3.2. 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. 3.2 приведена схема взаимосвязи моделей базовой информационной технологии. В зависимости от области приме­нения и назначения информационной технологий 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, например, информационная технология проектируется на автоматизированных рабочих местах (АРМ), не объединенных в сеть, 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 предполагают 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 и накопление дан­ных и представление знаний.

Модель обработки данных включает в себя (см. рис. 3.2) 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. Комплекс 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 (ПрД) на логическом уровне представляют собой алгоритмы и программы обработки данных и их структур. Сюда включаются стандартные процедуры, такие, как сортировка, поиск, создание и преобразование статических 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), коммутации (К), маршрутизации (М). 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 схемами.

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.

Модель представления знаний. 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 информационных техно­логий (ИТ) 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   В настоящее время ис­пользуются такие модели, как логические алгоритмические (А), семантические (С), фреймовые (Ф) и интегральные (И).

Модель управления данными. Взаимная увязка базовых инфор­мационных процессов, их синхронизация на логическом уровне осуществляются через модель управления данными. 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                                                        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 дан­ных осуществляется с помощью комплексов программ управле­ния базами данных, получивших название систем управления ба­зами данных. С увеличением объемов информации, хранимой в базах данных, при переходе к распределенным базам и банкам данных управление процессом накопления усложняется и не все­гда поддается формализации. Поэтому в ИТ при реализации про­цесса накопления часто возникает необходимость в человеке — администраторе базы данных, который формирует и ведет мо­дель накопления данных, определяя ее содержание и поддержи­вая ее в актуальном состоянии.