Логический уровень

Логический уровень информационной технологии представля­ется комплексом взаимосвязанных моделей, формализующих информационные процессы при технологических преобразо­ваниях информации и данных. Формализованное (в виде мо­делей) представление информационной технологии позволяет связать параметры информационных процессов, а это означа­ет возможность реализации управления информационными процессами и процедурами.

На рис.37 приведены состав и взаимосвязи моделей базо­вой информационной технологии.

В зависимости от области применения и назначения информационной технологии моде­ли информационных процессов конкретизируются, а некото­рые могут и отсутствовать. Например, в настоящее время из-за того, что на потребительском рынке информационных технологий нет относительно недорогих, надежных и простых в эксплуатации интеллектуальных систем, процесс представле­ния знаний в структуре организуемой информационной техно­логии может отсутствовать. Если, к примеру, информацион­ная технология проектируется на не объединенных в сеть автоматизированных рабочих мест (АРМ), процесс обмена данными и соответственно его модели будут отсутствовать. Однако наибольший эффект информационная технология дает тогда, когда в ее составе используется весь набор информационных процессов

На основе модели предметной области (МПО), характери­зующей объект управления, создается общая модель управле­ния (ОМУ), а из нее вытекают модели решаемых задач (МРЗ). Так как решаемые задачи в информационной технологии имеют в своей основе различные информационные процессы, то на передний план выходит модель организации информаци­онных процессов, призванная на логическом уровне увязать эти процессы при решении задач управления.

При обработке данных формируются четыре основных ин­формационных процесса обработка, обмен, накопление и представление знаний

Модель обработки данных включает в себя формализован­ное описание процедур организации вычислительного процес­са, преобразования данных и отображения данных. Под орга­низацией вычислительного процесса (ОВП) понимается управ­ление ресурсами компьютера (память, процессор, внешние ус­тройства) при решении задач обработки данных. Эта проце­дура формализуется в виде алгоритмов и программ системно­го управления компьютером. Комплексы таких алгоритмов и программ получили название операционных систем. Опера­ционные системы выступают в виде посредников между ре­сурсами компьютера и прикладными программами, органи­зуя их работу. Процедуры преобразования данных (ПД) на ло­гическом уровне представляют собой алгоритмы и програм­мы обработки данных и их структур. Сюда включаются стан­дартные процедуры, такие, как сортировка, поиск, создание и преобразование статистических и динамических структур дан­ных, а также нестандартные процедуры, обусловленные алго­ритмами и программами преобразования данных при реше­нии конкретных информационных задач. Моделями процедур отображения данных (ОД) являются компьютерные програм­мы преобразования данных, представленных машинными ко­дами, в воспринимаемую человеком информацию, несущую в себе смысловое содержание. В современных ЭВМ данные мо­гут быть отражены в виде текстовой информации, в виде гра­фиков, изображений, звука, с использованием средств муль­тимедиа, которые интегрируют в компьютере все основные способы отображения.

Модель обмена данными включает в себя формальное опи­сание процедур, выполняемых в вычислительной сети: пере­дачи (П), маршрутизации (М), коммутации (К). Именно эти процедуры и составляют информационный процесс обмена. Для качественной работы сети необходимы формальные со­глашения между ее пользователями, что реализуется в виде протоколов сетевого обмена. В свою очередь, передача дан­ных основывается на моделях кодирования, модуляции, кана­лов связи. На основе моделей обмена производится синтез си­стемы обмена данными, при котором оптимизируются топо­логия и структура вычислительной сети, метод коммутации, протоколы и процедуры доступа, адресации и маршрутизации.

Модель накопления данных формализует описание инфор­мационной базы, которая в компьютерном виде представля­ется базой данных. Процесс перехода от информационного (смыслового) уровня к физическому отличается трехуровне­вой системой моделей представления информационной базы: концептуальной, логической и физической схем. Концептуаль­ная схема информационной базы (КСБ) описывает информа­ционное содержание предлагаемой области, т.е. какая и в ка­ком объеме информация должна накапливаться при реализа­ции информационной технологии. Логическая схема инфор­мационной базы (ЛСБ) должна формализованно описать ее структуру и взаимосвязь элементов информации. При этом могут быть использованы различные подходы: реляционный, иерархический, сетевой. Выбор подхода определяет и систему управления базой данных, которая, в свою очередь, определя­ет физическую модель данных - физическую схему информа­ционной базы (ФСБ), описывающую методы размещения дан­ных и доступа к ним на машинных (физических) носителях информации.

В современных информационных технологиях формирова­ние моделей предметной области и решаемых задач произво­дится в основном человеком, что связано с трудностями фор­мализации этих процессов. Но по мере развития теории и прак­тики интеллектуальных систем становится возможным фор­мализовать человеческие знания, на основе которых и форми­руются вышеуказанные модели. Модель представления знаний, включенная в систему моделей информационной технологии, позволит проектировщику АИТ в автоматизированном режиме формировать из фрагментов модель предметной области, а также модели решаемых задач. Наличие этих моделей помо­жет пользователю в заданной предметной области выбрать необходимую ему модель задачи и решить ее с помощью ин­формационной технологии. Модель представления знаний может быть выбрана в зависимости от предметной области и вида решаемых задач. Сейчас практически используются та­кие модели, как логические (Л), алгоритмические (А), фреймо­вые (Ф), семантические (С) и интегральные (И).

Взаимная увязка базовых информационных процессов, их синхронизация на логическом уровне осуществляются через модель управления данными (УД). Так как базовые информаци­онные процессы оперируют данными, то управление данными - это управление процессами обработки, обмена и накопле­ния. Управление процессом обработки данных означает уп­равление организацией вычислительного процесса, преоб­разованиями и отображениями данных в соответствии с моде­лью организации информационных процессов, основанной на модели решаемой задачи. При управлении процессом обмена управлению подлежат процедуры маршрутизации и ком­мутации в вычислительной сети, а также передачи сообще­ний по каналам связи. Управление данными в процессе на­копления означает организацию физического хранения дан­ных в базе и ее актуализацию, т.е. добавление данных, их корректировку и уничтожение. Кроме того, должны быть подчинены управлению процедуры поиска, группировок, вы­борок и т.п. На логическом уровне управление процессом накопления - это комплексы программ управления базами данных, получившие название систем управления базами дан­ных. С увеличением объемов информации, хранимых в базах данных, при переходе к распределенным базам и банкам дан­ных управление процессом накопления усложняется и не все­гда поддается формализации. Поэтому в АИТ при реализа­ции процесса накопления часто возникает необходимость в человеке - администраторе базы данных, который формиру­ет и ведет модель накопления данных, определяя ее содержа­ние и актуальное состояние.