Содержание данной главы посвящено одной из важнейших прикладных областей информатики — информационным системам. В широком смысле информационной системой можно назвать любую организационную структуру, задача которой состоит в работе с информацией. Примеры таких структур: библиотека, справочная служба железных дорог, пресса (редакция газеты» телецентр, радиостудия).

    В этом смысле информационными системами являются все подразделения управленческой структуры предприятия: бухгалтерия, отдел кадров, отдел научно-технической информации и пр. Примеры можно продолжить. Все эти службы существовали и до появления компьютеров, существуют и сейчас. Разница в том, что раньше они использовали «бумажные» технологии работы с информацией, простые средства механизации обработки данных, а сейчас все шире используют компьютеры. В дальнейшем речь будет идти только о компьютерных информационных системах.

Информационная система (ИС) — это система, построенная на базе компьютерной техники, предназначенная для хранения, поиска, обработки и передани значительных объемов информации, имеющая определенную практическую сферу применения.

     Многочисленные и разнообразные информационные системы, которые существуют сегодня, можно классифицировать по разным признакам,   
Первый признак классификации — используемая техническая база. Простейшая ИС работает на одном компьютере. Это может быть персональный компьютер, и также мини-ЭВМ или большая ЭВМ. Вся информация сосредоточена в памяти этой машины  и на ней же функционирует все программное обеспечение системы.
     Другой вариант — ИС на базе локальной сети. Обычно зто информационные системы, обслуживающие учрежде¬ние, предприятие, фирму. В такой системе информация ма¬жет передаваться по сети между разными пользователями; разные части общедоступных данных могут храниться на разных компьютерах сети.
     И наконец, третий вариант — это информационные системы ни базе глобальных компьютерных сетей* Все извест¬ные вам службы Интернета можно рассматривать как тако¬вые. Наиболее масштабной из них является World Wide Web. Имеется также множество так называемых корпора¬тивных ИС. Они объединяют между собой ИС, функциони¬рующие на базе локальных сетей предприятий одного ве¬домства, региона и пр. Если вам приходилось покупать железнодорожные или авиабилеты на дальние расстояния, то, значит, вы пользовались услугами транспортной инфор¬мационной системы, работающей на базе специализирован¬ной глобальной сети.
Другой принцип классификации информационных сис¬тем — классификация по назначению, то есть по выполняе¬мым функциям. Наиболее старым и традиционным видом ИС являются информационно-справочные, или информаци¬онно-поисковые системы {ЯПС). Основная цель в использо¬вании таких систем — оперативное получение отзетов на за¬просы пользователей в диалоговом режиме. Характерным свойством ИПС является большой объем хранимых данных, их постоянная обнонляемость. Обычно пользователь желает получить ответ на свой запрос быстро, поэтому качество сис¬темы во многом определяется скоростью поиска данных и выдачи ответа. При работе ИПС не используются сложные методы обработки данных. Хранилище информации, с кото¬рой работает ИПС, называется базой данных. Примером справочной системы является ИПС крупной библиотеки» по¬зволяющая определить наличие в библиотеке нужной книги или произвести подборку литературы по заданной тематике. Поисковые серверы Интернега — это информационно-спра¬вочные системы сетевых ресурсов.
Другой тип информационных систем — управляющие системы. Основное назначение таких систем — выработка управляющих решений. Управляющие системы бывают полностью автоматическими или автоматизированными. Системы автоматического управления (САУ) работают без участия человека. Это системы управления технически¬ми устройствами, производственными установками, техно-логическими процессами. Например, САУ используются для управления работой ускорителей элементарных частиц в физических лабораториях, химического реактора или ав-томатической линии на производственном предприятии. В таких системах реализована кибернетическая схема управления с обратной связью. Роль системы управления выполняет компьютер, который работает по программе, со¬ставленной программистами. Управление в САУ происхо¬дит в режиме реального времени. Это значит, что управляю¬щие команды вырабатываются синхронно с управляемым физическим процессом. Поэтому с ростом скорости работы управляемого объекта должно повышаться быстродействие управляющего компьютера.
Автоматизированные системы управления (АСУ) можно назвать человеко-машинными системами. В них компьютер выступает в роли помощника человека-управ¬ляющего. В АСУ задача компьютера состоит в оператив¬ном предоставлении человеку необходимой информации для принятия решения. При этом компьютер может вы¬полнять достаточно сложную обработку данных на основа¬нии заложенных в него математических моделей. Это мо¬гут быть технологические или экономические расчеты, то есть компьютер берет на себя определенные инженерные функции. Конечно, в АСУ тоже имеются ограничения на время получения ответа от компьютера на запросы пользо¬вателей. Но эти ограничения не такие жесткие, как в ав¬томатических системах. Часто в автоматизированных сис¬темах управления в качестве подсистем присутствуют ИПС. Крупные АСУ обеспечивают управление предприя¬тиями, энергосистемами и даже целыми отраслями произ¬водства.
Еще одним видом информационных систем являются обучающие системы на базе ЭВМ. Простейший вариант такой системы — обучающая программа на ПК, с которой пользователь работает в индивидуальном режиме. Сущест¬вует множество таких программ практически по всем школьным предметам и ряду курсов профессионального обучения. Более сложными являются обучающие системы, использующие возможности компьютерных сетей. В ло¬кальной сети можно организовывать обучение с элемента¬ми взаимодействия учащихся между собой, используя соревновательную форму ИЛИ форму деловой игры. Наибо¬лее сложными и масштабными обучающими системами яв¬ляются системы дистанционного обученияу работающие в глобальных сетях. Дистанционное образование называ¬ют образованием XXI века. Уже существуют дистанцион¬ные отделения во многих ведущих вузах страны, формиру¬ется международная система дистанционного образования. Такие системы открывают доступ к качественному образо¬ванию для всех людей, независимо от их места жительст¬ва, возраста, возможных физических ограничений. Высо¬коскоростные системы связи в сочетании с технологией мультимедиа позволяют организовывать обучение в режи¬ме реального времени (on line), проводить дистанционные лекции, семинары, конференции, принимать зачеты и эк¬замены.
И наконец, экспертные системы — системы, основан¬ные на моделях знаний из определенных предметных облас¬тей. Экспертные системы относятся к разделу информатики, который называется «Искусственный интеллект». Эксперт¬ная система заключает в себе знания высококвалифициро¬ванного специалиста в определенной предметной области и используется для консультаций * помощи в принятии слож¬ных решений, для решения плохо формализуемых задач. Примерами проблем, которые решаются с помощью эк¬спертных систем, являются; установление диагноза болезни; определение причин неисправности сложной техники (на¬пример, космического корабля); выдача рекомендаций по ликвидации неисправности; определение вероятных послед¬ствий принятого управляющего решения и так далее. По¬добно ИПС, экспертные системы часто входят в состав АСУ в качестве подсистем.
Список рассмотренных нами информационных систем далеко не полный. Существуют еще автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автома-тизированного проектирования (САПР), геоинформацион¬ные системы (ГИС) и другие. Описывать их подробно в рамках школьного учебника не представляется возмож¬ным.
Коротко о главном


Информационная система (ИС) — это система, построен¬ная на базе компьютерной техники, предназначенная для хранения, поиска, обработки и передачи значительных объемов информации, имеющая определенную практичес¬кую сферу применения.
Технической базой для ИС может быть один отдельный компьютер, локальная или глобальная компьютерная сеть.
По назначению различаются следующие виды ИС: инфор-мационно-справочные (поисковые) системы; управляющие системы; обучающие системы; экспертные системы и другие.


Вопросы и задания
1.    Какие основные признаки современной информационной сис-темы можно выделить?
2.    К какому типу ИС относится:
*    система прогноза погоды для различных регионов страны;
•    система управления беспилотным космическим кораблем;
•    система диспетчерской службы крупного аэропорта;
*    система диагностики в кардиологической клинике.
3.    Придумайте возможные области использования информацион-
ных систем в деятельности школы* К каким типам ИС относит*




§ 1.2. Локальные компьютерные сети

Технической основой многих информационных систем коллективного пользования в учреждениях, учебных заведс ниях, на фирмах, предприятиях являются локальные? компьютерные сети.
Локальная компьютерная сеть — это система взаимо' связанных компьютеров, работающих в пределах одного помещения, здания, одной организации.
Очень часто компьютеры в школьном кабинете информа* тики объединяют в локальную сеть. Возможно, что в вашей школе действует локальная сеть, объединяющая компьютер ры, установленные в разных помещениях: в учебных каби* нетах, в кабинете директора, в бухгалтерии и пр. В таком случае она является технической основой информационной системы школы. Точно так же в локальную сеть часто объе¬диняют компьютеры, принадлежащие различным отделам предприятий, фирм, учреждений.
Существуют две основные цели использования локаль¬ных сетей:
1) обмен файлами между пользователями сети;
2} использование общих ресурсов, доступных всем поль-зователям сети: большого пространства дисковой памяти, принтеров, централизованной базы данных, программного обеспечения и других.
Пользователей локальной сети принято называть рабочей группой, а компьютеры, за которыми они работают — рабо-чими станциями.
Если все компьютеры в сети равноправны, то есть сеть состоит только из рабочих станций пользователей, то ее называют одноранговой сетью.
Одноранговые сети используются для реализации пер¬вой из отмеченных целей — обмена файлами. У каждого компьютера в такой сети есть свое имя. Члены рабочей группы могут обращаться по этим именам к дисковой па-мята ПК своих коллег и копировать файлы на свой ком¬пьютер или копировать свои файлы на другие компьютеры. Таким образом, одноранговая локальная сеть избавляет от необходимости использовать дискеты для переноса инфор-шсцют с едвоти компьютера я* другой1. Пиши режиж осо¬бенно удобен при совместной работе членов рабочей группы над общим проектом.
Работу одноранговой сети поддерживают операционные системы Windows 95л Windows 98 и Windows ХР. Выбрав режим «Сетевое окружение», пользователь получает на эк¬ране меню со списком имен подключенных к сети компью¬теров. Далее он может обращаться к дискам любого из них, работать с размещенными на них файлами как с файлами собственного ПК. Кроме того, через сеть можно получить доступ к внешним устройствам, подключенным к другим ПК, например, к принтеру.
Другой способ организации локальной сети — сеть с вы-деленным (главным) компьютером. Его называют серве¬ром. Как и в глобальных сетях, слово «сервер» обозначает компьютер (и его программное обеспечение), предоставляю¬щий определенные услуги пользователям сети. Услуги мо¬гут быть самыми разными: хранение и рассылка файлов, до¬ступ к централизованной базе данных, вычислительные услуги и пр.
В школьных компьютерных классах чаще всего исполь¬зуется именно такая организация локальной сети. Функция сервера — хранение и рассылка файлов с программным обеспечением, с данными, необходимыми для организа¬ции учебного процесса. К файл-серверу имеет доступ учи¬тель, а ученики работают за рабочими станциями. Все рабо¬чие станции соединены с главной машиной (чаще всего ис¬пользуется схема соединения «звезда» (рис. 1.1)). Поэтому непосредственный обмен информацией происходит между сервером и каждой рабочей станцией. Конечно, в такой сис¬теме ученики тоже могут обмениваться файлами, но «тран¬зитом» через сервер.
Обычно сервер — это более мощная машина, чем рабо¬чие станции, с большим жестким диском, дополнительны¬ми внешними устройствами (например, дисководом для компакт-дисков, принтером, модемом). При такой органи¬зации локальной сети реализуется вторая из отмеченных выше целей: доступ пользователей к общим аппаратным и информационным ресурсам сервера. В частности, програм¬мы, хранящиеся на диске сервера, могут загружаться в оперативную память рабочей станции и запускаться на вы¬полнение подобно тому, как это делается с собственного диска ПК. Находясь на своем рабочем месте, пользователь может создавать файлы и сохранять их на жестком диске сервера, загружать файлы в свой компьютер, использовать сетевой принтер и так далее.
Работой локальной сети управляет сетевая операци¬онная система,, которая поддерживает стандарты (протоколы) обмена информацией в сети, устанавлива¬ет очередность при обращении различных пользовате¬лей к одним и тем же ресурсам, защищает ресурсы от несанкционированного доступа и пр.
Основное назначение сетевой ОС — дать пользователям возможность работать в локальной сети, не мешая друг другу. Наиболее распространенные ОС для сетей с выделен¬ным сервером: Novell NetWare, Windows NT, Win¬dows 2000 и др.
Локальная сеть (ЛС), в зависимости от назначения и тех-нических решений, имеет ту или иную структуру объедине¬ния компьютеров. Эту структуру по-другому называют кон¬
а) Кольцевая конфигурация    б) Радиальная конфигурация
(«звезда»)
фигурацией, архитектурой, топологией сети- На рис. 1.1 показаны четыре типа конфигураций ЛС: кольцевая, радиа¬льная (звезда), шинная и древовидная. Бывают ситуации, когда топология ЛС не имеет регулярной структуры. Напри¬мер, компьютеры могут соединяться по принципу «каждый с каждым».
 
 


в) Шинная конфигурация    г) Древовидная конфигурация
Рис. 1.1. Конфигурации локальных сетей

В качестве линий связи между компьютерами может ис-пользоваться сдвоенный электрический провод «витая пара», а также электрический иди оптоволоконный кабель. Кроме того, в системном блоке каждого компьютера дол¬жно быть установлено устройство, которое называется «се¬тевая плата».
Коротко о главком

Локальная компьютерная сеть — система взаимосвязан¬ных компьютеров, работающих в пределах одного помеще¬ния, здания, одной организации.
Локальные сети бывают одноранговыми и с выделенным сервером.
Одноранговые сети используются для обмена файлами между пользователями; в сетях с выделенным компьютером осуществляется доступ с рабочих станций к общедоступным ресурсам сервера.
Работой локальной сети управляет сетевая операционная система.
Характерные конфигурации локальной сети: кольцевая, радиальная, шинная, древовидная.
Технические средства связи компьютеров в сети — элект-рические или оптические кабели и сетевая плата.


Вопросы и задания


1.    К какому типу сети (локальная или глобальная) относится:
•    сеть, связывающая все административные службы завода;
•    сеть, объединяющая все университеты России;
•    сеть, объединяющая все оборонные предприятия Урала;
•    <&хь-> ofrbftftwiRKsui^jsL -учабшле, класса Pfvv^a, •таа$чя&та&. школьников?

2.    Какие основные задачи выполняет сетевая ОС в одноранговой сети и в сети с выделенным сервером?
3.    Как вы думаете, какой тип локальной сети и какую конфигура¬цию удобнее выбрать для:

•    компьютерного класса, где все ученики должны иметь рав-ные возможности связаться с любым другим компьютером;
•    организации, в которой руководитель должен иметь инфор¬мационную связь с каждым сотрудником, но прямая связь между сотрудниками не допускается;
•    организации со строго иерархическим принципом руководст¬ва: директор связан с начальниками отделов, начальники от¬делов — с руководителями групп, руководители групп — с рядовыми сотрудниками;
•    организации» в которой есть один мощный компьютер с пол¬ным набором внешних устройств, выходом в Интернет и множество дешевых компьютеров без периферии на рабочих местах сотрудников?