Информационные системы и технологии

ИНФОРМАЦИОННЫЕ 
СИСТЕМЫ 
И ТЕХНОЛОГИИ

О.Л. ГОЛИЦЫНА
Н.В. МАКСИМОВ
И.И. ПОПОВ

Рекомендовано Учебно-методическим объединением 
вузов Российской Федерации по образованию 
в области прикладной информатики в качестве 
учебного пособия для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению «Прикладная информатика»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва                                        2023

ИНФРА-М

УДК 004(075.8)
ББК 32.973-02я73
 
Г60

Голицына О.Л.
Г60 
 
Информационные системы и технологии : учебное пособие / 
О.Л. Голицына, Н.В. Максимов, И.И. Попов. — Москва : ФОРУМ : 
ИНФРА-М, 2023. — 400 с. — (Высшее образование). 

ISBN 978-5-00091-776-3 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-018439-5 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-111469-8 (ИНФРА-М, online)
В учебном пособии рассматриваются классификация и структура авто-
матизированных информационных технологий (АИТ), связанные с ними 
понятия и определения, роль предметной области. Приводятся базовые 
АИТ пользователя — обработка текстов, таблиц, мультимедийных данных; 
смешанные АИТ — распознавание символов, преобразование речи в текст 
и обратно, машинный перевод. Рассматриваются технологии администра-
тора и разработчика АИС и АИТ — доступ к данным в локальном и сете-
вом режимах, клиент-серверные архитектуры, средства и технологии ин-
формационного поиска.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям «При-
кладная информатика», «Информационные системы и технологии», 
«Программная инженерия», а также для широкого круга специалистов 
в области информатизации.

УДК 004(075.8)
ББК 32.973-02я73

Р е ц е н з е н т ы:
Гусева А.И., доктор технических наук, профессор, профессор ка-
федры экономики и менеджмента в промышленности Национального 
исследовательского ядерного университета МИФИ; 
Сысоева Л.А., кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры 
моделирования в экономике и управлении факультета управления 
Института экономики, управления и права Российского государ-
ственного гуманитарного университета

ISBN 978-5-00091-776-3 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-018439-5 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-111469-8 (ИНФРА-М, online)

© Голицына О.Л., Максимов Н.В., 
Попов И.И., 2014
© ФОРУМ, 2014

Человеку свойственно ошибаться,
но понастоящему запутывает все только
компьютер.
Из Законов Мэрфи

Список сокращений

АИПС —
автоматизированная информационнопоисковая система
АИС
—
автоматизированная информационная система
БД
—
база данных
ЕЯ
—
естественный язык
ИД
—
информационная деятельность
ИП
—
информационная потребность
ИПП
—
информационная потребность пользователя
ИПС
—
информационнопоисковая система
ИР
—
информационный ресурс
ИС
—
информационная система
ИПЯ
—
информационнопоисковый язык
ЛО
—
лингвистическое обеспечение
ОД
—
основная деятельность
ПО
—
поисковый образ
ПОЗ
—
поисковый образ запроса
ПОД
—
поисковый образ документа
ПрО
—
предметная область

Введение

С самого начала появления автоматизированных информационных систем все функции контроля, обработки и анализа информации
были переданы вычислительным машинам, потому что считалось,
что с их помощью в этой области можно сделать все. Однако оказалось, что использование машин отнюдь не всегда эффективно и даже
не всегда целесообразно. Традиционные «ручные» методы обработки
информации и управления информационными потоками зачастую
оказывались намного сложнее для автоматизации, чем это представляли себе специалисты по информатизации. Некоторые информационные потоки, вполне эффективные, пока они проходили от человека к человеку, после перемещения их в машинную среду становились
причиной снижения общей эффективности деятельности: данные,
для передачи которых раньше использовались прямые «естественные» каналы, теперь должны проходить через процедуры кодирования и обработки ЭВМ. Это приводит не только к заметной задержке,
но и требует от человека специальных знаний и навыков.
Другая проблема порождается гигантскими и все увеличивающимися объемами хранимых и перерабатываемых данных, а также появлением все большего числа субъектов, поставляющих, изменяющих и
использующих эти данные. Расширяется спектр задач, для которых
нужны данные, а вместе с ними растут и потребности вычислительной среды, причем не только в части оборудования — возрастают требования к специализированным программным средствам и технологиям, в том числе и в части их стандартизации и унификации.
На современном этапе развития общества информационные системы (ИС) и технологии (ИТ) становятся теми средствами, которые
человек может использовать очень широко. Вместе с тем, в современных употреблениях эти два термина, равно как и основополагающее
понятие «информация», являются настолько часто употребляемыми и
расхожими, что практически перестали отражать чтолибо определенное. К сожалению, в нормативных документах эти базовые поня

тия определены очень поразному и скорее отражают специфику области применения документа, чем свойства самого определяемого
объекта.
Например, в [1] даны следующие определения:
1) информация — сведения (сообщения, данные) независимо от
формы их представления;
2) информационные технологии — процессы, методы поиска,
сбора, хранения, обработки, предоставления, распространения информации и способы осуществления таких процессов и методов;
3) информационная система — совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств.
Эти определения являются достаточно обобщенными: существо
определяемого будет зависеть от того, какой смысл будет вкладываться в базовые понятия — сведения, сообщения, данные, процессы, методы, способы, средства. Но главное — они не отражают особенности
их применения в ИТсфере: для их конструктивного использования
при построении и использовании автоматизированных информационных систем (АИС) необходимо определить операционные свойства
основного объекта обработки — информации, а также функциональные возможности операционных сред, в которых она обрабатывается.
Пособие обобщает многолетний опыт преподавания авторами
дисциплин, относимых к «информационному» блоку, как в технических, так и в гуманитарных вузах, в том числе таких, как НИЯУ
МИФИ, РГГУ, РЭУ им. Плеханова. В своей работе авторы руководствовались и тем, что материал должен не только представлять существо конкретной темы, но и подвести читателя к пониманию обоснованности (или условности) того или иного решения. Авторы сознательно избегали описаний языков и технологий, применяемых в
конкретных системах, предполагая, что полноценное освоение материала курса так или иначе должно быть связано с практикой и, соответственно, с неизбежным изучением конкретных подходов, языков и
технологий, свойственных выбранной системе и изложенных в специальных пособиях, учебниках и руководствах.
Данное пособие написано в предположении, что читатели владеют основами информатики и программирования.
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению 230700 «Прикладная информатика», а также
для учащихся техникумов по специальности 2203 «Программное
обеспечение вычислительной техники и автоматизированных сисВведение
5

тем». Пособие обеспечивает формирование следующих профессиональных компетенций бакалавров:
• способность анализировать при решении профессиональных
задач социальноэкономические проблемы и процессы с применением методов системного анализа и математического моделирования (Б1);
• способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности и эксплуатировать современное электронное оборудование и информационнокоммуникационные технологии (Б2);
• способность применять системный подход и математические
методы в формализации решения прикладных задач (Б3);
• способность осуществлять и обосновывать выбор проектных
решений по видам обеспечения информационных систем (Б4);
• способность проводить обследование организаций, выявлять
информационные потребности пользователей, формировать
требования к информационной системе, участвовать в реинжиниринге прикладных и информационных процессов (Б5);
• способность оценивать и выбирать современные операционные
среды и информационнокоммуникационные технологии для
информатизации и автоматизации решения прикладных задач и
создания ИС (Б8);
• способность ставить и решать прикладные задачи с использованием современных информационнокоммуникационных технологий (Б10).
В целом курс ориентирован на развитие и таких общепрофессиональных компетенций, как способность понимать роль и значение информации и информационных технологий в развитии современного общества и научного знания, а также способность использовать, обобщать
и анализировать информацию, ставить цели и находить пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества.
В 1й главе представлены общие вопросы терминологии, понятий
и классов объектов и процессов, связанных с проблематикой информационных систем и технологий. С системных позиций вводятся ос
новные понятия: информация, данные, знания. Определены состав и
структура информационной системы, рассматриваемой как средство
автоматизированной обработки данных. Вводится определение информационной технологии и классов ИТ.
В главе 2 представлены основные (базовые) типы технологий
пользователя: обработка текстовой и табличной информации. Рас6
Введение

смотрены определения моделей документа, языки разметки документов, технологии XML, функции текстового процессора MS Word; работа с электронными таблицами на примере MS Excel.
Глава 3 посвящена описанию основных принципов мультимедийных технологий: обработка аудиоинформации; форматы аудиосигнала; технологии и программные средства обработки статических
изображений; принципы и элементы технологий цифрового видео.
Глава 4 содержит описание «смешанных» информационных технологий, в том числе: оптическое распознавание текстов; системы
распознавания и генерации речи; средства автоматизированного перевода текстов.
В главе 5 рассматриваются технологии доступа к данным: файловые системы, базы данных и СУБД; физическая организация данных
в системах управления данными, а также хранилища данных и их использование для анализа информации.
Глава 6 содержит описание сетевых информационных технологий
и технологий Internet. Рассмотрены структуры сетей, модель взаимодействия открытых систем, технологии Internet, прикладные протоколы коммуникации Internet, распределенные файловые системы
Internet, распределенные информационные системы Internet.
В главе 7 рассматриваются основные принципы технологий информационного поиска; обобщенный технологический процесс
АИПС; методологические основы информационного поиска; компоненты и обобщенная схема информационного поиска.
Глава 8 представляет технологии распределенной обработки информации: распределенные информационные ресурсы; клиентсерверные архитектуры распределенной обработки данных; архитектуры
сервера баз данных; схемы размещения и доступа к данным в распределенных БД; объектноориентированные технологии распределенной обработки; электронные библиотеки.
В приложении приводится глоссарий терминов.
В целом пособие должно рассматриваться и как введение в проблематику автоматизированной обработки информации, хотя, в силу
ограниченности объема, не претендующее на полномасштабное изложение материала разделов, каждый из которых представляет отдельную дисциплину и зачастую представлен отдельным полноценным
пособием.

Введение
7

Глава 1
ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
И ТЕХНОЛОГИИ

Приведем в дополнение к использованному во введении определению понятия «информационная система» [1] определение, данное
в [Криницкий, 1982]: «АИС — это комплекс, состоящий из информационного фонда и процедур: управляющей, обновления, информационного поиска и завершающей обработки, позволяющих накапливать, хранить, корректировать и выдавать информацию»1. Данное определение имеет функциональноструктурный характер, а
неявно присутствующее понятие «системности» отражает существо
функциональности: состав и структура ИС определяются исходя из
требований к уровню эффективности обслуживания информационных
потребностей пользователей в контексте задач основной деятельности.
Целесообразно конкретизировать и другое основополагающее
понятие — «информационная технология», которое согласно [2] определяется как «практическая деятельность и прикладная наука,
имеющие дело с данными и информацией. Примером является сбор,
изображение, обработка, обеспечение безопасности, передача, взаимообмен, представление, управление, организация, хранение и восстановление данных и информации». Здесь важно конструктивно
уточнить это понятие следующим образом: «Информационная технология — это представленное в проектной форме (формализованном
виде, пригодном для практического использования) концентрированное выражение научных знаний и практического опыта, позво1 Такое определение, безусловно, является более конструктивным по своей
сути, но, тем не менее, оно не проводит границы между информацией и данными,
которые собственно накапливаются, обрабатываются и передаются.

ляющее рациональным образом организовать тот или иной достаточно часто повторяющийся информационный процесс. При этом достигается экономия затрат труда, энергии людских и материальных
ресурсов, необходимых для реализации данного процесса» [Колин,
1995]. Данное определение подчеркивает, что ИТ — это не только
программные, технические и другие средства обработки информации
и отнюдь не любые способы осуществления процессов и методов, как
это иногда представляется, и что только на основе обобщенного подхода к этому понятию можно достигать нового качества, оптимизировать разнообразные информационные процессы, начиная от подготовки и издания печатной продукции и заканчивая информационным моделированием и прогнозированием глобальных процессов
развития природы и общества.
Особенностью информационных систем и технологий является
то, что они не могут рассматриваться изолированно, вне материальной сферы. Информация является неотъемлемым и, часто, определяющим компонентом практически всех материальных процессов,
которые инициирует (или в которых участвует) человек, т. е. эффективность их использования проявляется и может быть оценена только
в сфере материального производства.
Другая важная особенность предопределена естественным для
больших систем требованием надежности и устойчивости функционирования и развития, а также возможности интеллектуального (человеческого) контроля в условиях большой сложности. Это означает,
что сфера информационных технологий должна быть распространена
практически на все этапы жизненного цикла продукта.
Третья особенность — это непосредственное или опосредованное
участие человека в технологических процессах. Любой автоматизированный и даже автоматический процесс на том или ином этапе связан
с необходимостью представления (или получения) информации в
форме, удобной для человека. Это породило, в частности, и отдельное
направление — технологии человекомашинного взаимодействия и
интерфейсы информационных систем.
Можно сделать вывод, что хотя информационные технологии в
значительной степени ориентированы на индустрию, они должны
рассматриваться не только как инструмент, умножающий возможности человека, но также и как методологическая платформа, обладающая универсальными парадигмами, моделями, методами, языками
для представления, формализации, моделирования, систематизации,
обработки прикладных знаний.

Глава 1. Введение в информационные системы и технологии
9

1.1. Информация и информационные процессы

Реально любая информационная система всегда является частью
какойлибо более общей, например, производственной, социальной,
научноисследовательской системы, а люди или системы, которые
были генераторами информации, в другой момент времени будут потребителями этой или какойлибо другой информации. Обобщенная
схема информационных потоков и место ИС в процессе управления
представлены на рис. 1.1. Здесь информационная система представлена в самом широком понимании как система, обеспечивающая выработку (или реализацию) информации (управляющего воздействия)
путем ее синтеза на основе уже имеющейся информации: сведений о
состоянии объекта, окружающей среды, а также об эффективности
ранее выработанной информации.

Это позволяет говорить о цикличности информационного обмена,
когда информация, получаемая в результате одного созидательного
процесса, так или иначе будет использована в другом процессе. Свойство «созидательности» здесь отражает существенную особенность
подхода к рассматриваемому классу ИС: информация не является са10
Глава 1. Введение в информационные системы и технологии

Рис. 1.1. Место ИС в процессе управления