Розділ 2

Сучасні міжнародні інформаційні системи

2.1. Еволюція та формування міжнародних інформаційних систем

На всіх етапах розвитку суспільства інформаційні системи забезпечували інформаційний обмін між людьми, корпораціями, державами, колективами, інститутами, міжнародними організаціями, відображали відповідний рівень і можливості систем реєстрації, зберігання, обробки і передачі інформації і, по суті, були синтезом методів оперування людини з інформацією в інтересах тієї або іншої сфери його діяльності. Людина постійно користувалася інформаційними системами, проте останнім часом ступінь їх досконалості поки відстає від її потреб.

Найважливішим історичним етапом розвитку інформаційних систем стала писемність. Такий крок ознаменувався винаходом друкарства, у результаті чого різко збільшилися тиражі носіїв інформації, що створило передумови для росту продуктивних сил. Техніка оперування людини з інформацією пройшла довгий і цікавий шлях розвитку. Методи реєстрації і зберігання інформації беруть свій початок із наскельних знаків, малюнків на корі, папірусів. Сьогодні носієм інформації служить папір, фотоплівка, магнітна стрічка, магнітні диски і, нарешті, оптичні диски, де інформація записується за допомогою лазерного променя.

Потреба в передачі міжнародної інформації природна так само, як і бажання її одержувати. Необхідність у передачі інформації змусила колись людину використовувати для цієї цілі кур'єрів, пошту, семафорний телеграф і інше. Винахід електричного телеграфу і телефону принципово змінив можливості в передачі інформації, бо розроблені супутникові та кабельні лінії зв'язку, а останнім часом волоконно-оптичні лінії, дозволяють передавати великі обсяги міжнародної інформації за досить малі інтервали часу.

Особливе місце в організації нових інформаційних систем займає комп'ютер. Академік Н.Н.Мойсеєв вважає створення комп'ютеру настільки ж значною віхою в становленні людства, як і використання вогню. З появою комп'ютера з'явилися можливості автоматизації елементів розумової праці в результаті звільнення людини від рутинних операцій і замикання частини міжнародних інформаційних потоків на комп'ютер. Сучасний комп'ютер дає можливість накопичувати необхідну інформацію: записувати в пам'ять реферати книг, статті, доповіді, звіти, результати досліджень і вибирати в міру необхідності. Будь-яка людина, що вміє користуватися терміналом, який з'єднує її з комп'ютером, може одержати на екрані міжнародну інформацію, що її цікавить, якщо це, звичайно, попередньо програмно забезпечено.

Друкарство поклало початок паперової технології, поява комп'ютера відчинила еру технології безпаперової, настання якої академік В.М.Глушков передбачав ще в 60-ті роки. З'явилася можливість створювати автоматизовані системи обробки міжнародної інформації. Телефонна мережа, а потім спеціалізовані мережі передачі даних послужили гарною основою для об'єднання комп'ютерів у обчислювальні комплекси і розподілені комп'ютерні мережі. На базі методів інформатики створюються комп'ютерні мережі з базами даних, автоматизовані інформаційні системи, системи електронної пошти і телеконференцій, автоматизовані системи керування, системи комплексної автоматизації адміністративно-управлінської діяльності, що складає сутність міжнародних інформаційних технологій.

Зроблено спробу представити шляхи формування міжнародних інформаційних систем як цілеспрямовану інтеграцію технології обробки і передачі міжнародної інформації. Очевидно, що інформаційні системи є результатом поєднання засобів обчислювальної техніки, зв'язку, засобів збереження і відображення інформації (мал.6).

Мал. 6. Розвиток міжнорадних інформаційних систем

Основу сучасних інформаційних систем складають три технічних досягнення:

1. поява нового середовища накопичення інформації: магнітні стрічки, мікроформи, магнітні диски, зсунуті регістри на напівпровідникових приладах;

2. розвиток міжнародних засобів зв'язку, що забезпечують доставку інформації практично в будь-яку точку земної кулі без суттєвих обмежень у часі та відстані, широке охоплення населення засобами зв'язку (радіомовлення, телебачення, мережі передачі даних, супутниковий зв'язок, телефонний зв'язок);

3. можливість автоматизованої обробки інформації за допомогою комп'ютера по заданих алгоритмах (сортування, класифікація, представлення в потрібній формі).

На основі поєднання комп'ютера, пристроїв довготривалої пам'яті, електронної комутованої телефонної мережі і модифікованих телевізійних приймачів організується система відеографічного інформаційного обслуговування, відома за назвою Відеотекс. Володарі телевізійних приймачів і одночасно телефонних номерів стають у цій системі абонентами інформаційно-довідкової мережі, що дає їм можливість одержувати з бази даних різноманітну довідкову інформацію, включаючи, наприклад, такі послуги, як замовлення авіаквитків або утримання власних файлів у загальній базі даних.

Іншим прикладом інформаційної систем може служити система електронної пошти, для формування якої необхідні комп'ютер, пристрої довготривалої пам'яті, система факсимільної передачі зображень і мережа передачі даних. Електронна пошта є новим видом інформаційного обслуговування, що може замінити в майбутньому традиційну пошту.

Повною мірою увібрала в себе усі риси сучасної інформатики техніка телеконференцій. На відміну від звичайного відеотелефона учасники телеконференції можуть користуватися необхідними базами даних, передавати один одному будь-який вид інформації і виконувати в разі потреби обчислювальні роботи для обгрунтування прийнятих рішень. Організація телеконференцій неможлива без широкосмугових ліній зв'язку, телебачення, комп'ютерних інформаційних мереж. Усі ці досягнення науки і техніки дозволили організувати нову інформаційну технологію, що розсунула стіни конференц-залу й значно підвищила ефективність конференцій , нарад і т.д.

Можна без перебільшення сказати, що як у свій час залізничні мережі з’явилися практичним наслідком промислової революції, так і комп'ютерні мережі передачі даних є результатом інформаційної революції і у майбутньому зможуть створити головний засіб комунікації. Ці комп'ютерні мережі - один із яскравих прикладів реалізації інформаційних систем: у них поєднується як різноманітного роду апаратура по обробці, збереженню і передачі інформації, так і різноманітні види обслуговування (інформаційна служба, Телетекст, Відеотекст, телеконференції, електронна пошта).

Обговорення в літературі проблем використання інформаційних ресурсів призводить, як мінімум, до двох важливих висновків.

По-перше, розглядаючи інформацію як ресурс нарівні з іншими ресурсами суспільства, варто навчитися раціонально її використовувати. Це можливо лише на основі широкого впровадження сучасних інформаційних систем.

По-друге, нові інформаційні системи можуть виявитися оперативним і гнучким інструментом формування людського мислення та інтелектуального розвитку суспільства, а також цивілізацій.

2.2. Індустрія інформатики

Розробивши комп'ютер і надавши йому властивість оперувати інформацією, людство одержало чудову можливість підсилити свої інтелектуальні спроможності. У людини з'явився помічник в області обробки інформації. Він змінив традиційні інформаційні технології, на його основі з'явилися нові. Виникла інформаційна індустрія.

Перше, що необхідно було зробити, це звільнити людину від багатьох рутинних неінтелектуальних операцій, пов'язаних з інформацією. Ще Адам Сміт писав: “Людина цілком забуває про використання свого інтелекту і стає дурною і неуком, наскільки дозволяє йому людська природа”. Сучасні інформаційні технології спрямовані на те, щоб звільнити людину від “дурної” роботи. Очевидно, незабаром настане час, коли людина в основному буде звільнена від операцій збору, збереження та обробки інформації.

Предмет і завдання інформатики. Термін “інформатика” з'явився у вжитку в середині шістдесятих років для позначення області автоматичної переробки інформації в усіх сферах людської діяльності. Складається з двох слів: інформатика = інформація + кібернетика. Визначення інформатики як сучасної наукової дисципліни повинно відбивати загальнонауковий характер розглянутого вище поняття інформації. У той же час, предмет інформатики повинний містити в собі як питання одержання, переробки, зберігання інформації, так і її поширення, що дозволило б враховувати в інформатиці численні важливі прикладні аспекти. Вказаним вимогам найбільше відповідає визначення інформатики, дане у філософському словнику, і близько до нього те, що запропоноване академіком А.П.Єршовим.

Під інформатикою розуміється система знань про виробництво, переробку, зберігання і поширення усіх видів інформації в суспільстві, природі та технічних пристроях.

Відповідно до даного визначення в інформатиці можна виділити три головні частини: перша частина - фундаментальні знання про інформацію; друга частина - прикладні знання про виникнення, поширення і використання інформації в різноманітних областях людської практики; третя частина - знання про технічні засоби одержання, переробки, збереження та передачі інформації.

До головних завдань інформатики відноситься вивчення особливостей інформаційних процесів, тобто процеси збору, збереження, обробки, видачі і доведення до користувачів інформації як такої; дослідження закономірностей впливу інформаційних процесів на характер соціального розвитку суспільства; а також формування і реалізація різноманітних способів керування цими процесами.

Інформаційні моделі процесів уже давно успішно застосовуються в природознавстві, а зараз починають знаходити широке застосування і у сфері дослідження живого - психології, соціології і т.д. По ступені абстракції інформатика знаходиться на рівні філософії, математики, фізики і так само, як і вони, обслуговує інші науки, забезпечуючи їх методами досліджень.

Інформатика має також яскраво виражені прикладні аспекти, що пов'язані, наприклад, із розробкою та експлуатацією автоматизованих інформаційних систем (АІС). Основу АІС складає сучасна комп'ютерна техніка.

Широке використання комп'ютерів для створення, збору, переробки, збереження і використання різноманітної інформації, для керування виробництвом, економікою, соціальними процесами привело до виникнення нової інформаційної технології і добре розвинутої індустрії переробки інформації.

Нова інформаційна технологія являє собою сукупність засобів і методів автоматизації інформаційних процесів, заснованих на використанні сучасної електронно-обчислювальної техніки та засобів зв'язку. Широко застосовувана в даний час в усіх розвинутих країнах ця технологія робить суттєвий вплив на утримання та динаміку соціальних і економічних процесів.

Індустрія переробки інформації являє собою складний комплекс, що включає не тільки обчислювальну техніку, але і математичне забезпечення, засоби зв'язку та обчислювальні мережі, систему забезпечення технічної експлуатації обчислювальної техніки, а також засоби автоматизації конторських робіт.

Впровадження нової інформаційної технології в соціальну практику ставить перед інформатикою завдання створення нових людино-машинних систем. Тут інформатика уже виступає як наука, що вивчає взаємодію ЕОМ із конкретною людиною, із конкретним середовищем. Без вирішення цієї задачі обчислювальна техніка може виявитися чужорідним тілом у живому механізмі соціального керування, а інформаційна технологія - неефективною.

3адачі, що постають перед інформатикою, обумовили інтенсивний розвиток відповідних напрямків досліджень або розділів. До їхнього числа варто віднести:

моделювання і теорію процесів обробки інформації;

алгоритмізацію, програмування та організацію обробки інформації на засобах обчислювальної техніки;

обчислювальний експеримент;

дослідження процесів поширення інформації в соціальних середовищах;

створення системи штучного інтелекту, включаючи електронні синтезатори та аналізатори мови, експертні системи, пристрої розпізнавання образів і т.д.;

технічні засоби створення, збереження, передачі та обробки інформації.

Кожний із цих розділів тісно пов'язаний з іншими науковими дисциплінами, тому досягнення в певних областях викликають відповідний процес у розвитку інформатики і навпаки.

Взаємозв'язок інформатики з іншими дисциплінами. Розкриваючи методологію і формуючи методи створення інформаційного забезпечення, інформатика базується на цілому ряді фундаментальних і прикладних наукових дисциплін. Їх знання використовуються при описі, аналізі, моделюванні, створенні та удосконаленні інформаційно-переробних технологій.

Так, при дослідженні фундаментальних проблем, пов'язаних із розвитком інформаційних процесів у суспільстві, інформатика активно взаємодіє з філософією, соціологією, теоретичною кібернетикою (мал.7). При побудові інформаційних систем інформатика використовує знання, по-перше, дисциплін, що розкривають предметні області, такі як соціологія, політична економія, конкретна економіка та інше; по-друге, дисциплін, що забезпечують практичну реалізацію інформаційно-переробних технологій, наприклад, теорія інформації, математична лінгвістика. У частині розвитку технічних засобів перетворення, збереження і передачі різноманітних даних інформатика тісно пов'язана з електронікою, математикою, технічною кібернетикою, ергономікою (наукою, що вивчає взаємодію людей та машин).

Мал. 7. Взаємозв’язок інформатики з іншими науковими дисциплинами

2.3. Розвиток глобальної інформаційної інфраструктури

Глобальна інформаційна інфраструктура (ГІІ) являє собою комплексне рішення по розвитку індустрії телекомунікаційних і інформаційних послуг нового покоління в світовому масштабі. ГІІ можна розглядати у вигляді композиції (перехрестя) ряду базових технологій, інтегрування яких в рамках концепції ГІІ обіцяє якісні зміни умов діяльності та життя людини. Пакет базових технологій ГІІ включає наступні види індустрій:

комп'ютерну;

телекомунікаційну;

побутових електронних приладів (consumer electronics); інформаційних додатків або сервісів, званих також індустрією змістовних сервісів або додатку (content or application industry).

При цьому важливою особливістю комбінацій базових технологій, що задовольняють вимогам концепції ГІІ, є їх узгодженість, цілісність і закінченість, в тому значенні, що дані комбінації технологій визначають закінчені сценарії надання послуг (сервісу) кінцевому користувачеві.

У даний час сформована могутня міжнародна кооперація з розробки стандартів ГІІ та принципів створення технологій ГІІ. Розроблена широка програма робіт по стандартизації ГІІ, що включає декілька десятків високо пріоритетних проектів, виконання яких здійснюється швидкими темпами. Загальна стратегія практичного втілення ГІІ в життя передбачає еволюційний шлях розвитку, тобто побудова ГІІ на основі вже існуючих систем і технологій за допомогою їх послідовної модернізації та інтеграції на базі нових принципів і стандартів. Зокрема, потенційними сервісами ГІІ можуть служити послуги сучасної телефонії, послуги передачі даних і сервіси додатків мережі Internet.

Визначення ГІІ. Під Глобальною інформаційною інфраструктурою або ГІІ потрібно розуміти глобальне інтегроване середовище телекомунікаційних і інформаційних сервісів (послуг), що характеризуються:

"безперервної" в просторі та у часі фізичною доступністю сервісів ГІІ, тобто можливістю доступу до ГІІ в будь-який момент часу і в будь-якій точці географічного простору;

технічною простотою доступу до ГІІ, що реалізовується за допомогою використання спеціалізованих інформаційних пристроїв (приладів, терміналів) вводу/виводу нового покоління (information appliances - IA);

загальною доступністю сервісів ГІІ, передусім по вартості послуг, що дозволяє потенційно кожній людині за прийнятну плату мати необхідний доступ до інформаційних і телекомунікаційний сервісів ГІІ;

гарантованістю забезпечення необхідної якості обслуговування та захисту інформації при використанні послуг ГІІ;

широким асортиментом вибору прикладних послуг, що надаються, та охоплюють різні види інформації: аудіо, відео, графічну, динамічну графіку, дані, документи гіпермультимедіа;

функціонуванням на основі досягнення широкої міжнародної згоди за загальними принципами управління доступом до ресурсів ГІІ, заснованого на безшовному з'єднанні взаємопов'язаних, інтероперабельних комунікаційних мереж, комп'ютерного обладнання, інформаційних баз і інформаційних терміналів.

Для опису та аналізу властивостей ГІІ застосовується деякий набір моделей, за допомогою яких об'єкт дослідження розглядається з різних точок зору. Розглянемо деякі модельні уявлення ГІІ.

Моделі ГІІ. ГІІ являє собою надзвичайно складну комплексну технологію. Фахівці, що займаються цією проблемою, прийшли до висновку, що для специфікації технологій ГІІ, не представляється можливим обійтися деякою єдиною еталонною моделлю. Тому для цілей специфікацій властивостей, послуг, принципів функціонування, організаційної структури і інших аспектів ГІІ, використовується цілий набір різного роду моделей. Розглянемо деякі з них.

Найбільш загальною моделлю призначеного для користувача бачення ГІІ служить її представлення у вигляді середовища, яке наповнює життєвий простір, що реалізовує наступні основні функції:

акумулювання і інтеграцію різноманітних інформаційних, комунікаційних, проблемно-орієнтованих послуг, включаючи, зокрема, такі прикладні сервіси як, наприклад, електронна пошта, відеоконференції, телемаркетинг, телемедицина, дистанційна освіта і т.п.;

забезпечення гарантованого персонального доступу до сервісів і ресурсів ГІІ незалежне від часу і місця знаходження споживача за допомогою застосування інтелектуальних інформаційних приладів, якими можуть використовуватися різні термінали, пристрої вводу/виводу даних, комунікаційні прилади, обладнання по обробці інформації, а також їх комбінації;

всі організаційно-технологічні аспекти, необхідні для підтримки функціонування ГІІ.

При цьому компонентами мережевої інфраструктури ГІІ можуть бути різні типи сучасних мережевих технологій, інтегрованих в єдине всеосяжне телекомунікаційне середовище (наприклад, мережевими компонентами ГІІ можуть бути системи вузькосмужного і широкосмужного ISDN (N-ISDN, B-ISDN), мережі пакетної комутації (PSDN), мережі кабельного телебачення (CATV), сучасні локальні мережеві технології (LAN) та інше).

Для більш детального опису ГІІ застосовується підхід функціональної декомпозиції (в противагу фізичному уявленню), за допомогою якого визначається функціональна структура ГІІ (Functional structure of the ГІІ), що складається з наступних функціональних рівнів:

мережевої інфраструктури (Network infrastructure) - самого нижнього рівня;

програмного забезпечення середнього рівня (Middleware);

рівня додатків (Application).

Мережева інфраструктура надає надійний сервіс для транспортування різних видів інформації, включаючи: дані, текст, факсимільні повідомлення, аудіо- і відео-інформацію, документи гіпермультимедіа, графічні образи, різні інформаційні контейнери. Вона будується з різноманітних типів мереж, за допомогою яких реалізовується доступ користувачів до ресурсів ГІІ. Мережі, інтегровані в інфраструктуру ГІІ, можуть мати свою власну більш детальну структуризацію. Мережева інфраструктура ГІІ охоплює також мережі кінцевих споживачів, так звані, домашні мережі користувача(customer premises network).

Середній рівень включає функції, що реалізовують універсальні сервіси, які використовуються багатьма додатками. До числа характерних функцій Middleware відносяться засоби забезпечення захисту інформації, служба довідника, служба імен, сервіси управління даними, облік вартості обслуговування (біллінг) і т.п.

Рівень додатків охоплює широкий спектр мережевих і інформаційних проблемно-орієнтованих послуг (сервісів), надання яких кінцевому користувачеві складає основне призначення ГІІ. Раніше згадувалися приклади таких сервісів. Ще раз відмітимо найбільш широко відомі з них, а саме: електронну пошту, телефонний сервіс, відеоконференції, телемаркетинг, телемедицину, інтерактивну передачу мови і відеоданих, оперативний пошук розподілених документів гіпермультимедіа.

Наступним кроком розкриття функціональної структури ГІІ є опис композицій груп однорідних функцій. У звіті R60 представлені три такі моделі, звані моделями функціонального групування (Functional groupings). Перша модель включає чотири групи функцій, впорядкованих по рівнях абстракції:

1. Мережевий рівень (Network Level) - найнижчий:

включає мережі комутації, транспортні мережі, мережі користувача;

забезпечує сервіс транспортування інформації між кінцевими системами;

забезпечує підтримку мережевого управління.

2. Рівень організації роботи мережевої інфраструктури (Networking Level):

моделює логічні мережі, включаючи відповідні засоби адміністративного управління роботою мереж, кошти управління з'єднаннями і сервісами;

включає засоби комплексування і організації спільної роботи різнотипних мережевих технологій;

забезпечує різні функції для управління роботою нижче лежачого мережевого рівня.

3. Рівень сервісу (Service Level):

реалізовує функції обробки, зберігання і розподілу інформації;

надає функції виклику додатків і управління ними;

здійснює підтримку мультимедіа технологій;

надає розвинені телекомунікаційний сервіси як для бізнес-додатків, так і для кінцевих користувачів.

4. Рівень додатків (Application Level)

містить весь спектр ГІІ прикладних послуг, що надаються.

Наступний рівень деталізації опису властивостей ГІІ займають так звані функціональні (Functional) моделі. Такі моделі визначає склад функціонально-орієнтованих систем (елементів ГІІ), що входять до складу мережевої інфраструктури, і стекову архітектуру функціональних модулів, що реалізовуються цими системами.

Прикладами типів елементів ГІІ можуть служити:

кінцеве обладнання користувачів (End User Equipment - EUE), як, наприклад, інформаційні прилади (Information Applainces - IA);

мережі доступу до ядра мережевої інфраструктури ГІІ (Access Network);

мережі ядра інфраструктури ГІІ (Core Network);

(домашні)мережі користувача(Customer Premises Network);

сервери додатків (Application Server);

сервери брокерських послуг (Brokerage Server) тощо.

Стекові структури функціональних модулів залежать від типу систем, на яких вони реалізовуються. Так, наприклад, для кінцевої системи такий стек складається з наступних п'яти рівнів модулів:

транспортного (transport), що забезпечує базовий сервіс транспортування даних;

управління транспортом (transport control), що реалізовує розширені функції мережевого управління, наприклад, управління віртуальними мережами;

навігація (navigation), що забезпечує функціональність, пов'язану з пошуком і переміщенням інформації в мережі по запитам користувачів;

форматування інформації, призначеного для реконфігурації даних при використанні багатьох форматів представлення даних, а також забезпечення виведення інформації в термінах культурних елементів кінцевого користувача;

власне додатків (Application).

Для мережевих елементів інфраструктури ГІІ стек включає тільки два модулі самих нижніх рівнів.

Представлений вище аналіз основ концепції Глобальної інформаційної інфраструктури дозволяє зробити наступні висновки:

1. Розробка концепції і технологій Глобальної інформаційної інфраструктури відноситься до числа найбільш широкомасштабний проектів, що реалізовуються світовою спільнотою і покликані якісно змінити умови життя і діяльність людини.

2. Розробка концепції і технологій Глобальної інформаційної інфраструктури здійснюється на принципах концепції відкритих систем. Зокрема, основні властивості відкритих систем, а саме: інтероперабельність, переносимість, масштабованість, є найважливішими властивостями технологій ГІІ.

3. Розробка концепції і технологій Глобальної інформаційної інфраструктури відкриває новий етап в розвитку стандартизації інформаційних технологій, що характеризується розробкою стандартів для комплексів технологій різних видів індустрій, що інтегруються в сценарії надання послуг високого рівня їх кінцевому споживачеві.