Информационные технологии

Москва  2021

М ИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

«МИСиС»

ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК

КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

И.С. Бондаренко

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Учебник

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 4463

УДК 004.9 
 
Б81

Р е ц е н з е н т 

канд. техн. наук, доц. кафедры «Бизнес-информатика» А.В. Трещалина 

(НАНО ВО «Институт мировых цивилизаций»);

д-р техн. наук, проф., проф. М.А. Сергеева (ФКН НИУ «ВШЭ»);

д-р техн. наук, проф., проф. кафедры АСУ В.В. Куприянов

Бондаренко И.С.

Б81  
Информационные технологии: учебник / И.С. Бон
даренко. – М. : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2021. – 
136 с.

ISBN  978-5-907227-47-7

Учебник содержит 14 глав, в которых дается подробное описа
ние основ курса «Информационные технологии» в соответствии с 
учебной программой. Для закрепления материала по главам составлены задания. В конце учебника приведен список тем для подготовки к зачету / экзамену. 

Предназначено для студентов, обучающихся в бакалавриате по 

направлению подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника». 

УДК 004.9 

 И.С. Бондаренко, 2021

ISBN  978-5-907227-47-7
 НИТУ «МИСиС», 2021

Содержание

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Глава 1. Информационная технология. Понятия и определения. 
Классификация информационных технологий . . . . . . . . . . . . . . .7
Глава 2. Назначение информационных технологий . . . . . . . . . .19
Глава 3. Правила и законы построения информационной 
технологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Глава 4. Информационная технология как система . . . . . . . . . .34
Глава 5. Структура базовой информационной технологии . . . . .44

5.1. Концептуальный уровень базовой информационной 
технологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
5.2. Логический уровень создания информационной 
технологии  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
5.3. Физический уровень создания информационной 
технологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

Глава 6. Информационный процесс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

6.1. Потери при информационном воздействии . . . . . . . . . . . .57
6.2. Исправление ошибок при информационном  
воздействии  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

Глава 7. Процесс передачи данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Глава 8. Процесс обработки данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
Глава 9. Планирование вычислительного процесса  . . . . . . . . . .68
Глава 10. Процесс накопления данных  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
Глава 11. Процесс представления знаний  . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
12. Примеры применения информационных технологий  . . . . .85

12.1. Статистические информационные системы  . . . . . . . . . .85
12.2. Бухгалтерские информационные системы . . . . . . . . . . .88
12.3. ERP-системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92

Глава 13. Примеры программной реализации современных 
информационных технологий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
Глава 14. Безопасность информационных технологий . . . . . . .110

14.1. Информационные угрозы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
14.2. Неформальные средства защиты информационных 
технологий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
14.3. Формальные средства защиты информационных 
технологий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124

Список тем для подготовки к зачету / экзамену  . . . . . . . . . . . .132
Библиографический список  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135

ВВЕДЕНИЕ

Информационная технология как передовая наука и тех
ника определяет ритм времени технического развития всего 
общества. На сегодняшний день сформировалось несколько 
понятий «технология». Наиболее универсальным определением понятия технологии можно считать следующее. Технология – это управление естественными процессами, направленное на создание искусственных объектов. Технология 
эффективна, если ей удается создать необходимые условия 
для протекания нужных процессов в нужном направлении.

Управление естественными процессами позволяет изучать 

окружающий мир. Использование технологий в процессе 
управления эффективно не только для преобразования состава, структуры и формы вещества, но и для фиксации, обработки и получения новой информации.

Эволюция технологии продолжает естественную эволюцию 

человечества. Освоение каменных орудий помогло сформироваться человеческому интеллекту. Металлические орудия 
повысили производительность физического труда. Машины 
механизировали физический труд. На этом пути развития информационная технология освобождает человека от рутинного умственного труда, усиливает его творческие возможности. 
Можно проследить этапы возникновения и развития информационной технологии.

На ранних этапах эволюции для синхронизации выполня
емых действий человечеству потребовались кодированные 
сигналы общения. Человеческий мозг решил эту задачу без 
искусственно созданных инструментов: так стала развиваться человеческая речь. Речь являлась и первым носителем 
знаний. Знания накапливались и передавались от поколения 
к поколению в виде устных рассказов.

Природные возможности человека по накоплению и пере
даче знаний получили первую технологическую поддержку 
с созданием письменности. Процесс совершенствования носителей информации еще продолжается и сейчас: камень – 
кость – глина – папирус – шелк – бумага – магнитные и оптические носители – кремний – … Письменность стала первым 

историческим этапом развития информационной технологии. 
Вторым этапом развития информационной технологии можно 
считать появление книгопечатания. Оно стимулировало накопление профессиональных знаний и, как следствие, ускорило 
темпы развития науки. Знания, овеществленные через технологии в станки, машины, новые технологии, становились источниками новых идей. Цикл: знания – наука – общественное 
производство – знания замкнулся. Спираль технологической 
цивилизации начала раскручиваться с бешеной скоростью.

Книгопечатание создало информационные предпосылки 

роста производительных сил. Но информационная революция началась с создания электронно-вычислительной техники 
(ЭВМ) в конце 40-х гг. прошлого века. С этого же времени начинается эра развития информационных технологий.

Важным свойством информационной технологии является 

то, что для нее информация не только продукт, но и исходное 
сырье. Моделирование реального мира на ЭВМ требует обработки существенно большего объема информации, чем содержит конечный результат.

В развитии информационной технологии можно выделить 

этапы, характеризуемые определенным признаком.

Начальный этап развития информационных технологий 

(1950–1960) характеризуется тем, что в основе взаимодействия человека и ЭВМ лежат машинные языки. ЭВМ доступны только профессионалам. 

Второй этап (1960–1970) характеризуется созданием опера
ционных систем. С использованием ЭВМ ведется обработка нескольких заданий, формулируемых разными пользователями. 
Основная цель этого этапа – наибольшая загрузка машинных 
ресурсов.

Третий этап (1970–1980) характеризуется изменением кри
терия эффективности обработки данных, основными стали 
человеческие ресурсы по разработке и сопровождению программного обеспечения. К этому этапу относится распространение мини-ЭВМ. Осуществляется интерактивный режим взаимодействия нескольких пользователей.

Четвертый этап (1980–1990) – новый качественный ска
чок технологии разработки программного обеспечения. Центр 

тяжести технологических решений переносится на создание 
средств взаимодействия пользователей с ЭВМ при создании 
прикладного программного продукта. Ключевое звено новой 
информационной технологии – представление и обработка 
знаний. Создаются базы знаний и экспертные системы. Происходит тотальное распространение персональных ЭВМ. 

Заметим, что эволюция всех поколений ЭВМ происходит 

с постоянным темпом по 10 лет на поколение. Прогнозы предполагают сохранение темпов и в наступившем XXI в.

Каждая смена поколений средств информационной техно
логии требует переобучения и радикальной перестройки мышления специалистов и пользователей, смены оборудования и 
создания более массовой вычислительной техники (персональные компьютеры). Информационные технологии как передовая область науки и техники определяют ритм времени технического развития всего общества.

Соответственно, 
информационные 
технологии 
влияют 

на экономику, выводя ее в сторону наукоемкости, при этом 
они определяют трудосберегающий характер развития общества, так как информационные технологии берут на себя 
управление технологическими операциями.

Кроме того, информационные технологии влияют и на эко
логию. Они используются как средство создания искусственного мира и поэтому оказывают экологическое давление 
на естественную среду. Примером влияния информационных 
технологий может служить влияние ЭВМ на экологию человека. Но, с другой стороны, информационные технологии – это 
возможный путь спасения экологического равновесия природы. Формирование информационной структуры техносферы 
позволит повысить эффективность и безопасность технологических процессов производства.

ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННАЯ 

ТЕХНОЛОГИЯ. ПОНЯТИЯ 

И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ 
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Мы рассматривали информационные технологии с точки 

зрения понятия «технология». Однако информационные технологии неразрывно связаны с понятием информации. Термин 
«информация» происходит от латинского informatio – разъяснение, изложение, осведомленность. Понятие информации 
должно быть связано с определенным объектом, свойство которого она отражает.

Информация относительно независима от ее носителя и, со
ответственно, возможно ее преобразование и передача по различным физическим средам разными физическими сигналами. При этом не важно содержание информации.

Информация о любом материальном объекте может быть 

получена путем наблюдения, натурным или вычисленным 
экспериментом, а также на основе логического вывода. Поэтому информацию можно разделить на доопытную, априорную и послеопытную, апостериорную (полученную в итоге 
эксперимента).

Понятие информации предполагает наличие двух объек
тов: источника информации и потребителя. Существенной характеристикой является то, что информация для потребителя 
имеет смысл, то есть ее можно оценить согласно цели потребителя. Поэтому выделяют три аспекта информации: прагматический, семантический и синтаксический.

 • Прагматический аспект предоставляет возможность до
стижения поставленной цели и использование полученной информации. Этот аспект информации влияет на поведение потребителя в зависимости от эффективности информации. То есть 
этот аспект характеризует поведенческую сторону проблемы.

 • Семантический аспект позволяет оценить смысл переда
ваемой информации. При этом оценивается вес новой информации в сравнении с уже имеющейся. Семантические связи 
между словами или другими смысловыми элементами отражает словарь – тезаурус.

• Синтаксический аспект информации связан со способом 

ее представления. В зависимости от реального процесса, в котором участвует информация, осуществляется сбор, преобразование, отображение и передача. Информация представляет-
ся в виде специальных знаков, символов.

Характерным носителем информации является сообще
ние – все то, что подлежит передаче по линиям связи. Это может быть электрический сигнал или сигнал другого рода энергии, передаваемый по выбранной физической среде.

Более подробно рассмотрим виды представления инфор
мации.

Научная информация – это логическая информация, адек
ватно отображающая объективные закономерности природы, 
общества или мышления. Научная информация подразделяется по области получения и использования на техническую, 
биологическую, политическую и т.п. По назначению научную 
информацию можно разделить на массовую и специальную. 
По видам носителя – на бумажных носителях или в электронном виде (накопители на магнитных дисках, твердотельные 
элементы памяти ЭВМ).

Техническая информация формируется и используется при 

решении новых задач, таких как конструирование, технологические процессы и т.д.

Научно-техническая информация представляет собой сово
купное объединение научной и технической информации.

Технологическая информация предназначена для циркуля
ции в сфере материально-технического производства.

Планово-экономическая информация содержит интеграль
ные сведения о ходе производственных процессов, об экономических показателях и т.п.

Верхний уровень информации – знания. Знания являются 

итогом теоретической и практической деятельности. Информация в виде знаний отличается высокой степенью структурированности. По мере развития общества информация как совокупность научно-технических знаний превращается в базу 
информационного обслуживания общества во всех видах его 
деятельности.

Наряду с полезными ископаемыми и энергетическими ре
сурсами информация является ресурсом общества. По мере 
продвижения технологического прогресса информационный 
ресурс становится наиболее важным национальным ресурсом. 
Эффективность промышленной эксплуатации информационных ресурсов определяет экономическую мощь страны.

Технологическую базу формирования и эксплуатации ин
формационных ресурсов создает индустрия развития электронно-вычислительной техники. Однако не следует забывать, 
что перекачивание трудовых ресурсов из сфер материального 
производства в информационную ведет к информационному 
кризису.

В последнее десятилетие количество информации нарастает 

гигантскими темпами и доходит до тревожных значений. Это 
может привести к «информационному взрыву». Можно показать характерные тенденции приближения к информационному кризису.

Во-первых, в течение 2–3 лет происходит удвоение объема 

информации и накопление новых научных знаний. 

Во-вторых, материальные затраты на хранение, обработку 

и передачу информации превышают расходы на ее энергетическое содержание.

В-третьих, уровень радиоизлучений в отдельных районах 

земли приближается к уровню радиоизлучения солнца. 

В таком информационном состоянии очень важна эффек
тивная эксплуатация информационных ресурсов для дальнейшего развития общества. Эта эффективность может быть 
достигнута при развитии таких отраслей, которые отвечают 
за эксплуатацию информационных ресурсов. Электронно-вычислительная техника, электронная промышленность и телекоммуникации (линии связи) играют для развития общества 
ту же роль, что раньше играла тяжелая промышленность.

Информационные ресурсы – это часть, которая в том или 

ином виде доступна пользователям на коммерческой основе. 
Отношение объема активных информационных ресурсов к общему объему национальных информационных ресурсов – это 
один из существенных экономических показателей состояния 
страны. Под информацией понимаются сведения об объектив

но существующих объектах и процессах, об их связях и взаимодействиях, доступные для практического использования 
в деятельности людей. Задачи информатизации состоят в сокращении различных видов материальных, энергетических, 
финансовых и других потоков сведений за счет их частичной 
замены и компенсации.

Информационными ресурсами являются формализованные 

идеи и значения, данные, методы и средства их накопления, 
хранения и обмена между источниками и потребителями информации.

Проект «информатизации России» содержит рекомендации 

по основным сферам деятельности общества: информатизация 
государственных органов управления, информатизация социальной сферы и т.д. Главная цель информатизации – повышение эффективности общественного производства во всех его 
направлениях.

Для решения задач информатизации применяются инфор
мационные системы, реализующие соответствующие информационные технологии.

Информационная технология тесно связана с информацион
ными системами, которые являются для нее основной средой. 
На первый взгляд может показаться, что определения информационной технологии и системы очень похожи между собой.

Информационная технология является процессом, со
стоящим из четко регламентированных правил выполнения 
операций, действий, этапов разной степени сложности над 
данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель информационной технологии – в результате целенаправленных 
действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

Информационная система представляет собой человеко
компьютерную систему обработки информации. Информационная система является средой, составляющими элементами 
которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода 
технические и программные средства, связи и т.д. Основная 
цель информационной системы – организация хранения и передачи информации.