Глава 8. тема 8. фундаментальные информационные технологии и их роль в образовании

Имеющиеся в настоящее время ИКТ и реализующие их ИС представляют довольно обширный спектр весьма различных информационных инструментов от довольно простых до весьма совершенных и мощных. Применение ИКТ в образовании во многом до сих пор носит недостаточно систематический и обоснованный характер. К тому имеются многочисленные причины различной природы, но все это не отменяет необходимости строго научного подхода к выбору и использованию ИКТ, применяемых в образовании. Для этого следует, прежде всего, сконцентрировать внимание на ключевых технологиях и реализующих их системах. Само собой разумеется, что такой выбор не может быть сделан совершенно однозначно и не свободен от определенной субъективности. Тем не менее, вполне реально выделить наиболее универсальные и мощные ИС и обозначить их наиболее интересные возможности для целей образования и для решения прикладных задач.

Начнем с безусловного лидера среди фирм-разработчиков ИКТ и реализующих их систем, т.е. с фирмы Oracle и ее продуктов. Оговоримся, что в настоящее время имеются и другие весьма солидные разработчики продвинутого и весьма совершенного программного обеспечения различного назначения. Выбор именно этой фирмы в качестве бесспорного лидера в данном секторе рынка объясняется сочетанием в ее продуктах следующих важнейших качеств. Универсальность целевого назначения выпускаемых программных продуктов, охватывающих практически весь спектр наиболее передовых технологий. Особенно важно активное использование и дальнейшая разработка технологий прикладного искусственного интеллекта в продуктах этой фирмы (экспертных систем, информационных хранилищ с высокой добавленной компонентой интеллектуальности, фреймовых структур и др.). Универсальность базовой платформы в виде соответствующей распределенной СУБД собственной разработки. Весьма удачное семейство приложений для анализа данных и подготовки решений также создает важное преимущество разработок фирмы Oracle по сравнению с продуктами прочих поставщиков ПО. Наконец, высокая переносимость, надежность и производительность также играют не последнюю роль во всемирном признании и широком распространении ее ПО.

Весь спектр продуктов этой фирмы рассматривать в данной монографии невозможно и не нужно. Вместо этого достаточно обозначить два наиболее важных направления среди них. Это семейство серверов баз данных (БД) этой фирмы аналогичного названия. Серверы БД этой фирмы занимают первое место среди конкурентных продуктов аналогичного назначения притом, что имеется большое количество достойных соперников среди фирм конкурентов. Это лидерство обусловлено множеством факторов, основными среди которых являются следующие. Этот сервер БД (точнее это семейство) характеризуются высочайшей надежностью и стабильностью работы. Производительность его работы также заслуживает самой высокой оценки. Принципы построения данной системы полностью отвечают всем требованиям открытой архитектуры (архитектуры открытых систем). Это в свою очередь обеспечивает хорошую согласованность работы этого сервера с другими программными продуктами и легкость установки и возможность работы его на различных аппаратных платформах. В целом это незаменимый продукт для создания мощных высокопроизводительных и наиболее надежных систем. Фирма-разработчик постоянно заботится о снабжении своих программных продуктов результатами новейших разработок и достижений ИКТ, включая обеспечение естественной интеграции с Интернет и использование Интернет технологий, применение технологий искусственного интеллекта и др., но об этом несколько позднее.

Важнейшим достижением ИКТ в целом и фирмы Oracle, в частности, является развитие технологии оперативного анализа данных (OLAP) и связанных с ними примыкающих ИКТ. Это связано с появлением и разработкой информационных хранилищ (ИХ) и многомерных баз данных, а также с технологией объектно-ориентированных СУБД. В целом процесс перехода от систем обработки данных к анализу данных характеризуется уверенным внедрением Систем Поддержки Принятия Решений (СППР) и значительным их распространением. Естественно, что этот важный процесс должен найти отражение и в применении ИКТ в образовании. Основные задачи, решаемые с применением этих направлений ИКТ таковы.

-Вычисление заданных показателей и статистических характеристик бизнес деятельности на основе ретроспективной информации из БД – класс аналитических задач.

-Наглядное представление (графическое и табличное) имеющейся сложно структурированной и не структурированной изначально информации – визуализация данных.

-Определение взаимосвязей и взаимозависимостей бизнес процессов на основе существующей информации (проверка статистических гипотез, кластеризации, нахождение ассоциаций и временных шаблонов) – добыча знаний.

-Проведение на ЭВМ экспериментов с математическими моделями, описывающими поведение сложных систем в течение заданного или формируемого интервала времени – имитационные эксперименты для анализа возможных последствий принятия того или иного управленческого решения.

-Синтез управления для определения допустимых управляющих воздействий, обеспечивающих достижение заданной цели.

-Оптимизационные задачи, основанные на интеграции имитационных, управленческих, оптимизационных и статистических методов моделирования и прогнозирования.

Следует понимать, что фирмы-разработчики OLAPне поставляют законченное решение для СППР. Поставляемое ими программное обеспечение представляет комплекс инструментальных средств для эффективной быстрой разработки самих СППР и прочих конкретных ИС для решения определенных задач, в том числе задач управления сложными системами. Другими словами OLAP – это средство разработки приложений, которые уже и будут решать (с помощью которых будут решаться) весьма непростые задачи. Сама OLAP-система базируется, как правило, на информационном хранилище (ИХ). По мнению многих специалистов, хотя ИХ может быть реализовано на реляционной БД и на многомерной базе данных (МБД), предпочтительнее использование МБД или применение при использовании реляционной БД между ней и OLAP специализированного сервера МБД, построения наиболее продвинутых ИС на базе архитектуры «клиент-сервер» к технологии построения ИС на базе усовершенствованной технологии «клиент-менеджер-сервер» расширенной до уровня WEB в сетях Интернет/Интранет. Одним из важных доводов в пользу перехода к Web-технологиям является кроссплатформенность приложений, создаваемых для Интернет.

Существуют и некоторые дополнительные соображения относительно выбора инструментария для разработки СППР и прочих сложных приложений. Соответствующее ПО должно включать в себя мощные инструменты администрирования и разработки OLAP-приложений (сервисной логики и собственно клиентских приложений). Содержать развитые средства импорта данных из разнообразных источников (из системы оперативной обработки транзакций и из внешних источников информации). Также это ПО должно позволять разрабатывать системы, которые были бы легко масштабируемы и модифицируемы применительно к постоянно изменяющимся масштабам, условиям и задачам предпринимательской деятельности. Очевидно, должна обеспечиваться поддержка Web-технологий, как перспективных и удобных средств построения информационных систем.

Семейство Oracle Express OLAP включает в себя следующие основные программные продукты. Сервер управления МБД Oracle Express Server для анализа, прогнозирования и генерации отчетов о предпринимательской деятельности. Система управления МБД, базирующаяся на персональных компьютерах (как бы мини-сервер для ПК). Профессиональная инструментальная среда для визуального объектно-ориентированного проектирования и разработки клиент-серверных приложений OLAP под MS Windows. Инструментальная среда конечного пользователя для просмотра и анализа многомерных данных, создания представительских приложений под Windows и демонстрации готовых приложений, разработанных при помощи предыдущих программных продуктов. Распределенная вычислительная система OLAP-приложений, которая обеспечивает планирование, контроль и составление отчетов о финансовой деятельности в масштабах предприятия и предназначена для работы в ЛС персональных компьютеров – Oracle Financial Analyzer. Инструментальное средство анализа корпоративных данных в интересах отделов продаж и маркетинга для оценки тренда в основных областях предпринимательской деятельности (анализатор продаж). Дополнения к самому серверу, позволяющие создавать приложения, выполняющиеся при помощи любого браузера.

Как видим это весьма мощный полноценный комплекс ПО, позволяющий решать обширный спектр задач, возникающих в различных сферах предпринимательской деятельности. Более того, и сам Сервер (ядро этого комплекса) уже является достаточно эффективным инструментом для решения разнообразных проблем. Так, он представляет собой многофункциональный инструмент поддержки принятия решений и одновременно с этим систему управления МБД. Сервер позволяет моделировать взаимосвязи между данными и тем самым дает возможность описывать в широких пределах предпринимательскую деятельность любой компании. Oracle Express Server (флагманский продукт всего описанного выше комплекса) обладает продвинутыми средствами анализа и прогнозирования временных рядов и включает мощный язык программирования высокого уровня Express, ориентированный на обработку многомерных данных. Это в свою очередь обеспечивает модификацию больших массивов данных весьма экономно всего лишь посредством нескольких строк программного кода. Наконец, Сервер обеспечивает средства моделирования бизнес-процессов и предпринимательской деятельности в целом, которые позволяют использовать для анализа данных схему «Что, если…?». Сами данные могут быть представлены в виде определяемых пользователем отчетов и графиков. Естественно программный интерфейс Сервера (API) поддерживает технологию клиент/сервер. При этом клиентом является приложение Windows, написанное на языке С, взаимодействующее с сервером посредством механизма вызова удаленных процедур. Сервер может посылать и принимать запросы от SQL-серверов (имеет встроенный язык запросов SQL). Он поддерживает технологию ODBC (для обмена данными с любыми БД, для которых на ПК установлены соответствующие ODBC-драйверы и систему защиты данных).

Весьма известна в бизнес сообществе и образовательной среде и другая фирма-разработчик программного обеспечения и готовых программных решений – SAS Institute. В ее ПО реализовано другое направление фундаментальной технологии, известное как пакет SAS Institute. Эта мощная система успешно использует идеологию и аппарат современной статистики. Сам этот пакет предоставляет интегрированный программный пакет средств доставки информации для принятия решений, который ориентирован как на нужды пользователей в сфере бизнеса, так и на сотрудников ИКТ-департаментов, оказывающих информационную поддержку бизнеса. Это также готовые интеллектуальные бизнес-решения, такие как стратегическое управление деятельностью компании, управление взаимоотношениями с клиентами и поставщиками, управление финансами, управление информационными ресурсами, управление персоналом.

Программные средства SAS включают инструменты построения, организации, управления и эксплуатации data warehouse (информационные хранилища, хранилища данных); средства деловой разведки, включая EIS, оперативную аналитическую обработку, разработку приложений и поддержку принятия решений; а также инструменты прикладного анализа, в т. ч. анализ технических данных, data mining и нейронные сети. SAS Institute предлагает также готовые программные решения, такие как финансовая консолидация и отчетность и управление аппаратными ресурсами. Программное обеспечение и бизнес-решения SAS используются в 30 000 государственных, научных учреждениях и компаниях по всему миру. Первый продукт SAS, выпущенный в год основания компании (1976), использовался для статистического анализа данных. Программный пакет состоял из нескольких модулей, которые выполнялись на мейнфреймах IBM. Помимо стандартной для мейнфреймов практики выполнения программ в пакетном (batch) режиме, SAS предложил оригинальную для того времени опцию — оконный интерфейс разработки и выполнения программ. Программа писалась в одном окне, результаты её работы отображались в другом, а логические цепочки выводились в третьем.

По мере того, как появлялись другие типы компьютеров, SAS разрабатывал приложения, которые выполнялись и в новой среде. Таким образом, пользователи SAS могли работать на компьютерах под управлением любой операционной системы. Сейчас приложения SAS могут выполняться на персональных компьютерах как сетевых, так и не подключённых к сети. На данный момент компания SAS является крупнейшим частным разработчиком программного обеспечения. Джим Гуднайт — владелец и CEO компании. Годовой доход компании в 2007 году достиг $2,15 млрд. Представительства компании работают в 109 странах и поддерживают более 45000 клиентов по всему миру. Благодаря тому, что компания частная и не обязана беспокоиться о своих биржевых котировках, необычно большая часть годового дохода SAS, около 25 %, направляется на исследования и разработку продуктов. Это сказывается на том, что в плане функционала продукты SAS, по признанию многих аналитиков, одни из сильнейших. Компания SAS предлагает полностью настраиваемые решения для автоматизации функциональных направлений бизнеса — финансового менеджмента, управления рисками, маркетинга, управления цепочками поставок и т.д. В решениях учитывается специфика конкретной отрасли. Все решения SAS основываются на платформенном подходе к бизнес-аналитике.

Единая аналитическая платформа SAS (SAS Enterprise Intelligence Platform) решает следующие базовые задачи:

• Интеграция данных из разных источников с параллельной очисткой этих данных.
• Хранение данных в специализированном аналитическом хранилище данных.
• Формирование и доставка пользователям аналитических отчётов различного уровня сложности.
• Углублённая аналитика — среда для проведения углублённого анализа данных (data mining), описательного и прогнозного моделирования, прогнозирования временных рядов, оптимизации и тому подобных задач.

На основе этой платформы строятся решения SAS для разработки основных проблем по главным функциональным направлениям бизнеса:

• Управление эффективностью организации (Performance Management)
• Процессно-ориентированное управление (activity-based management)
• Составление консолидированной отчетности
• Бюджетирование и финансовое планирование
• Анализ клиентской базы (клиентская аналитика)
• Управление маркетинговыми кампаниями
• Оптимизация маркетинговых кампаний
• Автоматизация кросс-продаж
• Поведенческая сегментация клиентов
• Управление маркетинговыми ресурсами
• Управление кредитными, операционными и рыночными рисками
• Борьба с мошенничеством и отмыванием денег
• Кредитный скоринг
• Управление цепочками поставок
• Прогнозирование спроса

Функциональные решения настраиваются в соответствии с отраслевой спецификой для банков, страховых кампаний, провайдеров телекоммуникационных услуг, транспортных, энергетических и др. промышленных компаний.

Требования глобализации экономики, в частности, интеграция национальных экономик стран Евросоюза, расширение деятельности СП и реализации совместных проектов разных стран и фирм-резидентов различных национальных экономик существенно стимулировали третье направление развития мощных универсальных программных продуктов и систем. В нем основной акцент сделан на принципы открытости, функциональной универсальности и совместимости. Это системы фирмы SAP, прежде всего мощнейшая универсальная система SAP R3. Большое значение в идеологии построения таких систем имеет ERP-технология, о чем несколько подробнее в контексте экономики и бизнеса еще будет сказано в следующем разделе. Здесь мы охарактеризуем это направление и соответствующее семейство программных продуктов больше с точки зрения архитектуры программно-аппаратного комплекса и соответствующих возможностей. Не случайно информационные технологии менеджмента – это важнейшая компонента системы обеспечения стратегической безопасности фирмы. Таким образом, в информационных экономических системах, предназначенных для управления корпорациями и иными крупными структурами, реализован универсальных механизм ERP-технологий. Он является не просто современным стандартом, но и обеспечивает тесную интеграцию различных фирм и структур в единый экономический организм. Одновременно с этим обеспечивается и масштабируемость описываемых информационных систем.

С другой стороны подобные системы, выдвигая довольно высокие требования к работающим с ними специалистам, способствуют продвижению ИКТ в среду менеджеров и повышению качества подготовки самих сотрудников подразделений информационного обслуживания, поддерживающих работу таких систем. Можно сказать, что эти системы (также как и продукты Oracle и SAS Institute) наряду с повышением эффективности управления экономикой и придания ей качественно нового характера, одновременно выводят на более высокий уровень обучение ИКТ и продвигают их применение в образовании. Более того, эти технологии и реализующие их информационные системы наиболее приспособлены к внедрению электронной коммерции и ведению электронного бизнеса, основанных на сетевых стандартах Интернет. Также облегчается использование карманных компьютеров, смартфонов и устройств сотовой связи в процессе реализации концепции мобильного офиса. Управление холдинговыми структурами и корпоративными структурами в большой степени обеспечивается гибкостью, присущей SAP R/3. Отдельно следует отметить ориентированность системы на оптимизацию бизнес-процессов и как следствие повышение конкурентоспособности бизнеса, управляемого посредством таких систем.

Внедрение этих систем и технологий способствует формированию качественно иных управленческих навыков, синтезу технологий проектного менеджмента и интегрированной современной бизнес среды. Это отвечает необходимости ускорения происходящего сейчас перехода от управления, основанного на принципах разделения труда (Тейлор) к структурированию фирм на базе полных бизнес процессов, а не отдельных функций и к отказу от деления задания на основе максимально возможного распределения работ и функций. Соответствующие информационные системы, обучение работе с ними, обучение на их основе ориентированы не просто на оптимизацию бизнес процессов. Они адаптированы к современным технологиям создания добавленной стоимости, основанным на концепции цепи создания добавленной стоимости как суммы бизнес-операций (бизнес-функций). Схема ориентированного на процессы структурирования задач в рамках процесса создания добавленной стоимости такова:

• объединение задач и локализация процессов принятия решений;
• разделение труда за рамками одной фирмы;
• минимизация промежуточного звена между процессами.

Все это невозможно без использования современных ИКТ и особенно интегрированных систем. Сама система SAP R/3 уже структурирована как программная система, ориентированная на управление процессами. Поскольку на концептуальном уровне бизнес-процессы уже воспроизведены в системе и имеется интегрированное хранилище данных и средств управления информационными потоками, при внедрении SAP R/3 не требуется воспроизводить бизнес-процессы с нуля. Необходимо только настроить систему под нужды конкретной фирмы (структуры). Далее всевозможные открытые интерфейсы (прежде всего Интернет и др. более специализированные) позволяют организовывать взаимодействие с удаленными подразделениями и деловыми партнерами. А это в свою очередь обеспечивает возможность интеграции бизнес-процессов за пределами конкретной фирмы.

Еще одним важным аспектом, отвечающим требованиям эффективного управления большими системами, является умелое использование технологии распределенных вычислений. В свое время в развитие этого направления большой вклад внесла фирма SUN (поглощенная недавно все тем же Oracle). Также и SAP уделяет большое внимание возможности распределенной работы интегрированной системы. Для этого SAP AG разработала концепцию распределенных приложений (Application Link Enabling - ALE). Используя эту концепцию, можно управлять бизнес-процессами географически удаленных распределенных подразделений. Каждая из систем этих подразделений использует при этом собственную базу данных (БД). Поэтому обеспечение целостности транзакций требует постоянной синхронизации информации во всей распределенной системе. Более старые интерфейсы были основаны на использовании интерфейса управления очередями, который поддерживал только полудуплексную передачу данных. Несколько более совершенным представляется программирование процедуры обмена данными на базе языка ABAP/4. Наконец, удобнее организовать обмен данными с использованием удаленного вызова функций. В настоящее время, начиная с версии 3.0 система поддерживает буферизованный обмен данными и асинхронный удаленный вызов функций, гарантируя тем самым целостность транзакций и удобство передачи данных.