Информационные технологии

Информацио́нные техноло́гии (ИТ, также — информационно-коммуникационные технологии) — процессы, методы поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов (ФЗ № 149-ФЗ); приёмы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки, передачи и использования данных (ГОСТ 34.003-90); ресурсы, необходимые для сбора, обработки, хранения и распространения информации (ISO/IEC 38500:2008).

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. Целью технологического процесса является обеспечение человеческих потребностей. Задача технологии как науки — выявление закономерностей с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов.

В наше время человечество переживает научно-техническую революцию, в качестве материальной основы которой служит электронно-вычислительная техника. На базе этой техники появился новый вид технологий — информационные. К ним относятся процессы, в которых «исходным материалом» (входом) и «продукцией» (выходом) является информация. Разумеется, перерабатываемая информация связана с определенными материальными носителями. Но это не имеет существенного значения для информационных технологий. Главную роль здесь играет информация, а не ее носитель.

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими традиционными материальными ресурсами, как нефть, газ, полезные ископаемые, а следовательно, процесс переработки информации по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как технологию. Несколько лет назад появилось новое понятие — «и инфокоммуникационные технологии», которое обозначает область знания, рассматривающую в комплексе все системы взаимодействия телекоммуникационных и информационных технологий.

«Информационная технология» (IT — Information Tech­nology) — термин, обозначающий любую технологию, с помощью которой создается, хранится, используется, обрабатывается и передается информация.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология — это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации, вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.

Цель ИТ — производство информации для ее анализа человеком и принятия решения для выполнения какого- либо действия. Чем шире использование компьютеров, тем выше их интеллектуальный уровень, тем больше возникает видов ИТ, к которым относятся технологии планирования и управления, научных исследований и разработок, экспериментов, проектирования, денежно-­кассовых операций, криминалистики, медицины, образования и др.

Три основных принципа современных ИТ:

• интерактивный (диалоговый) режим работы;
• интегрированность (стыковка, взаимосвязь) с различным программным обеспечением;
• гибкость процесса изменения как данных, так и постановок задач.

Сегодня на основе новейших достижений микроэлектроники и беспроводной связи происходят процессы миниатюризации ИТ. Их развитие сопровождается тенденцией к интеграции и взаимопроникновению с целью повышения потребительских свойств продукта. Интенсивно развиваются технологии класса мультимедиа, соединяющие базовые черты разных ИТ и позволяющие немедленно предоставлять интересующую информацию с различной степенью детализации.

Специалистов в области информационных систем и технологий часто называют ИТ- или IT-специалистами.

Дисциплина информационных технологий

В широком понимании ИТ охватывают все области создания, передачи, хранения и восприятия информации, не ограничиваясь только компьютерными технологиями. При этом ИТ часто ассоциируют именно с компьютерными технологиями, и это не случайно: появление компьютеров вывело ИТ на новый уровень, как когда-то телевидение, а ещё ранее печатное дело.

Отрасль информационных технологий

Отрасль информационных технологий занимается созданием, развитием и эксплуатацией информационных систем. Информационные технологии призваны, основываясь и рационально используя современные достижения в области компьютерной техники и иных высоких технологий, новейших средств коммуникации, программного обеспечения и практического опыта, решать задачи по эффективной организации информационного процесса для снижения затрат времени, труда, энергии и материальных ресурсов во всех сферах человеческой жизни и современного общества. Информационные технологии взаимодействуют и часто составляющей частью входят в сферы услуг, области управления, промышленного производства, социальных процессов.

История

Информационные технологии начали активно развиваться с 1960-х годов, вместе с появлением и развитием первых информационных систем (ИС).

Развитие интернета, а также инвестиции в инфраструктуру и сервисы вызвали бурный рост отрасли ИТ в конце 1990-х годов.

Ранние электронно-вычислительные машины, такие как Colossus, используют перфоленты, длинная полоса бумаги, на которой данные были представлены по ряду отверстий. Эта технология сейчас не используется. Электронное хранилище данных, которое используется в современных компьютерах, датируется Второй Мировой войной, когда форма памяти на линиях задержки была разработана, чтобы удалить беспорядок из радиолокационных сигналов, первым практическим применением которого стала задержка линии ртути. Первым устройством с произвольным доступом цифрового хранения была труба Уильямса, основанная на стандартной электронно-лучевой трубке, но информация, хранящаяся в ней и линия задержки памяти была неустойчивой в том, что она должна была постоянно обновляться, что привело к потери информации после отключения питания. Самой ранней формой энергонезависимой памяти компьютера был магнитный барабан, изобретённый в 1932 году, и который используется в Ферранти Марк 1, первый в мире коммерчески доступный электронный компьютер общего назначения.

Компания IBM выпустила первый жёсткий диск в 1956 году, в качестве компонента компьютерной системы 305 RAMAC. Большинство цифровых данных сегодня по-прежнему сохраняется магнитно на жёстких дисках или оптически на носителях, таких как компакт-диски. До 2002 большинство информации хранилось на аналоговых устройствах, но в том году цифровая ёмкость превысила аналоговое устройство впервые. По состоянию на 2007, почти 94 % данных, хранящихся во всем мире, сохранилась в цифровом виде: 52% на жёстких дисках, 28% на оптических устройств и 11% на цифровой магнитной ленте. Было подсчитано, что в мире ёмкость для хранения информации на электронных устройствах выросла с менее чем 3 эксабайт в 1986 году до 295 экзабайт в 2007 году, увеличиваясь вдвое примерно каждые 3 года.

Основные черты современных ИТ

• Структурированность стандартов цифрового обмена данными алгоритмов;
• Широкое использование компьютерного сохранения и предоставление информации в необходимом виде;
• Передача информации посредством цифровых технологий на практически безграничные расстояния.

Основные средства

Информационные технологии охватывают все ресурсы, необходимые для управления информацией, особенно компьютеры, программное обеспечение и сети, необходимые для создания, хранения, управления, передачи и поиска информации. Информационные технологии могут быть сгруппированы следующим образом:

• Технические средства,
• Коммуникационные средства,
• Организационно-методическое обеспечение,
• Стандартизация.

Этапы развития информационных технологий

В истории развития человеческой цивилизации произошло несколько преобразований общественных отношений, обусловленных кардинальными изменениями в сфере обработки информации. Это были революционные открытия, но эффект от них (и на это стоит обратить внимание) всегда растянут по времени. На начальных этапах переход общества на новые ступени взаимоотношений занимал тысячи лет, на современном этапе — несколько десятилетий или лет.

Первый этап. Накопленный опыт, профессиональные навыки на этом этапе передавались в основном личным примером по принципу «делай, как я». Примеры этого можно наблюдать в природе у животных и птиц. В качестве форм передачи информации использовались танцы, песни, устные предания и т. д. Начала формироваться система хранения информации в руках представителей правящей верхушки и религиозных деятелей. По современным оценкам, этот этап продолжался около миллиона лет.

Продолжительность периода работы людей с информационными образами составляет 99% всего времени существования человеческой цивилизации. В этот период сформировалась система получения основной информации с помощью зрения. Поэтому при решении информационных задач эффективность труда человека резко возрастает в случае представления информации в виде изображений материальных объектов, что нашло широкое применение в наши дни в различных графических интерфейсах.

Второй этап. Его начало связывают с открытием различных способов длительного хранения информации На материальном носителе. Среди них — пещерная живопись (благодаря которой сохранились наиболее характерные зрительные образы, связанные с охотой, ремеслами, религией, выполненные 25—50 тыс. лет назад), гравировка по кости (например, лунный календарь, числовые нарезки для измерения, выполненные 20—30 тыс. лет назад).

Третий этап. Характеризуется появлением технологии регистрации на материальном носителе символьной информации. Первые алфавиты и способы их закрепления на различных носителях появились около 6 тыс. лет назад, что знаменовало наступление эры письменности. Применение этой технологии позволило накапливать и длительно хранить знания. В качестве носителей информации выступали и до сих пор выступают камень, кость, дерево, глина, папирус, шелк, бумага. Сейчас этот ряд можно продолжить: магнитные покрытия (лента, диски, цилиндры и т. д.), жидкие кристаллы, оптические носители, полупроводники и пр.

Накопление знаний происходило довольно медленно из-за трудностей получения уже накопленной информации: знания, представленные в виде рукописных изданий, были сосредоточены, как правило, в храмах и монастырях, а потому доступом к ним владели только жрецы, которые выступали «посредниками» между накопленными знаниями и заинтересованными в них людьми.

На этом этапе возникает ряд информационных технологий (в частности, пиар-технологии), получивших развитие и активно использующихся в наши дни.

Четвертый этап. Начало этого этапа датируется 1445 годом, когда Иоганн Гутенберг изобрел печатный станок. Появление печатных книг открыло доступ к информации широкому кругу людей и резко ускорило темпы накопления знаний и систематизации их по отраслям. Прообразом печатного станка Гутенберга послужила технология печати отдельных листов к рукописным книгам (на деревянной подложке вырезались буквы), которая в усовершенствованном виде дошла до наших дней и широко применяется в высокой и глубокой печати. Принципиальное отличие изобретения Гутенберга заключалось в том, что в его станке буквы были наборными, а процесс печати — механизирован, что позволило ускорить и удешевить его. Период между первыми упоминаниями о технологиях и изобретением Гутенберга составляет около 300—400 лет (некоторые из технологий появились 3— 3,5 тыс. лет назад).

На этом этапе роль религиозных служителей как основных хранителей информации неуклонно снижалась. Основными хранилищами знаний постепенно становились библиотеки и крупные учебные центры. Социальное значение поистине революционного изобретения Гутен­берга трудно переоценить — оно дало толчок к развитию технологической цивилизации, смене общественного строя в целом.

Пятый этап. Его наступление связано с появлением в 1946 году машины для обработки информации. Это машина ЭВМ ENIAC, запущенная в эксплуатацию в университете Пенсильвании (США). Прообразами ее были компьютер Mark I (непосредственно предшествовал ее появлению), абак (древнегреческие счеты) и «машина Тью­ринга» (основа всей современной теории механизации процессов хранения и обработки информации, теории алгоритмизации и искусственного интеллекта), практически нереализуемая современными техническими средствами.

Началу этого этапа способствовал ряд технологий, среди которых:

• изобретение электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, радио, позволяющие оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме;
• появление теории информации Шеннона, которая доказала основные законы хранения, обработки и передачи информации;
• развитие элементной базы, в частности появление электроламповых транзисторов, что позволило оперативно обрабатывать информацию.

Эти три основные технологии положили начало информатизации общества.

Появление компьютера позволило оперативно обрабатывать большие объемы информации, что послужило толчком к появлению наукоемких технологий, среди которых ракетостроение, электроника, современные средства связи. Получить более целостное представление об этом периоде поможет сопоставление этапов смены поколений электронно-вычислительных машин (ЭВМ) с достижениями в области обработки и передачи информации:

1. -е поколение (начало 50-х годов). Элементная база — электронные лампы. ЭВМ отличались большими габаритами, большим потреблением энергии, малым быстродействием, низкой надежностью, программированием в кодах;
2. -е поколение (с конца 50-х годов). Элементная база — полупроводниковые элементы. Улучшились, по сравнению с ЭВМ предыдущего поколения, все технические характеристики. Для программирования используются алгоритмические языки;
3. -е поколение (начало 60-х годов). Элементная база — интегральные схемы, многослойный печатный монтаж. Резко уменьшились габариты ЭВМ, повысилась их надежность, увеличилась производительность, стал возможным доступ с удаленных терминалов;
4. -е поколение (с середины 70-х годов). Элементная база — микропроцессоры, большие интегральные схемы (БИС и СБИС). Улучшились технические характеристики. Начался массовый выпуск персональных компьютеров. Направления развития: мощные многопроцессорные вычислительные системы с высокой производительностью, создание дешевых микроЭВМ;
5. -е поколение (с середины 80-х годов). Элементная база — элементы со сверхвысокой частотой и элементы, в которых вместо электронов используются фотоны (например, светодиоды). Началась разработка интеллектуальных компьютеров, пока не увенчавшаяся успехом. Осуществляется внедрение во все сферы компьютерных сетей, их объединение, использование распределенной обработки данных, повсеместное применение компьютерных информационных технологий.

Шестой этап. Его начало датируют 1982 годом — годом опубликования ISO (International Standards Orga­nization) — Эталонной модели взаимодействия открытых систем ISO, которая базируется на ряде спецификаций, выпущенных ранее. Переход к этому этапу (его связывают также с появлением первого персонального компьютера, созданного фирмой IBM) осуществлен благодаря развитию элементной базы; так, разработка интегральных схем позволила создать микропроцессор (см. 3-е и 4-е поколения развития элементной базы). Шестой этап характеризуют три фундаментальные инновации:

• переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;
• миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;
• создание программно-управляемых устройств и про­цессов.

Информационный этап развития общества

Внедрение ЭВМ, современных средств переработки и передачи информации в различные сферы деятельности послужило началом нового этапа развития человеческого общества, называемого информатизацией. Информатизация общества — организованный социально-экономический и научно- технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей граждан,органов государственной власти, местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.

На первый план выходит новая отрасль — информационная индустрия, связанная с производством технических средств, методов, технологий для производства новых знаний. Важнейшими составляющими информационной индустрии становятся все виды информационных технологий, особенно телекоммуникации. Современная информационная технология опирается на достижения в области компьютерной техники и средств связи.

Усложнение индустриального производства, социаль­ной, экономической и политической жизни привело, с од­ной стороны, к росту потребности в знаниях, а с другой — к созданию новых средств и способов удовлетворения этой потребности. Бурное развитие компьютерной техни­ки и информационных технологий послужило толчком к развитию общества, построенного на использовании раз­личной информации и получившего название информа­ционного общества.

Информатизация общества — совокупность взаимосвя­занных политических, социально-экономических, науч­ных факторов, которые обеспечивают каждому члену об­щества свободный доступ к любым источникам информа­ции, кроме законодательно засекреченных. Фактически сейчас человечество постепенно переходит из постинду­стриальной стадии развития в информационную, которая характеризуется высокой (более 70%) занятостью трудо­способного населения в сфере обработки, передачи и хра­нения информации. Лидирующие позиции в этом про­цессе занимает Япония, принявшая долгосрочную про­грамму перехода общества в информационную стадию развития.

Основные идеи японского проекта информатизации. Цель проекта — связать те услуги, которые раньше предлага­лись по отдельности. Для этого все виды информации — от телефонных посланий и телепрограмм до собственно компьютерной продукции — должны передаваться по од­ному общему кабелю. В перспективе каждый абонент ка­бельной сети сможет получить несколько услуг одновре­менно. Большое внимание в проекте уделяется созданию терминалов для неопытных пользователей — с интеллек­туальным интерфейсом, где ввод информации осуществ­ляется голосом. Кроме того, принята программа разра­ботки новых типов компьютеров, основанных на:

• принципе высокоскоростной параллельной обработки информации, когда одновременно десятки и сотни процессоров выполняют сложные операции;
• нейронных сетях, работа в которых аналогична функционированию мозга;
• принципе фотонной передачи информации.

Другие страны имеют свои, национальные программы информатизации с учетом местных особенностей и усло­вий. Однако в каждой из них есть общие черты:

• отказ от стремления в первую очередь обеспечить экономический рост страны;
• понимание необходимости замены экономической структуры, основанной на тяжелой промышленности, структурой, базирующейся на наукоемких отраслях;
• признание приоритетного характера информацион­ного сектора, при котором основой успешного экономи­ческого развития становится создание новой инфраструк­туры и широкое использование достижений мировой нау­ки и техники;
• вложение значительных финансовых средств в ин­форматизацию;
• провозглашение главной целью информатизации рост благосостояния страны и ее граждан за счет облегчения условий коммуникации и обработки информации.

Результатом процесса информатизации является создание информационного общества, где манипулируют не материальными объектами, а символами, идеями, образами, интеллектом, знаниями. Традиционные источники материальных ресурсов' отходят на второй план, на первый выходит новый ресурс — информация.

Информационный кризис

На этапе развития ИТ библиотеки перестают играть роль основного информационного хранилища. Информация все более сосредоточивается в так называемом виртуальном пространстве, созданном с помощью компьютеров.

С появлением сети Internet этот процесс развивается лавинообразно. Происходит накопление и переизбыток промежуточной информации, доступной всем без исключения членам обществам. И как следствие наступает информационный кризис. Наблюдается социальное расслоение общества (точек соприкосновения членов общества — групп по интересам — становится меньше, а самих групп — больше). Отследить и найти нужную информацию в общем потоке данных становится все труднее.

Деятельность отдельных людей, групп, коллективов и организаций все в большей степени зависит от их инфор­мированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Прежде чем предпринять ка­кие-то действия, необходимо провести большую работу по сбору и переработке информации, ее осмыслению и анализу. Поиск рациональных решений в любой сфере требует обработки больших объемов информации, что подчас невозможно без привлечения специальных техни­ческих средств.

Возрастание объема информации стало особенно за­метно в середине XX века. Лавинообразный поток ин­формации хлынул на человека, не давая ему возможности воспринять ее в полной мере. В ежедневно обновляю­щемся и всевозрастающем потоке информации ориенти­роваться становилось все труднее. Подчас выгоднее было создать новый материальный или интеллектуальный про­дукт, нежели вести поиск уже имеющегося аналога.

Образование больших потоков информации обуслов­лено:

• чрезвычайно быстрым ростом числа документов, в которых изложены результаты деятельности человеческого общества (научные работы, законы, инструкции, различного рода сообщения);
• постоянно увеличивающимся числом периодических изданий;
• появлением разнообразных данных (метеорологических, геофизических, медицинских, экономических и др.), попадающих в сферу действия системы коммуникации.

Как результат — наступление информационного кризиса, который проявляется в противоречиях между ограниченными возможностями человека по восприятию и переработке информации и существующими мощными потоками и массивами хранящейся информации. Так, общая сумма знаний обновлялась и накапливалась вначале очень медленно, но уже за период с начала и до середины XX века она удвоилась; затем удвоение происходило каждые 10 лет, с 1970 года — каждые 5 лет, с 1990 года — ежегодно. Однако с середины 1990-х годов в связи с широким распространением инфо коммуникационных технологий обновление и накопление информационного массива происходит в среднем в течение полутора-двух лет, а в некоторых областях — в течение полугола. Это породило весьма парадоксальную ситуацию: в мире накоплен громадный информационный потенциал, но люди не могут им воспользоваться в полном объеме из-за ограниченности своих возможностей. Информационный кризис поставил общество перед необходимостью поиска путей выхода из него.