Информационные системы и цифровые технологии: Часть 1

ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ — БАКАЛАВРИАТ 
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное 
образовательное учреждение высшего образования 
«Санкт-петербургский государственный экономический университет» 
Кафедра информатики 
В.В. ТРОФИМОВ  
М.И. БАРАБАНОВА 
В.И. КИЯЕВ 
Е.В. ТРОФИМОВА 
 
ИНФОРМАЦИОННЫЕ  
СИСТЕМЫ И ЦИФРОВЫЕ 
ТЕХНОЛОГИИ 
ЧАСТЬ 1  
Учебное пособие 
Под общей редакцией профессоров 
В.В. Трофимова и В.И. Кияева 
Рекомендовано Методическим советом Федерального государственного  
бюджетного образовательного учреждения высшего образования 
«Санкт-Петербургский государственный экономический университет» 
в качестве учебного пособия для студентов бакалавриата и магистратуры, 
как экономических и управленческих, 
так гуманитарных и технических направлений обучения 
Москва 
ИНФРА-М 
2021 

ФЗ  
№ 436-ФЗ 
Издание не подлежит маркировке  
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1 
УДК 004(075.8) 
ББК 32.81я73 
 
Б24 
 
Рецензенты: 
О.Н. Граничин, доктор физико-математических наук, профессор (СанктПетербургский государственный университет); 
Е.В. Стельмашонок, доктор экономических наук, профессор (СанктПетербургский государственный экономических университет) 
 
Барабанова М.И. 
Б24 
 
Информационные системы и цифровые технологии. Часть 1 : 
учебное пособие / В.В. Трофимов, М.И. Барабанова, В.И. Кияев,           
Е.В. Трофимова ; под общ. ред. проф. В.В. Трофимова и В.И. Кияева. — 
Москва : ИНФРА-М, 2021. — 253 с. — (Высшее образование: 
Бакалавриат). 
 
ISBN 978-5-16-109479-2 (online) 
 
В учебном пособии рассмотрены актуальные вопросы формирования 
информационных систем и компьютерно-сетевых цифровых технологий. 
Большое внимание уделено принципам и методам построения и использования 
современных 
информационно-коммуникационных 
технологий 
в 
целях 
цифровизации управленческих, производственных и социальных процессов и 
формирования 
цифровой 
экономики. 
Последовательно 
раскрывается 
содержание лекционного курса «Информационные системы и цифровые технологии».  
Предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся 
по направлениям экономики и менеджмента, а также может быть полезно студентам высших учебных заведений, обучающихся по другим гуманитарным и 
техническим специальностям. 
 
The training manual addresses topical issues of the formation of information 
systems and computer-network digital technologies. Much attention is paid to the 
principles and methods of building and using modern information and 
communication technologies in order to digitalize management, production and social 
processes and the formation of a digital economy. 
The manual is presented in two parts, which consistently reveals the contents of 
the lecture course "Information Systems and Digital Technologies".  
The manual is intended for undergraduate and graduate students studying in the 
fields of economics and management, and may also be useful to students of higher 
educational institutions studying in other humanitarian and technical specialties. 
 
УДК 004(075.8) 
ББК 32.81я73 
 
ISBN 978-5-16-109479-2 (online) 
© Трофимов В.В., Барабанова М.И.,  
     Кияев В.И., Трофимова Е.В., 2021
 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
Общее содержание учебного пособия 
.................................................................  
 4 
Авторский коллектив учебного пособия ............................................................  
5 
Предисловие 
...........................................................................................................  
6 
Введение .................................................................................................................  
9 
Глава 1. Национальные программы цифровизации российской 
экономики 
...............................................................................................................  18 
Глава 2. Методологические аспекты эволюции ИТ...........................................  38 
Глава 3. Информационный ресурс. Информация ..............................................  62 
Глава 4. Экономическая информация .................................................................  93 
Глава 5. Информационные процессы и цифровые технологии 
........................  113 
Глава 6. Цифровые (прорывные) технологии.....................................................  133 
Глава 7. Программные средства реализации цифровых процессов 
...................  153 
Глава 8. Основы теории баз данных 
....................................................................  173 
Глава 9. Язык SQL запросов в базах данных: основные понятия ....................  193 
Глава 10. Глобальные и информационно-вычислительные сети .....................  213 
Глава 11. Распределенные реестры. Технологии блокчейн.  
Криптовалюты .......................................................................................................  233 
Список литературы................................................................................................  253 
 
 
 
 
3 

ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ 
ЧАСТЬ 1 
Введение 
Глава 1. Национальные программы цифровизации российской экономики 
Глава 2. Методологические аспекты эволюции ИТ 
Глава 3. Информационный ресурс. Информация 
Глава 4. Экономическая информация 
Глава 5. Информационные процессы и цифровые технологии 
Глава 6. Цифровые (прорывные) технологии 
Глава 7. Программные средства реализации цифровых процессов 
Глава 8. Основы теории баз данных 
Глава 9. Язык SQL запросов в базах данных: основные понятия 
Глава 10. Глобальные и информационно-вычислительные сети 
Глава 11. Распределенные реестры. Технологии блокчейн. Криптовалюты  
ЧАСТЬ 2 
Глава 12.  Сетевые технологии обработки и хранения данных 
Глава 13.  Базовые основы стандартизации ИКТ. Открытые системы 
Глава 14.  Сетевые стандарты, протоколы и сервисы  
Глава 15.  Моделирование как метод познания. Цифровые технологии 
моделирования 
Глава 16.  Структура и описание базовой ИТ-системы 
Глава 17.  Информационные системы. Назначение, применение. Жизненный 
цикл информационных систем   
Глава 18.  Системы поддержки принятия решений. Интеллектуальные  
и экспертные системы 
Глава 19.  Большие данные. Цифровые технологии аналитики больших 
данных 
Глава 20.  Ключевые вопросы информационной безопасности организации 
Глава 21. Передовые технологии XXI века: IoT, IoE, Cloud Computing, 
Artificial Intelligence и Machine Learning 
Глава 22. Адаптивные системы на базе встроенных устройств  
и мультиагентных технологий  
 
4 

АВТОРСКИЙ КОЛЛЕКТИВ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ 
кафедра информатики Санкт-Петербургского государственного 
экономического университета 
 
Трофимов Валерий Владимирович – заведующий кафедрой, заслуженный 
деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор (общая 
редакция, Введение, главы 1-5) 
Барабанова Марина Ивановна – декан факультета Информатики и прикладной 
математики, профессор кафедры, кандидат экономических наук, 
доцент (главы 7-10, 12, 14) 
Ильина Ольга Павловна – профессор кафедры, кандидат экономических наук, 
профессор (главы 16-19) 
Кияев Владимир Ильич – профессор кафедры, кандидат физико-математических наук, доцент (общая редакция и общий дизайн презентаций, 
Предисловие, главы 6, 11, 13, 20-22) 
Минаков Владимир Федорович – профессор кафедры, доктор технических 
наук, профессор (глава 15) 
Трофимова Елена Валерьевна – доцент кафедры, кандидат экономических 
наук, доцент (главы 2, 3) 
Макарчук Татьяна Анатольевна – доцент кафедры, кандидат педагогических 
наук, доцент (глава 19). 
 
 
 
 
5 

ПРЕДИСЛОВИЕ 
Наиболее характерная черта развития мировой экономики начала XXI 
века — колоссальные успехи и достижения в области техники и технологии, 
появление наукоемких производств во многих её отраслях.  
Благодаря глобализации знаний, росту уровня образования, прогрессу  
в вычислительной технике и развитию коммуникаций любые «ноу-хау» 
практически сразу после изобретения становятся сейчас общечеловеческим 
достоянием. Появились новые понятия и определения — такие, например, как 
информационная экономика, технологизация и цифровизация экономики  
и общества. 
Распределенные 
информационные 
системы, 
суперкомпьютеры 
и 
вычислительные кластеры большой мощности, глобальные, региональные и 
локальные компьютерные сети широко используются в различных областях 
науки, техники и бизнеса. Появилось, стало всесторонне развиваться и 
наполняться новым содержанием понятие цифровая экономика (ЦЭ). 
Развитие мощной микропроцессорной базы, создание многоядерных и 
многопроцессорных систем существенно повлияло на парадигму обработки и 
использования данных. Постоянно растущие объемы данных и информации 
привели к созданию и быстрому развитию новых технологий поиска, 
обработки и многомерного анализа данных (Data Mining, OLAP), 
информационно-поисковых систем широкого назначения (Google, Yahoo, 
Yandex, Rambler и др), а также к появлению совершенно новых технологий – 
Интернета Вещей (Internet of Things), Интернета Всего (Internet of Everything), 
Искусственного Интеллекта (Artificial Intelligence) на базе нейросетей 
(Neuronets), машинного и глубокого обучения (Machine and Deep Learning). 
Переход 
к 
цифровой 
экономике, 
основанной 
на 
применении 
суперкомпьютерных технологий, обработке Больших Данных в режиме 
реального времени и повсеместном использования достижений в области 
Интернета 
вещей, 
Интернета 
Всего 
и 
Искусственного 
Интеллекта, 
предполагает крупные изменения практически во всех сферах жизни 
государства, общества и производственно-экономической деятельности. 
В связи с этим в последние годы все больше экспертов в области высшего 
и среднего профессионального образования, и представителей бизнес-среды 
заявляют о необходимости смены парадигмы высшего образования. 
Сложившиеся к концу XX века общемировые тенденции ― развитие 
цифровых технологий, ускорение темпов жизни, увеличение объёмов 
обрабатываемой информации, глобализация знаний ― предъявляют новые 
требования к современному образованию.  
 
6 

Эти тенденции уже сегодня делают образование настолько динамичным, 
что применение некоторых сложившихся годами классических педагогических 
практик становится неэффективным. Всё это формирует новые требования к 
высшему образованию, к реализации требуемых компетенций выпускников для 
работы в информационно-цифровой экономике. 
Речь идет о мерах по совершенствованию качества образования в сфере 
информационных технологий, подготовке и издания профессиональных 
стандартов и рекомендаций вузам по разработке новых образовательных 
программ. В 2007 году были выпущены соответствующие рекомендации на 
базе «Software Engineering: Curriculum Guidelines for Undergraduate Degree 
Programs in Software Engineering», а в 2008 году — сборник, в котором 
подробно описаны профессиональные стандарты в ИТ-области, включающие 
описание профессиональных компетенций, квалификационные требования к 
уровням подготовки и должностные обязанности наиболее востребованных 
профессий в этой сфере. Сегодня уже и эти хорошо зарекомендовавшие себя 
издания требуют существенного обновления. 
Эта 
полезная 
деятельность 
и 
тенденция 
развития 
отчётливо 
прослеживаются при сравнительном анализе федеральных образовательных 
стандартов Российской Федерации ― от ФГОС 2.0 до ФГОС 3++.  
В соответствии с указанной последней версией ФГОС требуется кардинально 
обновить учебные программы в области информатики, информационных и 
цифровых технологий и максимально приблизить их к требованиям времени. 
Этим требованиям в большой степени отвечает новая учебная дисциплина 
«Информационные системы и цифровые технологии», разработанная на 
кафедре информатики Факультета информатики и прикладной математики 
Санкт-Петербургского государственного экономического университета под 
руководством заведующего кафедрой, доктора технических наук, профессора 
В. В. Трофимова. В подготовке учебной дисциплины участвовали практически 
все сотрудники кафедры, что указано в «Структуре дисциплины», 
размещенной на образовательном информационном ресурсе Moodle СПбГЭУ. 
 Преподавание дисциплины рассчитано на два семестра. Её содержание 
выгодно отличается от традиционного курса «Информатика», читаемого во 
многих вузах Российской Федерации. Учебная программа дисциплины 
содержит все необходимые сведения, касающиеся большинства аспектов 
применения компьютерных (цифровых) технологий и информационных 
систем в экономической деятельности современной организации.  
Лекционный курс содержит 22 лекции, подкрепляемый 44 практическими 
занятиями, которые проводятся в специализированных компьютерных 
аудиториях 
с 
использованием 
ИТ-решений 
(программных 
пакетов) 
 
7 

российских и зарубежных компаний – Microsoft Office 365 и другие сервисы 
на платформе Microsoft 365, MS SQL Server, Microsoft Visio, Microsoft Power 
BI, Bizagi Process Modeler, инструментальные средства разработки Webсервисов, Web-аналитики и работы с Большими Данными. 
В конце первого семестра предусмотрен зачет, в конце второго ― 
экзамен. Логика дисциплины выстроена так, чтобы в ходе её освоения 
студенты получили в соответствии с требованиями образовательного 
стандарта ФГОС 3++ компетентностные навыки, необходимые современным 
менеджерам экономических и других смежных специальностей. 
Учебная дисциплина имеет полное методическое обеспечение в виде 
серии вузовских учебников и учебных пособий по информационным системам 
и компьютерным технологиям в экономике и управлении, подготовленные 
сотрудниками кафедры информатики СПбГЭУ под руководством профессора 
В. В. Трофимова. Эти учебники и учебные пособия в течение последних лет 
выходили многими изданиями в московском издательстве ЮРАЙТ, имеют 
соответствующие грифы и неоднократно побеждали в конкурсе «Выбор вузов 
России». 
Учебный курс «Информационные системы и цифровые технологии» отвечает 
требованиям ФГОС 3++ и может быть использован для подготовки бакалавров, 
магистрантов 
и 
аспирантов 
Санкт-Петербургского 
государственного 
экономического университета всех экономических и других направлений обучения. 
Учебное пособие издано в двух частях ― по 11 лекций (глав) в каждой части 
― и представлено в виде совокупности слайдов презентаций. Презентационная 
часть 
курса 
построена 
на 
оригинальных 
лекционных 
материалах, 
предоставленных 
профессорами 
кафедры 
информатики 
СПбГЭУ  
В. В. Трофимовым, М. И. Барабановой, О. П. Ильиной, В.И. Кияевым, В.В. Минаковым, доцентами Т. А. Макарчук и Е. В. Трофимовой. Дизайнерскую и 
структурную обработку материала в едином стиле выполнил В.И. Кияев, общее 
редактирование выполнили В.В. Трофимов и В.И. Кияев. 
Практическую 
часть 
курса 
разработали: 
доценты 
кафедры  
Т.А. Макарчук, А.В. Саитов, А.К. Сотавов, Е.В. Трофимова, старшие преподаватели кафедры С. М. Газуль, Р. В. Глушкова, С. А. Демченко, Е. А. Осипова,  
О. М. Сметкина, Д. Ю. Соколова, Е. А. Рыбакова и другие сотрудники кафедры. 
Ссылки на программные продукты различных российских и зарубежных 
фирм не используются в рекламных целях и носят исключительно 
иллюстративный или справочный характер. 
Авторы благодарны коллегам с дружественных кафедр СПбГЭУ, 
обсуждения содержания учебного пособия с которыми способствовали его 
существенному улучшению. 
 
8 

ВВЕДЕНИЕ 
 
 
 
9