CC BY
27
В.Н. Волкова
д.э.н., проф., академик МАН ВШ, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
К вопросу о содержании подготовки специалистов по направлению «Прикладная информатика»
Продолжается обсуждение и разработка Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) высшего профессионального образования (ВПО) третьего поколения и проекта перечня специальностей. В данной статье предлагается взгляд ведущего ученого в области прикладной информатики на содержание подготовки специалистов данного направления, а также раскрывается содержание и показаны различия основных понятий и терминов, используемых в названиях специальностей.
В опубликованном проекте перечня специальностей [1] содержатся два близких на первый взгляд направления: «Прикладная информатика» (230300) и «Информационные системы и технологии» (230200). Термин «информатика» содержится также в наименовании раздела «Физико-математические науки и фундаментальная информатика», в котором предусматриваются направления для подготовки бакалавров и магистров «Фундаментальные информатика и информационные технологии» (010400), и «Прикладная математика и информатика» (019500). Есть направление «Информатика и вычислительная техника» (230100).
Для того чтобы понять, чем же объясняется столь разнообразное использование термина «информатика» и чем отличаются или должны отличаться названные направления, кратко рассмотрим историю развития этого термина.
Термин «информатика» в отечественной науке был введен Ф.Е. Темниковым в 1963 г. применительно к системам сбора, передачи, хранения и обработки данных [2]. При этом Ф.Е. Темников определил информатику как науку об информации вообще, состоящую из трех частей: 1) теории информационных элементов; 2) теории информационных процессов и 3) теории информационных систем.
Это определение долгое время оставалось лишь историческим фактом и не было оценено должным образом. Возможно, потому что было опубликовано в специальном журнале («Известия вузов: Электромеханика»).
В 1966 г. термин «информатика» был использован А.И. Михайловым [3] вместо термина «научная информация» и применялся на протяжении длительного времени в сфере бурно развивающе-
гося в тот период направления научно-технической информации [4, 5].
Позднее, к сожалению, термин «информатика» стали использовать в более узком смысле, сводя понятие информатики к техническим и программным средствам хранения и обработки информации на ЭВМ, что, конечно, удобно для краткого названия курса об использовании ЭВМ для обработки данных в учебном процессе школы, поскольку школьникам трудно объяснить понятия информационных процессов, информационных систем, обработку текстовой информации.
Такое сужение смысла термина «информатика» привело к тому, что в учебном процессе вузов долгое время этот термин использовался в основном в контексте с термином «вычислительная техника». Для сбора и обработки данных существуют термины «базы данных», «системы обработки данных».
Однако в XIX в. стало понятно, что информация [6] — это важнейший ресурс социально-экономических организаций, обеспечивающий их развитие, и нужно уметь оценивать содержание, смысл информации как интеллектуального ресурса. Поэтому в качестве направления подготовки специалистов был введен термин «прикладная информатика», подчеркивающий необходимость анализа смысла, содержания информации применительно к конкретным областям.
В настоящее время ряд ученых (например [7]) считают, что именно определение Ф.Е. Темникова следовало бы возродить и принять в качестве обобщающего определения науки об информации.
Попытаюсь интерпретировать основные компоненты определения Ф.Е. Темникова применительно к настоящему периоду развития информатики.
Информационные элементы
Поскольку элемент в теории систем определяется как предел членения системы с точки зрения аспекта ее рассмотрения, решаемой конкретной задачи, цели исследования или создания, а информация — отражение материи, то информационный элемент можно определить как отражение материально существующих элементов, элементарных объектов, учитываемых при решении прикладных задач.
В качестве информационных элементов естественно следует рассматривать данные. В технических науках информатика первоначально развивалась как наука о передаче данных, и в качестве элементов рассматривались символы: буквы, цифры, слова. Потом — сведения о деталях и других компонентах изделий. В экономических приложениях в качестве данных рассматриваются показатели, характеризующие состояние объекта.
Однако, при управлении функционированием и развитием сложных экономических объектов нужна разнородная информация:
• сведения о состоянии производства (или обслуживания) и его обеспечении материальными, финансовыми и иными ресурсами, представляемые в виде данных или фактов (фактографическая информация);
• научно-техническая информация, представляемая в виде текстовых документов (документальная информация);
• нормативно-техническая, нормативно-методическая, маркетинговая, мониторинговая информация, являющаяся документально-фактографической, т.е. представляемая в форме текстов, из которых нужно извлекать конкретные данные о производственных нормативах, состоянии среды, сведения о наличии и ценах товаров на рынках и т.п.;
• нормативно-правовая информация, также представляемая в виде текстов, в которых нужно искать элементы при этом элементы — нормы, статьи, т.е. тоже тексты.
Информационные процессы
Процессы в технических приложениях — последовательности операций по проектированию и производству изделий, в том числе сложных технических комплексов. В экономических — организационно-технологические про-
цедуры подготовки и реализации управленческих решений по организации производства, обслуживания, торговли и т.п.
Отображение и анализ процессов — трудоемкая задача. Предложенный в 70-е гг. XX в. функционально-технологический подход для исследования информационных процессов при проектировании организационных структур и автоматизированных информационных систем предприятий практически не удалось реализовать в тот период из-за слабости вычислительной техники.
Для представления и исследования процессов при проектировании информационных систем в настоящее время разработано семейство IDEF-тех-нологий, которые являются полезным инструментом для анализа любых процессов, в том числе информационных.
При этом информационные процессы — это не только отображение реально протекающих материальных процессов на предприятиях. Существуют процессы возникновения и распространения научно-технической информации. В теории научно-технической информации о таких процессах принято говорить как об информационных потоках и исследовать их закономерности (законы Ципфа, Брэдфорда, Мандель-брота, Викери [8]). Для развития предприятия, формирования ядра бизнеса исследование информационных потоков НТИ, мониторинговой информации — весьма важная задача, которой все больше начинают уделять внимание, в том числе в материалах сети Internet.
Информационные системы
Термин «система обработки данных» (СОД) первоначально был введен при разработке систем радиоуправления ракетами и другими искусственными космическими объектами. Затем он широко использовался при измерении и передаче информации о состоянии параметров организма космонавтов на борту космического корабля (системы типа «ТРАЛ»), при сборе и обработке статистической информации о состоянии атмосферы. В дальнейшем термин СОД стал использоваться и применительно к социально-экономическим объектам. Термин СОД использовался в смысле сбора и обработки совокупности данных.
Начиная с 60-х гг. в истории развития информационных систем нашей
страны относительно независимо сформировались два направления:
• разработка автоматизированных информационных систем — АИС как первой очереди автоматизированных систем управления — АСУ;
• разработка автоматизированных систем научно-технической информации — АСНТИ.
Работы по их созданию начались практически одновременно.
Первое направление — разработка АИС и АСУ — было инициировано научно-техническим прогрессом и возникшими в связи с этим проблемами организационного управления.
Зарубежная практика шла по пути разработки отдельных программных процедур для бухгалтерии, учета материальных ценностей и т.п., и основные работы проводились в направлении исследования и совершенствования возможностей вычислительной техники, разработки средств, обеспечивающих наиболее рациональную организацию информационных массивов, удобный для пользователя интерфейс, наращивание памяти компьютера и повышение скорости обработки информации.
В нашей стране задача обеспечения информацией управленческих работников с самого начала была поставлена системно. В частности, была разработана классификация АСУ, ориентированная на разные уровни управления предприятиями, включая их структурные подразделения, отраслями и государством в целом.
Для управления разработками автоматизированных систем были подготовлены и изданы соответствующие руководящие методические материалы, в которых отражалась теория и основная терминология, обязательная для использования при представлении отчетных материалов по разработке и внедрению АИС и АСУ. Следует отметить, что АИС создавались как фактографические информационные системы с представлением информации пользователям в виде регламентированных форм, в которых фактографическая информация была сгруппирована в соответствии с алгоритмами решаемых на ее основе прикладных задач управления.
Второе направление — разработка автоматизированной системы научно-технической информации — иницииро-
Экономика, Статистика и Информатика
Р
№3, 2007
валось научной общественностью как объективная необходимость возрастания роли информации во всех сферах деятельности, и прежде всего в науке и технике..
В нашей стране задача обеспечения производственной, научно-исследовательской и управленческой деятельности научно-технической информацией сразу, так же, как и при создании АСУ, была поставлена системно. Были подготовлены и утверждены Техническое задание и Единый порядок разработки общегосударственной Автоматизированной системы научно-технической информации — АСНТИ, в структуре которой были предусмотрены общегосударственные, отраслевые и региональные органы НТИ, отделы или бюро научно-технической информации (ОНТИ, БТИ) на предприятиях, в научно-исследовательских институтах и в других организациях.
Благодаря возросшим возможностям вычислительной техники, и особенно в результате появления персональных ЭВМ, рассмотренные направления сближаются. По мере роста объемов и усложнения структуры информационных массивов АИС возникает необходимость в заимствовании понятий теории информационного поиска, разработанной ранее для систем НТИ. В свою очередь, в решении проблемы разработки документальных АС НТИ полезны понятия функциональной части и обеспечивающей части, введенные в нормативных документах по разработке АИС и АСУ. Кроме того, для управления современными предприятиями и организациями необходим спектр информации разного вида и назначения: от фактографической до документальной.
На новой технической базе с использованием современных технологий развиваются информационные системы (ИС) государственного управления на федеральном и муниципальном уровнях, в частности, ИС государственной статистики; ИС природных ресурсов, явлений и процессов; государственные системы экономической, финансовой и научно-технической информации, внешнеэкономической деятельности; ИС библиотечной сети РФ и многие другие ИС специального назначения.
При переходе к рыночной экономике, к правовому государству возрастает роль еще одного важного вида ин-
формации — нормативно-правовой (системы «Консультант», «Кодекс», «Гарант» и др.) и нормативно-методической, регламентирующей деятельность предприятий при предоставлении им большей самостоятельности, для чего разрабатываются системы нормативно-методического обеспечения управления (СНМОУ) и их автоматизированный вариант — АСНМОУ.
В последнее время появился широкий спектр специализированных автоматизированных информационных систем. В их числе экономические информационные системы (ЭИС), бухгалтерские информационные системы (БУИС), автоматизированные банковские информационные системы (АБИС), информационные системы рынка ценных бумаг, маркетинговые информационные системы (МИС) и т.п.
В настоящее время не существует единой классификации автоматизированных информационных систем. Это связано с тем, что, поскольку долгое время различные направления (СОД, АИС и АСУ, АСНТИ) развивались относительно независимо, то и классификации, и определения информационной системы предлагались в каждом из этих направлений независимые [9, 10].
При разработке АИС и АСУ вводились понятия функциональной и обеспечивающей частей (ФЧ и ОЧ). ФЧ разрабатывалась на основе анализа целей и функций организации и представляла собой совокупность функциональных подсистем. ОЧ включала виды обеспечения АСУ (информационное, техническое, программное и т.п.).
Для информационно-поисковых систем научно-технической информации предлагались определения, в которых отображался процесс информационного поиска. Например, определения А.И. Черного [11]:
IPS ° < D, Q, R, D' > , (1)
def D' с D
где D — некоторое множество документов (поисковый массив); Q — множество информационных запросов; D' — ответ на информационный запрос; R — множество отношений, свойств, при наличии которых любому запросу q. е Q ставится в соответствие подмножество D';
и IPS ° < LS, D, TS, N >, (2)
def
где LS — логико-семантический аппарат (т.е. информационно-поисковый
язык, правила индексирования и критерии выдачи); D — поисковый массив (т.е. определенное множество снабженных поисковыми образами документов, в котором отыскиваются необходимые); TS — технические средства (т.е. какие-то приспособления или устройства, которые необходимы для записи и хранения поисковых образов, для хранения документов и осуществления процесса сопоставления поисковых образов документов с поисковым предписанием или поисковым образом запроса); N — люди, взаимодействующие с системой (т.е. те, кто пользуются данной ИПС и обслуживают ее — осуществляют индексирование документов и информационных запросов, выбирают стратегию поиска, а также выполняют другие интеллектуальные операции, без которых невозможен информационный поиск).
IPS ° <RL, IND, KSS >. (3)
def
RL — retrieval language (информационно-поисковый язык); IND -правила индексирования; KSS — критерий смыслового соответствия или критерий выдачи.
Ю.И. Шемакин и A.A. Романов [12] дали определение информационно-семантической системы в виде: ISS = <a, St, tp. , co, t>, (4)
' ' fiss' ' i '
tpiss e ISS(tpiss= <met, re, Sem, SI>), где а—цель, st—структура, tpiss e TP — подмножество технологических процессов для данной системы, со — условия, ti — время для достижения цели, поиска необходимой информации, Sem, SI — семантическая переработка семантической информации; met — методы, re — средства.
Для целей организации проектирования информационных систем Ю.Ф. Тельнов [13] дает определение, в котором учитываются и цели G, и элементы (внешние En и внутренние E), и отношения R (включая динамические взаимодействия), и функции F (процессы, операции), и период времени T, и закономерности Z, определяющих структуру системы и ее взаимодействие с внешней средой:
S = <G, E, En, T, F, R, Z>. (5)
Анализ определений информационных систем показывает, что первые определения опирались на подход к исследованию и проектированию системы, базирующийся на отображении пространства состояний (элементов,
связей, их свойств) и поиске мер близости на этом пространстве (этот подход в теории систем М. Месарович называет терминальным, Ю.И. Черняк — лингвистическим или методом «языка» системы; для краткости в теории систем принят упрощенный термин — подход к исследованию или проектированию системы от элементов, т.е. как бы «снизу» [8]. В определении В.Н. Сагатовского появилось понятие цели, а при ее структуризации — понятие «жизненного цикла», которое может быть реализовано с помощью процессного подхода.
Наиболее предпочтительным при создании информационных систем для социально-экономических объектов представляется определение Ю.И. Ше-макина, в котором реализуется подход —от целей, потребностей (т.е. «сверху»). Опираясь на это определение, которое было дано для информационно-семантических систем можно предложить более общее определение номических объектов, которое представляется следующим образом::
S ° <Z, STR, TECH, COND>, (6)
def
где Z = {z}—совокупность или структура целей (потребностей, подсистем);
STR = {STR , STR , ...} — совокуп-
пр орг7 J
ность структур, реализующих цели
(STR
структуры производственных
процессов, STRopr — организационно-технологические процедуры подготовки и реализации управленческих решений и т. п.); в структурах содержатся элементы и отношения (связи);
TECH = {meth, means, alg, ... } — совокупность технологий (методы meth, средства means, алгоритмы alg и т.п.), реализующих сбор, хранение, обработку и представление информации в ИС;
COND = {jex, jin) — условия существования системы, т. е. факторы, влияющие на ее создание и функционирование (jex—внешние, jin — внутренние).
Это определение позволяет отобразить на основе системно-целевого подхода и фактографические, и документальные и документально-фактографические информационные системы, и интегрированные многоуровневые системы, в том числе в тех случаях, когда система организации формируется с приобретением готовых программных продуктов, которые могут рассматриваться как средства, обеспечивающие подсистемы.
Компоненты, входящие в определения, конечно, можно трактовать по раз-
ному. Можно и для элементарной базы данных назвать цель или назначение ее создания, перечислить запросы, отвечающие какой-то совокупности потребностей, определить структуру БД, методы и средства ее реализации, условия использования. Однако следует иметь в виду закономерность коммуникативности, в соответствии с которой каждый уровень иерархии сложной системы ведет себя как «Двуликий Янус», и может рассматриваться и как средство для реализации вышестоящих целей, быть подсистемой, так и как система по отношению к нижележащему уровню, характеризуемая всеми атрибутами системы (своей целью, средствами и т.п.). Поэтому важно понимать, что, разрабатывая информационную систему для организации, нужно исходить из целей этой организации, т.е. сформировать структуру ФЧ АИС на основе анализа целей и функций организации и определения наиболее значимых подсистем для автоматизации. А, следовательно, нужно начинать с формулировки концепции проекта системы, формирования определения системы, соответствующего этой концепции, анализа целей и роли всех видов информационных ресурсов для реализации этой цели, а уж затем выбирать технологии (методы, алгоритмы, средства, в том числе готовые программные продукты) с учетом их соответствия поставленным целям.
Об отличии ГОС по специальности «Прикладная информатика (по областям)» от других специальностей, использующих термин «информатика».
С учетом вышерассмотренных трактовок термина «информатика» становится понятным, почему этот термин используется не только в различных направлениях, но и в различных разделах проекта перечня специальностей. До сих пор сохраняется трактовка термина с привязкой его к вычислительной технике. Преодолеть эту привязку пытались на основе понятия «информационные системы и технологии».
В содержании ГОСа и дисциплин по направлению «Информационные системы и технологии», в основном, включались сведения о фактографических информационных системах и информационных технологиях.
В то же время, при переходе к рыночной экономике все более важную значимость приобретают такие доку-
ментально-фактографических ИС как маркетинговые, мониторинговые, а с учетом возрастания роли информации как интеллектуального ресурса крайне важной становится научно-техническая информация (патенты, изобретения, новые идеи, опубликованные в различных первичных и вторичных источниках НТИ), содержательная аналитико-синтетическая обработка информации для руководителей и специалистов.
Подготовке специалистов в области АИС и АСУ начиная с 70-х гг. уделялось большое внимание. А вот специалистов по научно-технической информации для отделов научно-технической информации (ОНТИ) предприятий и организаций, по разработке систем избирательного распределения информации (ИРИ) и дифференцированного обслуживания руководителей (ДОР) готовил только Институт повышения квалификации информационных работников (ИПКИР), который был создан в 1972 г. при Государственном комитете по науке и технике Совета Министров СССР. Первые учебные планы этого института были ориентированы именно на переподготовку специалистов для ОНТИ, отраслевых, региональных и государственных органов НТИ, в основном из библиотечных работников. Отделы и институты НТИ имеют существенную специфику по сравнению с обычными библиотеками. В настоящее время ведущие библиотеки включают в число функций своей деятельности ряд функций ОНТИ. Однако обслуживание в режимах ИРИ и ДОР, аналитико-син-тетическую обработку информации и ряд других специфических функций органов НТИ трудно осваивать работникам с гуманитарной библиотечной подготовкой.
А при развитии АСУ и АИС в направлении автоматизированных рабочих мест (АРМов), как правило, «забывают» о непривычной для АСУ научно-технической информации, индексирование и поиск которой требует специальных знаний.
По замыслу направления «Прикладная информатика» предусматривалось включение в учебные планы специальных дисциплин по научно-технической группе (документальные ИПС), нормативно-методической группе (документально-фактографические ИПС), в которых вводились специальные термины, типа информационно-поисковый
Экономика, Статистика и Информатика^ 1 3 №3, 2007
■
язык, дескриптор, тезаурус, поисковый образ документа и поисковый образ запроса, релевантность, пертинент-ность и т.п., давалось представление о системах ИРИ и ДОР, об информетрии и анализе документальных информационных потоков и других понятиях теории научно-технической информации. И этот замысел начал реализовываться в некоторых вузах (в частности, в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете).
Государственные образовательные стандарты создаются для того, чтобы отражать в них коллективный опыт передовых вузов и способствовать его распространению. С другой стороны, любая стандартизация сдерживает развитие содержания образования. Понятно, что при формулировании предложений по корректировке стандарта каждый вуз исходит из своего представления об информационной системе и из своих возможностей. А «демократическое» усреднение приводит к стабилизации существующего состояния, а не к развитию. Поэтому нынешняя тенденция к снижению регламентации, уменьшению числа обязательных дисциплин привлекательна.
В то же время, далеко не все вузы, судя по обсуждениям на заседаниях УМО, стремятся отразить в ГОСе специфику документального информационного поиска и другие особенности прикладной информатики. Поэтому представляется, что в число основных компетенций и дисциплин, оговариваемых в стандарте по направлению «Прикладная информатика», следовало бы включить понятия, отражающие специфику этого направления.
В частности, желательно отразить первоначальный замысел, вкладывае-
_
мый в понятие «прикладная информатика», т.е. рассмотреть все компоненты информатики по Темникову (элементы, процессы, системы), все виды информации (производственная, маркетинговая, мониторинговая, научно-техническая, нормативно-правовая, нормативно-методическая и т.п.), ориентацию на социально-экономические объекты, содержательный анализ информационных ресурсов, аналитико-синтетическую обработку информации, создание не просто ИС или ИПС, а систем ИРИ и ДОР, а в перспективе — и информационно-семантических систем, и другие рассмотренные выше особенности прикладной информатики.
Конечно, многие из обсуждаемых выше особенностей прикладной информатики, уже содержатся в проекте ГОС, хотя нередко в неявном виде. Но, надеюсь, что изложенное будет способствовать развитию дальнейших дискуссий по совершенствованию проекта ГОС, в том числе на страницах этого журнала.
Литература
1. Белоцерковский A.B. Анализ подходов к построению перечней направлений подготовки (специальностей) высшего профессионального образования Российской Федерации / A.B. Белоцерковский, В.Н. Козлов, С.В. Коршунов, Н.М. Розина, АИ. Руцкой. — СПб.: Изд-во Политех. ун-та, 2005.
2. Темников Ф.Е. Информатика // Известия ВУЗов: Электромеханика. 1963. № 11.
3. Михайлов А.И. и др. Информатика — новое название теории научной информации / А.И. Михайлов, А.И. Черный, Р.С. Гиляревский // Научно-техническая информация . 1966. № 12.
4. Михайлов А.И. и др.. Основы информатики / А.И. Михайлов, А.И.. Черный, Р.С. Гиляревский.—М.: Наука, 1968.
5. Михайлов А.И. и др. Научные коммуникации и информатика/ А.И. Михайлов, А.И. Черный, Р.С. Гиляревский. — М.: Наука, 1976.
6. Юсунов Р.М. и др. Информатика в системе научного знания XX и XXI / Р.М. Юсунов, Б.В. Соколов // Сб. научных трудов: Кибернетика и информатика. — СПБ.: Изд-во Политех. ун-та, 2006. — С. 6—21.
7. Хорошилов А.В. и др. Управление информационными ресурсами / А.В. Хорошилов, С.Н. Селетков, Н.В. Днепровская. — М.: Финансы и статистика, 2006.
8. Горькова В.И. Информетрия: Количественные методы в научно-технической информации // Итоги науки и техники. Сер. Информатика. Т. 10. — М.: ВИНИТИ, 1988.
9. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник / Под ред. В.Н. Волковой и А.А. Емельянова. — М.: Финансы и статистика, 2006.
10. Юрьев В.Н. и др. Информационные системы в экономике / В.Н. Юрьев, В.Н. Волкова. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006.
11. Черный А.И. Введение в теорию информационного поиска. — М.: Наука, 1975.
12. Шемакин Ю.И.и др. Компьютерная семантика / Ю.И. Шемакин, А.А. Романов. — М.: Научно-образовательный центр «Школа Китайгородской», 1995.
13. Тельнов Ю.Ф. Реинжиниринг бизнес-процессов. — М.: Финансы и статистика, 2004.
