСХТ СССР) с начала 70-х годов функционировала и развивалась отраслевая автоматизированная система управления (ОАСУ ГКСХТ). Цель ОАСУ – обеспечение руководства всех уровней от райсельхозтехники любой области страны до центрального аппарата ГКСХТ информацией для принятия решений. Система охваты­вала все союзные республики (в них функционировали республиканские ОАСУ), 156 областей (областные ОАСУ), 3,5 тыс. районов из общего их числа 4 тысячи.
В стране были созданы 3,5 тыс. диспетчерских пунктов, где для ОАСУ подготавливалась первичная информация на перфоносителях. Пункты оснащались малыми (фактурными) ЭВМ. Обработка информации в системе велась на 120 вычислительных центрах, вначале оснащенных ЭВМ «Минск-22», «Минск-32», а затем ЭВМ серии ЕС. Обмен информацией между ВЦ велся на магнитных лентах. Не вдаваясь подробно во все аспекты функционирования ОАСУ ГКСХТ, скажем лишь, что поставленная цель была достигнута и система в автоматизированном режиме обеспечивала информацией для принятия решения все уровни руководства ГКСХТ. Основными недостатками информационной технологии, применявшейся в ОАСУ ГКСХТ и ОАСУ других отраслей, в 1970-80-х годах были следующие:

- недостаточно широкое использование типовых пакетов прикладных программ и, как следствие этого, дублирование разработок на большинстве уровней ОАСУ и в АСУ различных отраслей;

- отсутствие терминального оборудования на рабочих местах у лиц, принимающих решения, что снижало оперативность принятия и реализации решений;

- недостаточные вычислительные ресурсы ЭВМ, что сокращало круг решаемых задач;

- отсутствие сетей передачи данных и систем телеобработки, что вело к значительным затратам средств и времени на обмен данными между ЭВМ.

Начиная с 80-х годов наряду с ЭВМ третьего и четвертого поколений стали появляться соответствующие технические и программные средства для создания информационных систем на достаточно высоком для того времени технологическом уровне.

В середине 80-х годов наша страна наряду с США, занимала ведущее место в мире по объему генерируемой и обрабатываемой научно-технической информации. В 1985 году в стране функционировало 228 центров научно-технической информации.

Такие крупные центры как ВИНИТИ, ВНТИЦентр, НПО «Поиск», ГПНТБ владели фондами научно-технической информации стоимостью в сотни млн. долл. В те годы Государственная система научно-технической информации (ГСНТИ) перерабатывала около 3,8 млн. документов в год.

В таблице приведены сводные данные по отечественным автоматизированным информационным технологиям 1930-2002 годов.