Создание хранение и переработка информации в технике реферат: Реферат на тему “Создание, переработка и хранение информации в технике” - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Реферат «Создание, переработка и хранение информации в технике» заказать в Москве от 270 руб.

Отзывы авторов

Узнать стоимость работы за 1 минуту

Нужен реферат для вуза или колледжа на тему Создание, переработка и хранение информации в технике?

Студенты в особенности знают, как порою бывает сложно выкроить свободное время на подготовку учебных заданий. Ситуацию усугубляют заботы, связанные с работой, родными и близкими, бытом и пр. А такими навыками, как стрессоустойчивость и многозадачность, которые бы помогли не паниковать и все успевать, владеют далеко не все. Как быть?

Оптимальное решение — обратиться к специалистам FastFine. У нас можно купить реферат по теме Создание, переработка и хранение информации в технике — сделаем настолько быстро, насколько это требуется!

Как заказать реферат?

Перейдите на главную страницу, чтобы оформить онлайн-заявку. Выберите нужный вид работы (реферат), тему (Создание, переработка и хранение информации в технике), предмет, объем в страницах и дату, к которой заказ должен быть выполнен.
В течение 15 минут сервис обработает ваш запрос и с вами свяжется наш специалист, чтобы подтвердить заказ и уточнить детали (этапы выполнения, стоимость и пр.). По завершении звонка заказ незамедлительно поступает в работу.
В день, указанный в заявке, вы получите готовый реферат — абсолютной уникальный и без ошибок.

Почему именно у нас берут реферат на заказ?

Оперативность выполнения. Специалисты FastFine с большим опытом и глубокими знаниями могут выполнить реферат всего за несколько часов, а значит клиент может получить заказ прямо в день оформления заявки. А если что-то пойдет не так и мы просрочим заказ (чего практически не бывает), сделаем реферат абсолютно бесплатно.

Высокий профессионализм. Наш сайт сотрудничает с более чем 1400 авторами студенческих работ. Каждый из них — специалист в своей академической сфере, знающий, как правильно написать и оформить реферат, чтобы вы получили высший балл.
Сложные темы. У нас найдется автор даже по самой сложной или редкой дисциплине — как по техническим, так и гуманитарным наукам. Справимся с любым уровнем сложности.
100%-я уникальность. Каждый проект, который создается нашими специалистами, пишется под индивидуальный запрос и целиком с нуля. Вы не найдете нашему тексту аналога в сети. Ему не страшна проверка сервисами вроде Антиплагиат.

Гибкие цены. Стоимость за реферат не фиксирована, а формируется, исходя из трех критериев — вид работы и дисциплина, а также объемы и дедлайн. В целом это конкурентоспособная цена, которая впишется в бюджет любого студента.
Бесплатная доработка. Если выполненная работа не будет соответствовать вашим начальным требованиям, автор не получит свой гонорар и будет вынужден выполнить доработку столько раз, сколько потребуется, иначе он не получит свой гонорар. Предъявлять претензии к заказу можно в течение 30 дней.
Полная анонимность. Не беспокойтесь, с нашей стороны ни ваши личные данные, ни сам факт обращения к нашим специалистам не будет предан огласке.
Разные виды работ. У специалистов FastFine можно заказать реферат и любые другие виды студенческих работ — эссе, доклад, курсовой проект, диплом, диссертация и т.д. Справимся с любой задачей — своевременно, надежно и на выгодных условиях.

Главным преимуществом FastFine можно считать многолетний опыт и свыше 100 000 написанных академических работ для учащихся Москвы и по всей России!

Вы можете заказать реферат по теме Создание, переработка и хранение информации в технике прямо сейчас! Мы работаем с 10:00 до 22:00 каждый день и без выходных.

Помощь в написании реферата на тему

Особенности функционирования первых ЭВМ
Информационный язык как средство представления информации
Основные способы представления информации и команд в компьютере
Разновидности компьютерных вирусов и методы защиты от них. Основные антивирусные программы
Жизненный цикл информационных технологий

Основные подходы к процессу программирования: объектный, структурный и модульный

Посмотреть все темы

Реферат На Тему Информация В Технике – Telegraph

➡➡➡ ПОДРОБНЕЕ КЛИКАЙ ЗДЕСЬ!

Реферат На Тему Информация В Технике
в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме . . Информатики РЕФЕРАТ на тему: «Понятие информация» Выполнил . .
Главная > Реферат >Информатика . . Тема: Информация и ее свойства . . В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских . .
16 . 2019 – Реферат на тему “Создание, переработка и хранение информации в технике” . Объектом исследования в работе являются . .
Реферат – Слово информация происходит от латинского informatio, . . А в вычислительной технике битом называют наименьшую “порцию” памяти, . . Тема «Информация, ее виды и свойства» Цели: Формирование понятия об . .
7 . – Информационные процессы в живой природе, обществе, технике . . . В неживой природе понятие информации связывают с понятием отражения, отображения . В быту . . реферат [127,6 K], добавлен 27 .02 .2009 .
18 . 2006 – Что такое информационный процесс, информация . . . людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику . .
В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских ситуациях . В обиходе информацией называют любые данные или сведения . .
РЕФЕРАТ . на тему: “Информация и информационные технологии” . . . связи, как и в компьютерной технике используются символы 1 или 0 двоичного . .
19 . – С Информация и информационные процессы в природе, обществе, технике . Информационная деятельность человека . К концу XX в .
На этом уроке учащиеся вспомнят, как человек воспринимает информацию, познакомятся с понятием информации в обществе и технике, узнают о . .
22 . – Скачать реферат по теме: Информационный процесс . . . Передача информации может осуществляться в письменной, устной . . В неживой природе информационные процессы, существуют лишь в технике .
Реферат по информатике и ИКТ по теме: «Информационная картина мира» . . Понятие «Информация» является одним из фундаментальных в современной . . Появление понятия «энергия» было связано с развитием техники, . .
14 . 2020 – Краткое изложение (конспект для учащихся) по теме “Информация и информационные процессы в природе, обществе, технике .
Н .К . Крупской . кафедра алгебры и геометрии Методика изложения темы . . “Информация и информационные процессы” и ”Представление . . Единство информационных процессов в живой природе, обществе и технике .
5 . – На тему Понятие и сущность информации и информационных ресурсов (реферат) . . базы информационной сферы народного хозяйства – информационной техники и технологии, с выделением двух подгрупп: . .
Информа́ция (от лат . informātiō «разъяснение, представление, понятие о чём-либо» . . На эту тему нужно создать отдельную статью (см . иноязычные аналоги) . Предметом изучения информатики являются именно данные: . .
Живые организмы способны передавать через поколения информацию о своем строении и жизненных функциях . Механизм передачи и сохранения . .
Темы рефератов по курсу “Информатика” . 1 . Передача, преобразование, хранение и использование информации в технике . 2 . Язык как способ . .
ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ “ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА” (БАКАЛАВРИАТ) . Административное право · Безопасность жизнедеятельности
Купить реферат на тему «Современные способы кодирования информации в вычислительной технике», оценка 5 .0, уникальность 100% . Скачать . .
Методы оценки количества информации . Комбинаторный . . Первой задачей является изучение общих понятий по данной теме . . . использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные .
Доклад по информатике на тему свойства информации – Реферат – Понятие и свойства информации, . . информатики и вычислительной техники .
2 – Работа по теме: Основы информатики и вычислительной техники . Глава: . . и вычислительной техники Реферат . Предмет: Информатика . ВУЗ: УГАТУ . . . Основные блоки ПК, устройства обработки информации 3 .
11 2020 – Генетически информатика связана с вычислительной техникой, компьютерными . . Реферат на тему “История развития информатики как науки” . . в информатике акцент делается на свойствах информации и . .
Этот реферат не является универсальным путеводителем в области цифрового звука и цифровой аудио и видео техники, однако в нем мы попытаемся . .
Реферат по информатике и телекоммуникациям на тему: Преимущества . . Хранение информации в цифровых системах проще, чем в аналоговых .
Главная > Реферат . . Тема: «Информация как предмет защиты» . . Широкое развитие средств вычислительной техники и связи позволило собирать, . .
Понятие информации, её качество и количество . . . хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных посредством вычислительной техники, . .
Информационные процессы в природе, обществе, технике . . . Для целенавленного использования информации ее необходимо собирать, . .
6 . 2020 – Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ Тема 1 . . . информация, на основе которой можно эффективно и реферат информатика и . .
Атрибутивная и функциональная концепции информации . Информация . . Современные способы кодирования информации в вычислительной технике .
Статью следует разделить: часть совместить со страницей [Информация], часть — объединить с [w:Информация|одноимённой статьёй из Википедии] .
31 . – Краткое изложение (конспект для учащихся) по теме “Информация и информационные процессы в природе, обществе, технике .
4 . – . . реферат по теме ‘Информация: определение, классификация, . . средств вычислительной техники информация стала выступать в . .
Информационные процессы — реферат . Содержание . . Установлена общность информационных процессов в живой природе, обществе и технике .
Информация – это настолько глубокое и общее понятие, что его нельзя объяснить одной фразой . В это слово вкладывается разный смысл в технике, . .
Технические средства обработки информации ГАГАРИНА ДИНАРА . . Тема урока: «История развития вычислительной техники» Цель урока: . .
Реферат по истории . Тема: ТЕХНИКА II МИРОВОЙ ВОЙНЫ . Cтудент Сазыкин Дмитрий . СОДЕРЖАНИЕ . Танк Т-34 . Бм-13 (КАТЮША) . Истребитель ИЛ-2 .
Общее положения: К работе в компьютерном классе допускаются лица, прошедшие данную инструкцию по технике безопасности и правилам . .
17 . – Информация в природе, обществе и технике . 1 .1 .1 . Информация в неживой природе . В физике, которая изучает неживую природу, . .
БАНК ДАННЫХ – Совокупность взаимосвязанных массивов информации (баз данных), . . библиографические описания документов и /или их рефераты .
в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме . . Информатики РЕФЕРАТ на тему: «Понятие информация» Выполнил . .
Главная > Реферат >Информатика . . Тема: Информация и ее свойства . . В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских . .
16 . 2019 – Реферат на тему “Создание, переработка и хранение информации в технике” . Объектом исследования в работе являются . .
Реферат – Слово информация происходит от латинского informatio, . . А в вычислительной технике битом называют наименьшую “порцию” памяти, . . Тема «Информация, ее виды и свойства» Цели: Формирование понятия об . .
7 . – Информационные процессы в живой природе, обществе, технике . . . В неживой природе понятие информации связывают с понятием отражения, отображения . В быту . . реферат [127,6 K], добавлен 27 . 02 .2009 .
18 . 2006 – Что такое информационный процесс, информация . . . людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику . .
В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских ситуациях . В обиходе информацией называют любые данные или сведения . .
РЕФЕРАТ . на тему: “Информация и информационные технологии” . . . связи, как и в компьютерной технике используются символы 1 или 0 двоичного . .
19 . – С Информация и информационные процессы в природе, обществе, технике . Информационная деятельность человека . К концу XX в .
На этом уроке учащиеся вспомнят, как человек воспринимает информацию, познакомятся с понятием информации в обществе и технике, узнают о . .
22 . – Скачать реферат по теме: Информационный процесс . . . Передача информации может осуществляться в письменной, устной . . В неживой природе информационные процессы, существуют лишь в технике .
Реферат по информатике и ИКТ по теме: «Информационная картина мира» . . Понятие «Информация» является одним из фундаментальных в современной . . Появление понятия «энергия» было связано с развитием техники, . .
14 . 2020 – Краткое изложение (конспект для учащихся) по теме “Информация и информационные процессы в природе, обществе, технике .
Н .К . Крупской . кафедра алгебры и геометрии Методика изложения темы . . “Информация и информационные процессы” и ”Представление . . Единство информационных процессов в живой природе, обществе и технике .
5 . – На тему Понятие и сущность информации и информационных ресурсов (реферат) . . базы информационной сферы народного хозяйства – информационной техники и технологии, с выделением двух подгрупп: . .
Информа́ция (от лат . informātiō «разъяснение, представление, понятие о чём-либо» . . На эту тему нужно создать отдельную статью (см . иноязычные аналоги) . Предметом изучения информатики являются именно данные: . .
Живые организмы способны передавать через поколения информацию о своем строении и жизненных функциях . Механизм передачи и сохранения . .
Темы рефератов по курсу “Информатика” . 1 . Передача, преобразование, хранение и использование информации в технике . 2 . Язык как способ . .
ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ “ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА” (БАКАЛАВРИАТ) . Административное право · Безопасность жизнедеятельности
Купить реферат на тему «Современные способы кодирования информации в вычислительной технике», оценка 5 .0, уникальность 100% . Скачать . .
Методы оценки количества информации . Комбинаторный . . Первой задачей является изучение общих понятий по данной теме . . . использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные .
Доклад по информатике на тему свойства информации – Реферат – Понятие и свойства информации, . . информатики и вычислительной техники .
2 – Работа по теме: Основы информатики и вычислительной техники . Глава: . . и вычислительной техники Реферат . Предмет: Информатика . ВУЗ: УГАТУ . . . Основные блоки ПК, устройства обработки информации 3 .
11 2020 – Генетически информатика связана с вычислительной техникой, компьютерными . . Реферат на тему “История развития информатики как науки” . . в информатике акцент делается на свойствах информации и . .
Этот реферат не является универсальным путеводителем в области цифрового звука и цифровой аудио и видео техники, однако в нем мы попытаемся . .
Реферат по информатике и телекоммуникациям на тему: Преимущества . . Хранение информации в цифровых системах проще, чем в аналоговых .
Главная > Реферат . . Тема: «Информация как предмет защиты» . . Широкое развитие средств вычислительной техники и связи позволило собирать, . .
Понятие информации, её качество и количество . . . хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных посредством вычислительной техники, . .
Информационные процессы в природе, обществе, технике . . . Для целенавленного использования информации ее необходимо собирать, . .
6 . 2020 – Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ Тема 1 . . . информация, на основе которой можно эффективно и реферат информатика и . .
Атрибутивная и функциональная концепции информации . Информация . . Современные способы кодирования информации в вычислительной технике .
Статью следует разделить: часть совместить со страницей [Информация], часть — объединить с [w:Информация|одноимённой статьёй из Википедии] .
31 . – Краткое изложение (конспект для учащихся) по теме “Информация и информационные процессы в природе, обществе, технике .
4 . – . . реферат по теме ‘Информация: определение, классификация, . . средств вычислительной техники информация стала выступать в . .
Информационные процессы — реферат . Содержание . . Установлена общность информационных процессов в живой природе, обществе и технике .
Информация – это настолько глубокое и общее понятие, что его нельзя объяснить одной фразой . В это слово вкладывается разный смысл в технике, . .
Технические средства обработки информации ГАГАРИНА ДИНАРА . . Тема урока: «История развития вычислительной техники» Цель урока: . .
Реферат по истории . Тема: ТЕХНИКА II МИРОВОЙ ВОЙНЫ . Cтудент Сазыкин Дмитрий . СОДЕРЖАНИЕ . Танк Т-34 . Бм-13 (КАТЮША) . Истребитель ИЛ-2 .
Общее положения: К работе в компьютерном классе допускаются лица, прошедшие данную инструкцию по технике безопасности и правилам . .
17 . – Информация в природе, обществе и технике . 1 .1 .1 . Информация в неживой природе . В физике, которая изучает неживую природу, . .
БАНК ДАННЫХ – Совокупность взаимосвязанных массивов информации (баз данных), . . библиографические описания документов и /или их рефераты .

Реферат На Тему Перспектива

Виды И Формы Трудовой Деятельности Реферат

Организация Стационарной Помощи Населению Реферат

Реферат На Тему Правила Поведения

Социальное Мошенничество Реферат

Создание, переработка и хранение информации в технике, выполненный реферат по информатике на Автор24

выполнено на сервисе Автор24

Студенческая работа на тему:

Создание, переработка и хранение информации в технике

Как заказчик описал требования к работе:

Необходимо написать реферат по информатике. Обращаюсь к авторам, у которых много работ по этой дисциплина. Прикрепляю пример и оформление доклада. Срок – 3 дня. 12 страниц печатного текста шрифт 14

Стоимость
работы

200 ₽

Заказчик не использовал рассрочку

Гарантия сервиса
Автор24

20 дней

Заказчик воспользовался гарантией, чтобы исполнитель повысил уникальность работы

Создание, переработка и хранение информации в технике.docx

Общая оценка

Положительно

спасибо, огромное, не реальную работу в короткие сроки)) не смотря на форс-мажоры)))

Хочешь такую же работу?
Зарегистрироваться

Тебя также могут заинтересовать

по этому предмету по этому типу и предмету

Обязательное

Отчёт по практике

Информатика

Стоимость:

700 ₽

Решить 5 задач по информатике, 10 класс

Контрольная работа

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Выполнить задание в Эксель нужно сегодня до 9-30 утра по мск

Решение задач

Информатика

Стоимость:

150 ₽

Задачи на тему “Интернет”

Решение задач

Информатика

Стоимость:

150 ₽

База данных Access

Лабораторная работа

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Современное состояние и применение технологии распознавания изображений

Курсовая работа

Информатика

Стоимость:

700 ₽

информатика

Контрольная работа

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Выполнить 1 задание по информатике

Контрольная работа

Информатика

Стоимость:

300 ₽

КМ Технологическая (проектно-технологическая) практика | У. О | Учебная практика 2 сем

Отчёт по практике

Информатика

Стоимость:

700 ₽

Вычислительная техника и сети в отрасли

Контрольная работа

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Перенос графика в ворд

Набор текста

Информатика

Стоимость:

300 ₽

4162 Информатика

Контрольная работа

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Операционная система WINDOWS XP. Назначение и основные возможности

Реферат

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Реферат на тему “Операционная система “Windows””

Реферат

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Компьютерная графика

Реферат

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Принципы работы в 2ГИС

Реферат

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Написать текста для инф. страниц (доставка, оплата, о компании…) от 1500 до 4000 сим.

Реферат

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Технология оптимизации аппаратного и программного обеспечения ПК

Реферат

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Полная» и упрощенная идентификация клиентов в России: формы реализации.

Реферат

Информатика

Стоимость:

300 ₽

“Информационно-поисковые и автоматизированные системы обработки данных. Компьютерные сети в медицине”.

Реферат

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Непрерывная и дискретная информация

Реферат

Информатика

Стоимость:

300 ₽

Читай полезные статьи в нашем

Форматы видеофайлов

Вы, наверное, обращали свое внимание, что разные видеофайлы имеют различные форматы. Почему существует большое количество различных форматов видеофайлов?
Потому что изначально эти форматы разрабатывались для различных целей. В некоторых форматах можно хранить несколько звуковых дорожек и субтитры, а в файлах другого формата нет такой возможности. Одни форматы больше подходят для трансляции, а други…

подробнее

Объекты рабочего стола Windows 7

Первое, что видит пользователь сразу после входа в систему, это рабочий стол Windows. Рабочий стол Windows – это пространство для организации быстрого доступа к программам и документам, которые часто используются. Следует помнить, что внешний вид рабочего стола и его настройки задаются отдельно для каждой учетной записи. То есть если на одном компьютере есть два пользователя, то входя в систему по…

подробнее

Работа с диаграммами в текстовом процессоре MS Word

Для вставки диаграммы в Word, начиная с версии 2007, нужно нажать кнопку Диаграмма на вкладке Вставка в группе Иллюстрации, после чего откроется диалоговое окно Вставка диаграммы.

Рисунок 1. Группа Иллюстрации вкладки Вставка
Диалоговое окно Вставка диаграммы дает возможность выбора типа диаграммы (гистограмма, график, круговая, линейчатая, с областями, точечная, биржевая, поверхность, кольцевая, пу…

подробнее

Рабочая книга и листы в MS Excel

Рабочая книга располагается в рабочей области окна табличного процессора.
Рабочий лист является основным элементом рабочей книги и предназначен для ввода, редактирования, хранения данных, выполнения вычислений. Основной структурной единицей рабочего листа является ячейка.
Рабочие листы могут быть двух типов:
Рабочий лист разбит на строки (нумеруются арабскими цифрами) и столбцы (именуются латинскими …

подробнее

Форматы видеофайлов

подробнее

Объекты рабочего стола Windows 7

подробнее

Работа с диаграммами в текстовом процессоре MS Word

подробнее

Рабочая книга и листы в MS Excel

подробнее

Урок 4. информационные процессы – Информатика – 7 класс

Информатика

7 класс

Урок № 4

Информационные процессы

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

Понятие информационного процесса.
Информационные процессы в окружающем мире.
Сбор информации, её обработка, передача, хранение.
Ориентированный и неориентированный графы.
Основные понятия: дерево, корень, вершина (узел), лист.

Тезаурус:

Процессы, связанные с изменением информации или действиями с использованием информации, называют информационными процессами.

Деятельность человека, связанную с процессами сбора, представления, обработки, хранения и передачи информации, называют информационной деятельностью.

Решение практически любой задачи начинается со сбора информации.

Обработка информации – это целенаправленный процесс изменения содержания или формы представления информации.

Сохранить информацию – значит тем или иным способом зафиксировать её на некотором носителе.

Передача информации осуществляется по схеме: источник информации – кодирующее устройство – канал связи – декодирующее устройство – приёмник информации.

Основная литература:

Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.

Дополнительная литература:

Босова Л. Л. Информатика: 7–9 классы. Методическое пособие. // Босова Л. Л., Босова А. Ю., Анатольев А. В., Аквилянов Н.А. – М.: БИНОМ, 2019. – 512 с.
Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 1. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 2. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.

Теоретический материал для самостоятельного изучения.

1. Понятие информационного процесса.

Последовательная смена состояний (изменение) в развитии чего-либо называется процессом.

Можно выделить следующие основные информационные процессы: сбор информации, представление информации, обработка информации, хранение информации, передача информации.

Рассматривая карту местности, читая афишу, просматривая телепередачу, измеряя температуру воздуха, делая новые записи в календаре погоды или в телефонной книге, мы собираем и сохраняем информацию. Пытаясь решить возникшую проблему, выполнить домашнее задание, ответить на вопрос, мы всегда обрабатываем известную информацию. Отправляем ли мы письмо, SМS-сообщение или разговариваем по телефону – мы передаём и получаем информацию.

Рассмотрим информационные процессы более подробно.

2. Сбор информации.

Решение практически любой задачи начинается со сбора информации. Например, для того чтобы знать, какие телефильмы вы сможете посмотреть во время каникул, вам нужно собрать соответствующую информацию из программ телеканалов. Чтобы подготовить сообщение о достопримечательностях родного края, вам нужно расспросить взрослых, посетить краеведческий музей, изучить справочную литературу. Чтобы выбрать книгу в подарок другу, нужно знать, чем он интересуется, и какие книги у него уже есть.

Особая ценность собранной информации состоит в том, что она может служить источником новых знаний об окружающем нас мире.

Можно привести примеры сбора информации, предполагающие использование различных измерительных устройств. Так, задача составления прогноза погоды предполагает сбор на метеорологических станциях информации о температуре, осадках, атмосферном давлении, влажности воздуха, скорости и направлении ветра.

Многие, интересующие специалистов процессы, протекают очень быстро и могут быть сопряжены с опасностью для жизни. Например, такие ситуации могут возникнуть при сборе информации об аэродинамических характеристиках при разработке новой модели автомобиля, о его возможных повреждениях при столкновении с препятствием и т. д. В подобных случаях для сбора информации используются сложные автоматизированные измерительные комплексы.

3. Обработка информации.

Информацию об окружающем мире, собранную непосредственно через органы чувств или с помощью измерительных приборов, человек должен своевременно обрабатывать. Например, при переходе улицы, следует очень быстро обрабатывать информацию о сигналах светофора, о движении автомашин и др. Значительно большие информационные потоки должен обрабатывать специалист, обслуживающий пульт управления электростанции или другой сложной технической системы.

Когда пешеход переходит улицу, ученик отвечает на вопрос по истории, решает геометрическую задачу или переводит текст с русского языка наиностранный, а пилот принимает решение о наборе высоты или изменении скорости полёта, все они обрабатывают входную (поступившую) информацию. Из этой информации после её обработки получается выходная информация.

Обработка информации – это целенаправленный процесс изменения содержания или формы представления информации.

Можно выделить два типа обработки информации:

обработка, связанная с получением нового содержания, новой информации;
обработка, связанная с изменением формы представления информации, не изменяющая её содержания.

К первому типу обработки информации относятся: преобразование по правилам (в том числе вычисления по формулам), исследование объектов познания по их моделям, логические рассуждения, обобщение и др.

Задача. Пятеро одноклассников: Аня, Саша, Лена, Вася и Миша стали победителями олимпиад школьников по физике, математике, информатике, литературе и географии. Известно, что:

победитель олимпиады по информатике учит Аню и Сашу работе на компьютере;
Лена и Вася тоже заинтересовались информатикой;
Саша всегда побаивался физики;
Лена, Саша и победитель олимпиады по литературе занимаются плаванием;
Саша и Лена поздравили победителя олимпиады по математике;
Аня сожалеет о том, что у неё остаётся мало времени на литературу.

Победителем какой олимпиады стал каждый из этих ребят? Решение. Задачи такого типа решаются с помощью логических рассуждений, которые удобно фиксировать в таблице. Ниже представлена таблица, в которой отражена информация о победителях олимпиад, содержащаяся в условии задачи. Например, из п. 1 можно сделать вывод, что ни Аня, ни Саша не являются победителями олимпиады по информатике. Это отражено в таблице знаками «‑› в ячейках на пересечении строк и столбцов с соответствующими именами школьников и названиями олимпиад.

Имя победителя	Олимпиада
Имя победителя	физика	математика	информатика	литература	география
Аня			–	–
Саша	–	–	–	–
Лена		–	–	–
Вася			–
Миша

Имеющейся в таблице информации достаточно, чтобы сделать вывод о том, что победителем олимпиады по информатике стал Миша. Отметим это знаком «+» в соответствующей ячейке. Так как каждый из ребят стал победителем одной олимпиады, то Миша не может быть победителем олимпиад по физике, математике, литературе и географии. Отразим это знаками «‑» в соответствующих ячейках.

Продолжив рассуждения, получим:

Имя победителя	Олимпиада
Имя победителя	физика	математика	информатика	литература	география
Аня	–	+	–	–	–
Саша	–	–	–	–	+
Лена	+	–	–	–	–
Вася	–	–	–	+	–
Миша	–	–	+	–	–

Ответ: Аня – победитель олимпиады по математике, Саша – по географии, Лена – по физике, Вася – по литературе, Миша – по информатике.

Ко второму типу обработки информации можно отнести:

структурирование – организацию информации по некоторому правилу, связывающему её в единое целое;
кодирование – переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для восприятия, хранения, передачи или обработки информации;
отбор информации, требуемой для решения некоторой задачи, из информационного массива.

Большая часть информации в школьных учебниках представлена в форме текста на естественном языке. Представить изучаемый материал в общих, главных чертах, структурировать его, показав связи между отдельными частями, позволяют графические схемы. Одной из разновидностей таких графических схем является граф. Граф состоит из вершин, связанных линиями. Вершины графа могут изображаться кругами, овалами, точками, прямоугольниками и т. д. Линии, связывающие вершины, могут быть направленными (со стрелкой) или ненаправленными (без стрелки). В первом случае их называют дугами, во втором – рёбрами.

Например, типы обработки информации можно представить с помощью графа, изображённого на рис. 1.

Главным помощником человека в обработке больших информационных потоков является компьютер. Например, учёному трудно анализировать результаты измерений – десятки и сотни тысяч чисел, собранных с помощью некоторых автоматических устройств. Для получения информации о свойствах изучаемых объектов результаты измерений должны быть интерпретированы. Компьютеры позволяют, на основании результатов измерений, построить диаграммы и графики, дающие наглядное представление о соотношениях величин и зависимостях свойств в изучаемых предметах, процессах, явлениях.

На уроках информатики вы познакомитесь с возможностями компьютеров в обработке информации разных видов.

4. Хранение информации

Для того чтобы информация стала достоянием многих людей и могла передаваться последующим поколениям, она должна быть сохранена. История человечества знает разные способы хранения информации. Это и рисунки на стенах пещер, и глиняные таблички с клинописью, и рукописи на папирусе, и тексты на пергаменте, и берестяные грамоты, и всевозможные документы на бумаге. С помощью диктофона можно записать разговор людей или пение птиц, с помощью фотоаппарата или видеокамеры – сохранить изображение.

Хранение информации всегда связано с её носителем – материальным объектом, на котором можно тем или иным способом зафиксировать информацию.

Сохранить информацию – значит, тем или иным способом: зафиксировать её на некотором носителе.

Основным носителем информации на протяжении нескольких столетий остаётся бумага, что связано с такими её свойствами, как: относительная дешевизна изготовления; прочность и долговечность; удобство нанесения знаков и рисунков с помощью разноцветных красок.

В наши дни широкое распространение получили электронные носители информации – магнитные диски, оптические диски, флешкарты и другие. Информация, хранящаяся на электронных носителях, может быть воспроизведена и обработана с помощью компьютера.

Важным хранилищем информации для человека является его память. Действительно, каждый человек определённую информацию хранит «в уме». Мы помним свой домашний адрес, имена, адреса и телефоны близких родственников и друзей. В нашей памяти хранятся таблицы сложения и умножения, основные орфограммы и другие знания, полученные в школе. Но так уж устроен человек, что если не закреплять знания постоянными упражнениями, информация очень быстро забывается. Избежать потерь информации нам помогают записные книжки, справочники, энциклопедии и другие долговременные носители информации.

Хранилищами информации для человечества являются библиотеки, архивы, патентные бюро, картинные галереи и музеи, видеотеки и фонотеки. Гигантским хранилищем информации является компьютерная сеть Интернет.

5. Передача информации.

Мы постоянно участвуем в процессе передачи информации. Люди передают друг другу просьбы, приказы, отчёты о проделанной работе, публикуют рекламные объявления, отправляют письма, пишут SMS. Передача информации происходит при чтении книг, при просмотре телепередач, при разговоре по телефону и общении в компьютерной сети Интернет.

Рассмотрим процесс передачи информации более подробно (рис. 2):

информация от источника поступает в кодирующее устройство;
в кодирующем устройстве информация преобразуется в форму, удобную для передачи;
закодированная информация поступает от источника к приёмнику (получателю) по соответствующему каналу передачи информации – каналу связи;
приёмник содержит декодирующее устройство; в этом устройстве происходит преобразование закодированной информации, поступившей по каналу связи, к исходной форме.

Информацию можно передать от источника к приёмнику по каналу связи.

В процессе передачи информация может искажаться или теряться, если каналы связи имеют плохое качество или на линии связи действуют помехи.

Универсальным средством передачи информации являются компьютерные сети. С их помощью можно передавать любую информацию (текст, числа, звук, изображение).

6. Информационные процессы в живой природе и технике

Информационные процессы – необходимое условие жизнедеятельности любого организма. Приведём несколько примеров информационных процессов в живой природе:

цветки и соцветия некоторых растений в течение дня поворачиваются вслед за солнцем;
пчёлы танцем передают сородичам информацию об источниках корма;
многие дикие животные пахучими метками дают знать чужакам, что эта территория уже занята;
трели соловья служат для привлечения самки; домашние животные отличают знакомых людей от незнакомых; животные в цирке выполняют команды дрессировщиков.

Информационные процессы характерны и для технических устройств. Например, автоматическое устройство, называемое термостатом, воспринимает информацию о температуре помещения и в зависимости от заданного человеком температурного режима включает или отключает отопительные приборы. Программно управляемые станки работают, руководствуясь заложенной в них информацией – программой их работы; автопилот управляет самолётом в соответствии с заложенной в него программой ит. д.

Решение практически любой задачи начинается со сбора информации.

Сохранить информацию – значит тем или иным способом зафиксировать её на некотором носителе.

Разбор решения заданий тренировочного модуля.

№1. Установите соответствие.

Просмотр фильма о жизни животных	Сбор информации
Измерение температуры воздуха каждые три часа	Обработка информации
Съемка фильма о жизни класса	Хранение информации
Перевод текста с французского языка на русский язык	Передача информации

Решение. Просмотр фильма о жизни животных‑ это обработка информации, так как мы получаем информацию извне и усваиваем её.

Измерение температуры воздуха каждые три часа‑ это сбор информации, так как мы собираем данные о температуре.

Съёмка фильма о жизни класса‑ это сбор информации, так как мы осуществляем запись на носитель.

Перевод текста с французского языка на русский язык‑это обработка информации, так как мы читаем текст и переводим его на другой язык.

Ответ:

Просмотр фильма о животных	Обработка информации
Измерение температуры воздуха каждые три часа	Сбор информации
Съёмка фильма о жизни класса	Сбор информации
Перевод текста с французского языка на русский язык	Обработка информации

№2. Укажите «лишний» объект с точки зрения письменности:

Варианты ответов:

а) русский язык;

б) английский язык;

в) китайский язык;

г) французский язык.

Решение: в русском, английском и французском языках используются буквы, в китайском языке‑ иероглифы. Значит, «лишним» объектом является китайский язык.

Ответ: в) китайский язык.

Реферат технологии защиты информации | Рефераты Информатика

Скачай Реферат технологии защиты информации и еще Рефераты в формате PDF Информатика только на Docsity! Министерство науки и образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Высшая школа электроники и компьютерных наук Кафедра «Информационно-измерительная техника » Технологии защиты информации Реферат по дисциплине «Информатика и программирование» Проверил, (ст. преподаватель) _________/Н.В. Николайзин/ _____________20_г. Автор работы студент группы П-110 ________/Е.Н. Журавлев/ ____________20_г. Реферат защищен с оценкой (прописью, цифрой) _____________ ____________20_г. Челябинск 2019 АННОТАЦИЯ Е.Н. Журавлев Технологии защиты информации – Челябинск: ЮУрГУ,П-110 26 с., 3 ил., библиогр. cписок – 10 наим. Цель реферата – выявить основные принципы работы и классификацию методов защиты информации. Задачи реферата – рассмотреть, изучить, понятия защита информации, основные принципы работы технологий защиты информации, разобраться в видах информационной безопасности, изучить основные критерии оценивания и перспективы развития. 2 1 ЯЗЫК ЗАПРОСОВ ПОИСКОВЫХ СИСТЕМ ИНТЕРНЕТ Язык запросов поисковых систем – это набор правил, с помощью которых пользователь может формулировать свой запрос в адрес поисковой системы. Синтаксис языка запросов включает логические и расширенные операторы. Использование языка запросов позволяет учитывать расстояния между словами, префиксы обязательности, морфологию языка, регистр слов и уточнение поиска. Функция расширенного поиска информации есть в большинстве поисковых машин. Она позволяет использовать логические операторы языка запросов «и», «или», «не», в запросе вида «смартфон или планшет в Москве, но не в Санкт-Петербурге». Также в поисковый расширенный запрос можно вводить полную цитату, обычно заключенную в кавычки. Яндекс. Правила запросов в Яндекс имеет следующие особенности: список операторов и морфологию, сложные запросы, описание порядка слов, исключение и ограничение расстояния между словами. Рамблер. У Рамблера в языке запросов реализовано применение регистра, метасимволов, кавычек, стоп-слов, скобок, описание операторов, морфология, ограничение расстояния и специальные операторы. Google. Язык запросов поисковой системы Google включает описания операторов, по которым написан подробный Faq на английском языке, и встроенные функции дополнительного расширенного поиска. Несмотря на богатство возможностей и эффективность языка запросов Yandex или других поисковых систем, их используют меньше 2 % пользователей. Поэтому специалисты, занимающиеся раскруткой сайтов, должны учитывать, что язык запрос практически не оказывает влияния на посещение сайтов. 5 2 КРАТКАЯ ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ 2.1 Первый период Определяется началом создания осмысленных и самостоятельных средств и методов защиты информации и связан с появлением возможности фиксации информационных сообщений на твердых носителях, то есть с изобретением письменности. Вместе с неоспоримым преимуществом сохранения и перемещения данных возникла проблема обеспечения сохранения в тайне существующей уже отдельно от источника конфиденциальной информации. Поэтому практически одновременно с рождением письменности возникли такие методы защиты информации, как шифрование и скрытие. По утверждению ряда специалистов, криптография по возрасту – ровесник египетских пирамид. В документах древних цивилизаций – Индии, Египта, Месопотамии – есть сведения о системах и способах составления шифрованных писем. В древних религиозных книгах Индии указывается, что сам Будда знал несколько десятков способов письма, среди которых присутствовали шифры перестановки (по современной классификации). Один из самых старых шифрованных тестов из Месопотамии (XX в. до н.э.) представляет собой глиняную табличку, содержащую рецепт изготовления глазури в гончарном производстве, в котором игнорировались некоторые гласные и согласные и употреблялись числа вместо имен. 2.2 Второй период Характеризуется появлением технических средств обработки информации, возможностью сохранения и передачи сообщений с помощью таких носителей, как электрические сигналы и электромагнитные поля (например, телефон, телеграф, радио). Возникли проблемы защиты от так 6 называемых технических каналов утечки (побочных излучений, наводок и др.). Появились способы шифрования сообщений в реальном масштабе времени (в процессе передачи по телефонным и телеграфным каналам связи) и т.д. Кроме того, это период активного развития технических средств разведки, многократно увеличивающих возможности ведения промышленного и государственного шпионажа. Огромные, все возрастающие убытки предприятий и фирм способствовали научно- техническому прогрессу в создании новых и совершенствовании старых средств и методов защиты информации. 2.3 Третий период Наиболее интенсивное развитие этих методов приходится на период массовой информатизации общества (третий период). Поэтому история наиболее интенсивного развития проблемы защиты информации связывается с внедрением автоматизированных систем обработки информации и измеряется периодом более чем в три десятка лет. В 60-х годах на Западе стало появляться большое количество открытых публикаций по различным аспектам защиты информации. Такое внимание к этой проблеме вызвано в первую очередь все возрастающими финансовыми потерями фирм и государственных организаций от преступлений в компьютерной сфере. В нашей стране также давно и небезуспешно занимаются проблемами защиты информации – не случайно советская криптографическая школа до сих пор считается лучшей в мире. Однако чрезмерная закрытость всех работ по защите информации, сконцентрированных главным образом в силовых ведомствах, отсутствие регулярной системы подготовки профессионалов в этой области и возможности широкого обмена опытом привели к некоторому отставанию в отдельных направлениях информационной безопасности, особенно в обеспечении компьютерной безопасности. 7 На сегодняшний день существует широкий круг систем хранения и обработки информации, где в процессе их проектирования фактор информационной безопасности Российской Федерации хранения конфиденциальной информации имеет особое значение. К таким информационным системам можно отнести, например, банковские или юридические системы безопасного документооборота и другие информационные системы, для которых обеспечение защиты информации является жизненно важным для защиты информации в информационных системах. 3.1 Методы защиты информации Под информационной безопасностью Российской Федерации (информационной системы) подразумевается техника защиты информации от преднамеренного или случайного несанкционированного доступа и нанесения тем самым вреда нормальному процессу документооборота и обмена данными в системе, а также хищения, модификации и уничтожения информации. Другими словами вопросы защиты информации и защиты информации в информационных системах решаются для того, чтобы изолировать нормально функционирующую информационную систему от несанкционированных управляющих воздействий и доступа посторонних лиц или программ к данным с целью хищения. Как классифицируются методы защиты информации предоставлено на рисунке 2. 10 Рисунок 2- Классификация методов защиты информации Под фразой «угрозы безопасности информационных систем» понимаются реальные или потенциально возможные действия или события, которые способны исказить хранящиеся в информационной системе данные, уничтожить их или использовать в каких-либо целях, не предусмотренных регламентом заранее. Первое разделение угрозы безопасности информационных систем на виды. Если взять модель, описывающую любую управляемую информационную систему, можно предположить, что возмущающее воздействие на нее может быть случайным. Именно поэтому, рассматривая угрозы безопасности информационных систем, следует сразу выделить преднамеренные и случайные возмущающие воздействия. Комплекс защиты информации (курсовая защита информации) может быть выведен из строя, например из-за дефектов аппаратных средств. Также вопросы защиты информации встают ребром благодаря неверным действиям персонала, имеющего непосредственный доступ к базам данных, что влечет 11 за собой снижение эффективности защиты информации при любых других благоприятных условиях проведения мероприятия по защите информации. Кроме этого в программном обеспечении могут возникать непреднамеренные ошибки и другие сбои информационной системы. Все это негативно влияет на эффективность защиты информации любого вида информационной безопасности, который существует и используется в информационных системах. В этом разделе рассматривается умышленная угроза защиты информации, которая отличается от случайной угрозы защиты информации тем, что злоумышленник нацелен на нанесение ущерба системе и ее пользователям, и зачастую угрозы безопасности информационных систем – это не что иное, как попытки получения личной выгоды от владения конфиденциальной информацией. Защита информации от компьютерных вирусов (защита информации в информационных системах) предполагает средства защиты информации в сети, а точнее программно аппаратные средства защиты информации, которые предотвращают несанкционированное выполнение вредоносных программ, пытающихся завладеть данными и выслать их злоумышленнику, либо уничтожить информацию базы данных, но защита информации от компьютерных вирусов неспособна в полной мере отразить атаку хакера или человека, именуемого компьютерным пиратом. Задача защиты информации и защиты информации от компьютерных вирусов заключается в том, чтобы усложнить или сделать невозможным проникновение, как вирусов, так и хакера к секретным данным, ради чего взломщики в своих противоправных действиях ищут наиболее достоверный источник секретных данных. А так как хакеры пытаются получить максимум достоверных секретных данных с минимальными затратами, то задачи защиты информации – стремление запутать злоумышленника: служба защиты информации предоставляет ему неверные данные, защита компьютерной 12 атаками, ведь манипуляциями с логическими бомбами пользуются недовольные служащие или сотрудники с особыми политическими взглядами, то есть, информационная безопасность предприятия подвергается не типовой угрозе, а непредсказуемой атаке, где главную роль играет человеческий фактор. Например, есть реальные случаи, когда предугадавшие свое увольнение программисты вносили в формулу расчета зарплаты сотрудников компании корректировки, вступающие в силу сразу после того, как фамилия программиста исчезает из перечня сотрудников фирмы. Как видите, ни программные средства защиты информации, ни физическая защита информации в этом случае на 100% сработать не может. Более того, выявить нарушителя и наказать по всей строгости закона крайне сложно, поэтому правильно разработанная комплексная защита информации способна решить проблемы защиты информации в сетях. Троянский конь – это программа, запускающаяся к выполнению дополнительно к другим программным средствам защиты информации и прочего ПО, необходимого для работы. То есть, троянский конь обходит систему защиты информации путем завуалированного выполнения недокументированных действий. Такой дополнительный командный блок встраивается в безвредную программу, которая затем может распространяться под любым предлогом, а встроенный дополнительный алгоритм начинает выполняться при каких- нибудь заранее спрогнозированных условиях, и даже не будет замечен системой защиты информации, так как защита информации в сетях будет идентифицировать действия алгоритма, работой безвредной, заранее документированной программы. В итоге, запуская такую программу, персонал, обслуживающий информационную систему подвергает опасности компанию. И опять виной всему человеческий фактор, который не может на 100% предупредить ни физическая защита информации, ни любые другие методы и системы защиты информации. 15 Вирус – это специальная самостоятельная программа, способная к самостоятельному распространению, размножению и внедрению своего кода в другие программы путем модификации данных с целью бесследного выполнения вредоносного кода Вирусы характеризуются тем, что они способны самостоятельно размножаться и вмешиваться в вычислительный процесс, получая возможность управления этим процессом. То есть, если Ваша программно аппаратная защита информации пропустила подобную угрозу, то вирус, получив доступ к управлению информационной системой, способен автономно производить собственные вычисления и операции над хранящейся в системе конфиденциальной информацией. Наличие паразитарных свойств у вирусов позволяет им самостоятельно существовать в сетях сколь угодно долго до их полного уничтожения, но проблема обнаружения и выявления наличия вируса в системе до сих пор не может носить тотальный характер, и ни одна служба информационной безопасности не может гарантировать 100 процентную защиту от вирусов, тем более, что информационная безопасность государства и любой другой способ защиты информации контролируется людьми. Червь – программа, передающая свое тело или его части по сети. Не оставляет копий на магнитных носителях и использует все возможные механизмы для передачи себя по сети и заражения атакуемого компьютера. Рекомендацией по защите информации в данном случае является внедрение большего числа способов защиты информации, повышение качества программной защиты информации, внедрение аппаратной защиты информации, повышение качества технических средств защиты информации и в целом развитие комплексной защиты информации информационной системы. 16 Перехватчик паролей – программный комплекс для воровства паролей и учетных данных в процессе обращения пользователей к терминалам аутентификации информационной системы. Программа не пытается обойти службу информационной безопасности напрямую, а лишь совершает попытки завладеть учетными данными, позволяющими не вызывая никаких подозрений совершенно санкционировано проникнуть в информационную систему, минуя службу информационной безопасности, которая ничего не заподозрит. Обычно программа инициирует ошибку при аутентификации, и пользователь, думая, что ошибся при вводе пароля повторяет ввод учетных данных и входит в систему, однако, теперь эти данные становятся известны владельцу перехватчика паролей, и дальнейшее использование старых учетных данных небезопасно. Важно понимать, что большинство краж данных происходят не благодаря хитроумным способам, а из-за небрежности и невнимательности, поэтому понятие информационной безопасности включает в себя: информационную безопасность (лекции), аудит информационной безопасности, оценка информационной безопасности, информационная безопасность государства, экономическая информационная безопасность и любые традиционные и инновационные средства защиты информации. 3.4 Криптография Наука, которая изучает и описывает модель информационной безопасности данных. Криптография открывает решения многих проблем информационной безопасности сети: аутентификация, конфиденциальность, целостность и контроль взаимодействующих участников. Термин «Шифрование» означает преобразование данных в форму, не читабельную для человека и программных комплексов без ключа шифрования-расшифровки. Криптографические методы защиты информации 17 Как правило, аудит информационной безопасности предприятия, например, информационной безопасности банков, обращает особое внимание на вероятность успешно навязывать искаженную информацию, а криптографическая защита информации позволяет свести эту вероятность к ничтожно малому уровню. Подобная служба информационной безопасности данную вероятность называет мерой имитостойкости шифра, или способностью зашифрованных данных противостоять атаке взломщика. 3.5 Экранирование Экран (фаерволл, брэндмауер) – это средство разграничения доступа клиентов из одного множества к серверам из другого множества. Экран выполняет свои функции, контролируя все информационные потоки между двумя множествами систем. В простейшем случае экран состоит из двух механизмов, один из которых ограничивает перемещение данных, а второй, наоборот, ему способствует. В более общем случае экран или полупроницаемую оболочку удобно представлять себе как последовательность фильтров. Каждый из них может задержать данные, а может и сразу “перебросить” их “на другую сторону”. Кроме того, допускаются передача порции данных на следующий фильтр для продолжения анализа или обработка данных от имени адресата и возврат результата отправителю. Помимо функций разграничения доступа экраны осуществляют также протоколирование информационных обменов. Обычно экран не является симметричным, для него определены понятия “внутри” и “снаружи”. При этом задача экранирования формулируется как защита внутренней области от потенциально враждебной внешней. Так, межсетевые экраны устанавливают для защиты локальной сети организации, имеющей выход в открытую среду, подобную Internet. Другой пример экрана – устройство защиты порта, 20 контролирующее доступ к коммуникационному порту компьютера до и после независимо от всех прочих системных защитных средств. Экранирование позволяет поддерживать доступность сервисов внутренней области, уменьшая или вообще ликвидируя нагрузку, индуцированную внешней активностью. Уменьшается уязвимость внутренних сервисов безопасности, поскольку первоначально сторонний злоумышленник должен преодолеть экран, где защитные механизмы сконфигурированы особенно тщательно и жестко. Кроме того, экранирующая система, в отличие от универсальной, может быть устроена более простым и, следовательно, более безопасным образом. Экранирование дает возможность контролировать также информационные потоки, направленные во внешнюю область, что способствует поддержанию режима конфиденциальности. Важным понятием экранирования является зона риска, определяемая как множество систем, которые становятся доступными злоумышленнику после преодоления экрана или какого-либо из его компонентов. Для повышения надежности защиты, экран реализуют как совокупность элементов, так что “взлом” одного из них еще не открывает доступ ко всей внутренней сети. Экранирование и с точки зрения сочетания с другими сервисами безопасности, и с точки зрения внутренней организации использует идею многоуровневой защиты, за счет чего внутренняя сеть оказывается в пределах зоны риска только в случае преодоления злоумышленником нескольких, по-разному организованных защитных рубежей. Экранирование может использоваться как сервис безопасности не только в сетевой, но и в любой другой среде, где происходит обмен сообщениями. Экранирование – один из наиболее действенных способов защиты информации, но в бочке мёда обязательно найдётся ложка дёгтя, хотя я бы даже сказал 50 ложек дёгтя. Дело в том, что большинство межсетевых экранов требуют для своей полноценной и корректной работы 21 административных прав. А ведь очень много экранов имеют уязвимости. Воспользовавшись одной из таких уязвимостей хакер без труда получит права, под которыми работает экран и соответственно станет супер пользователем в данной системе. В более-менее развитых сетях под экран выделяют отдельный компьютер, который в свою очередь может выполнять роль не только межсетевого фильтра, но и маршруторизатора. Часто экран представлен в виде программного пакета, но также экраны бывают представлены и в аппаратном виде. Такие фаерволлы справляются со своими функциям куда лучше своих программных собратьев. Они могут обрабатывать намного больше информации (следственно на них тяжело вызвать ошибку отказа в обслуживании), а также имеют меньше уязвимостей и больше возможностей. Соответственно, они стоят гораздо дороже брэндмауэров, реализуемых на программном уровне. 22 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе написания данной работы я пришел к выводу, что Защите подлежит только та информация, которая имеет цену. А ценной информация становится, когда ее обладатель может получить какую либо выгоду: моральную, материальную или политическую. С современным развитием информационного общества очень большое значение приобретают проблемы, связанные с защитой конфиденциальной информации. Информация как категория, имеющая стоимость, защищается ее собственником от лиц и организаций, пытающихся завладеть ее любыми способами. В связи с этим складывается тенденция, что чем выше уровень секретности информации, тем выше и уровень ее защиты, а значит, тем больше средств затрачивается на ее защиту. Высокой эффективностью защиты информации можно определить как совокупность следующих факторов: своевременность, активность, непрерывность и комплексность. Очень важно проводить профилактические защитные мероприятия комплексно, то есть гарантировать нейтрализацию всех опасных каналов утечки информации. Нельзя забывать, что один открытый канал утечки информации может свести на нет эффективность всей системы защиты. 25 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1)Технические средства и методы защиты информации:Учебник для вузов / Зайцев А.П., Шелупанов А.А., Мещеряков Р.В. и др.; под ред. А.П. Зайцева и А.А. Шелупанова. – М.: ООО «Издательство Машиностроение», 2009 – 508 с. 2)Мельников В. Защита информации в компьютерных системах. М.: Финансы и статистика, Электронинформ, 1997 – 368 с. 3)Бузов, Г.А. Защита информации ограниченного доступа от утечки по техническим каналам / Г.А. Бузов. – М.: РиС, 2014. – 586 c. 4)Жук, А.П. Защита информации: Учебное пособие / А.П. Жук, Е.П. Жук, О.М. Лепешкин, А.И. Тимошкин. – М.: ИЦ РИОР, НИЦ ИНФРА-М, 2013. – 392 c. 5)Ищейнов, В.Я. Защита конфиденциальной информации: Учебное пособие / В.Я. Ищейнов, М.В. Мецатунян. – М.: Форум, 2013. – 256 c. 6)Малюк, А.А. Защита информации в информационном обществе: Учебное пособие для вузов / А.А. Малюк. – М.: ГЛТ, 2015. – 230 c. 7)Хорев, П.Б. Программно-аппаратная защита информации: Учебное пособие / П.Б. Хорев. – М.: Форум, 2013. – 352 c. 8)Шаньгин, В.Ф. Защита информации в компьютерных системах и сетях / В.Ф. Шаньгин. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 592 c. 9)Шаньгин, В.Ф. Комплексная защита информации в корпоративных системах: Учебное пособие / В.Ф. Шаньгин. – М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2013. – 592 c. 10) Шаньгин, В.Ф. Информационная безопасность и защита информации / В. Ф. Шаньгин. – М.: ДМК, 2014. – 702 c. 26

Способы защиты информации | Методы и средства защиты информации

Данные в компьютерных системах подвержены риску утраты из-за неисправности или уничтожения оборудования, а также риску хищения. Способы защиты информации включают использование аппаратных средств и устройств, а также внедрение специализированных технических средств и программного обеспечения.

Способы неправомерного доступа к информации

Залогом успешной борьбы с несанкционированным доступом к информации и перехватом данных служит четкое представление о каналах утечки информации.

Интегральные схемы, на которых основана работа компьютеров, создают высокочастотные изменения уровня напряжения и токов. Колебания распространяются по проводам и могут не только трансформироваться в доступную для понимания форму, но и перехватываться специальными устройствами. В компьютер или монитор могут устанавливаться устройства для перехвата информации, которая выводится на монитор или вводится с клавиатуры. Перехват возможен и при передаче информации по внешним каналам связи, например, по телефонной линии.

Методы защиты

На практике используют несколько групп методов защиты, в том числе:

препятствие на пути предполагаемого похитителя, которое создают физическими и программными средствами;
управление, или оказание воздействия на элементы защищаемой системы;
маскировка, или преобразование данных, обычно – криптографическими способами;
регламентация, или разработка нормативно-правовых актов и набора мер, направленных на то, чтобы побудить пользователей, взаимодействующих с базами данных, к должному поведению;
принуждение, или создание таких условий, при которых пользователь будет вынужден соблюдать правила обращения с данными;
побуждение, или создание условий, которые мотивируют пользователей к должному поведению.

Каждый из методов защиты информации реализуется при помощи различных категорий средств. Основные средства – организационные и технические.

Регламент по обеспечению информационной безопасности – внутренний документ организации, который учитывает особенности бизнес-процессов и информационной инфраструктуры, а также архитектуру системы.

Организационные средства защиты информации

Разработка комплекса организационных средств защиты информации должна входить в компетенцию службы безопасности.

Чаще всего специалисты по безопасности:

разрабатывают внутреннюю документацию, которая устанавливает правила работы с компьютерной техникой и конфиденциальной информацией;
проводят инструктаж и периодические проверки персонала; инициируют подписание дополнительных соглашений к трудовым договорам, где указана ответственность за разглашение или неправомерное использование сведений, ставших известных по работе;
разграничивают зоны ответственности, чтобы исключить ситуации, когда массивы наиболее важных данных находятся в распоряжении одного из сотрудников; организуют работу в общих программах документооборота и следят, чтобы критически важные файлы не хранились вне сетевых дисков;
внедряют программные продукты, которые защищают данные от копирования или уничтожения любым пользователем, в том числе топ-менеджментом организации;
составляют планы восстановления системы на случай выхода из строя по любым причинам.

Если в компании нет выделенной ИБ-службы, выходом станет приглашение специалиста по безопасности на аутсорсинг. Удаленный сотрудник сможет провести аудит ИТ-инфраструктуры компании и дать рекомендации по ее защите от внешних и внутренних угроз. Также аутсорсинг в ИБ предполагает использование специальных программ для защиты корпоративной информации.

Что такое ИБ-аутсорсинг и как он работает? Читать.

Технические средства защиты информации

Группа технических средств защиты информации совмещает аппаратные и программные средства. Основные:

резервное копирование и удаленное хранение наиболее важных массивов данных в компьютерной системе – на регулярной основе;
дублирование и резервирование всех подсистем сетей, которые имеют значение для сохранности данных;
создание возможности перераспределять ресурсы сети в случаях нарушения работоспособности отдельных элементов;
обеспечение возможности использовать резервные системы электропитания;
обеспечение безопасности от пожара или повреждения оборудования водой;
установка программного обеспечения, которое обеспечивает защиту баз данных и другой информации от несанкционированного доступа.

В комплекс технических мер входят и меры по обеспечению физической недоступности объектов компьютерных сетей, например, такие практические способы, как оборудование помещения камерами и сигнализацией.

Аутентификация и идентификация

Чтобы исключить неправомерный доступ к информации применяют такие способы, как идентификация и аутентификация.

Идентификация – это механизм присвоения собственного уникального имени или образа пользователю, который взаимодействует с информацией.
Аутентификация – это система способов проверки совпадения пользователя с тем образом, которому разрешен допуск.

Эти средства направлены на то, чтобы предоставить или, наоборот, запретить допуск к данным. Подлинность, как правила, определяется тремя способами: программой, аппаратом, человеком. При этом объектом аутентификации может быть не только человек, но и техническое средство (компьютер, монитор, носители) или данные. Простейший способ защиты – пароль.

ПОПРОБУЙТЕ «СЁРЧИНФОРМ КИБ»!

Полнофункциональное ПО без ограничений по пользователям и функциональности.

Тестировать 30 дней бесплатно

3 Связь, обработка информации и хранение данных

Страница 64 Делиться Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «3 Коммуникации, обработка информации и хранение данных». Национальный исследовательский совет. 2013. Оптика и фотоника: основные технологии для нашей нации . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/13491.

Сохранить

Отменить

Коммуникации, обработка информации и хранение данных

ВВЕДЕНИЕ

Оптика стала способом, с помощью которого большая часть информации передается практически на все расстояния, которые она преодолевает. Заметный рост сетей и Интернета за последнее десятилетие был обеспечен предыдущими поколениями оптических технологий. Оптика, кроме того, является единственной технологией с физическим запасом, чтобы не отставать от этого экспоненциально растущего спроса на передачу информации. Исключительно высокая несущая частота позволяет передавать сигналы с высокой пропускной способностью. Однако для удовлетворения этого будущего спроса потребуются непрерывные исследования и разработки (НИОКР) новых технологий для оптики и постоянные инновации в их взаимодействии с электроникой. Использование оптики не будет ограничиваться традиционным рынком дальней связи. Все чаще оптика будет использоваться для все более коротких расстояний, возможно, обеспечивая несколько миллиметров или более короткие связи между самими кремниевыми чипами. Одним из ключевых факторов для таких коротких расстояний будет достижение достаточной плотности связи. Вторым ключевым фактором будет контроль растущего рассеивания мощности, связанного с элементами переключения/передачи и воздействием обработки информации на окружающую среду. В этой главе обобщаются достижения в области оптики за последние 15 лет (т. е. с момента публикации доклада Национального исследовательского совета [NRC] 9).0025 Harnessing Light ¹ ) в информационных коммуникациях,

_________________

¹ Национальный исследовательский совет. 1998. Использование света: оптическая наука и техника для 21 века . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии.

Страница 65 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

обработки и хранения и указывает ключевые направления будущего для оптики в этих областях.

Коммуникации

Оптические сети связи обеспечивают повсеместную связь с высокой пропускной способностью, лежащую в основе глобального Интернета. Рисунок 3.1 характеризует рост коммуникаций и вычислений между 1986 и 2007 г. на основе обширного набора данных. ² Примерно в 2000 году Интернет-трафик заменил голосовой телефон как крупнейший формат передачи информации. Сейчас полностью доминирует интернет-трафик. Все междугородние коммуникации в Интернете осуществляются по оптоволокну.

Значительный прогресс в методах и технологиях передачи данных позволил сетевым провайдерам обеспечить чрезвычайно экономичную модернизацию сети, которая соответствует необычайному спросу на услуги широкополосного доступа в Интернет. Этот рост, как показано на Рисунке 3.1, увеличил требования к пропускной способности сети в 100 раз за последние 10 лет. Это увеличение стало возможным благодаря реализации полного потенциала мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM), в результате которого по волокну передается до 100 отдельных длин волн. Кроме того, пропускная способность на длину волны в коммерческих наземных сетях увеличилась с максимальных 10 гигабит в секунду (Гбит/с) на длину волны, когда первое издание Harnessing Light был опубликован в 1998 году, а на сегодняшний день он составляет 100 Гбит/с. В результате пропускная способность передачи по оптоволокну в наземных системах сегодня может достигать 5-10 терабит в секунду (Тбит/с). ³ Трансокеанские пропускные способности несколько отстают от наземных значений, потому что большие расстояния только для усилителей и желание увеличить разнос усилителей сделали модернизацию до пропускной способности на длину волны выше 10 Гбит/с проблематичной. Тем не менее, трансокеанская пропускная способность на волокно составляет примерно 1 Тбит/с. Ожидается, что в будущем этот рост будет продолжаться, поскольку все больше видеоконтента требует пропускной способности, и что в ближайшие 10 лет также потребуется еще один стократный рост.

Значительные успехи также были достигнуты как в экономичном управлении большой пропускной способностью в современных оптических сетях WDM, так и в использовании преимуществ оптических усилителей для обеспечения многоволнового усиления в ячеистых и кольцевых сетевых архитектурах. Реконфигурируемые сети с маршрутизацией по длинам волн, в которых можно добавлять, удалять или переключать единицы пропускной способности, определяемые длиной волны. 2011. Мировые технологические возможности для хранения, передачи и вычисления информации. Наука 332(6025):60-65.

³ Алфернесс, Р.К. 2008. «Оптические коммуникации — взгляд в будущее». 24-я Европейская конференция по оптическим коммуникациям, Брюссель, Бельгия, 22 сентября. Доступно на http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=4729111&tag=1. По состоянию на 26 июня 2012 г.

Страница 66 Делиться Цитировать

Рекомендуемое цитирование: «3 Связь, обработка информации и хранение данных». Национальный исследовательский совет. 2013. Оптика и фотоника: основные технологии для нашей нации . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/13491.

Сохранить

Отменить

РИСУНОК 3.1 Трафик в байтах в секунду (Б/с) (1 байт = 8 бит) в Интернете, на голосовых телефонах и в целом, 1986–2007 гг. Также показана вычислительная мощность машин общего назначения, выраженная в миллионах инструкций в секунду (MIPS). ИСТОЧНИК: график MIPS, основанный на данных, полученных от Hilbert, M., and P. Lopez. 2011. Мировые технологические возможности для хранения, передачи и вычисления информации. Наука 332(6025):60-65.

от одного оптоволоконного маршрута к другому оптоволоконному маршруту непосредственно в оптической области без необходимости преобразования в электронику — в настоящее время активно используются в наземных сетях большой протяженности, а также в городских сетях. Сети с маршрутизацией по длинам волн обеспечивают экономически эффективные решения, поскольку они позволяют данным о длинах волн, проходящих через узел в многомаршрутном сетевом узле, оставаться в оптической области и извлекать выгоду из экономичного многоволнового усиления, обеспечиваемого оптическими усилителями, а не нуждаются в индивидуальной электронной регенерации. Значительный рост спроса на пропускную способность привел к тому, что предпосылкой экономической жизнеспособности таких сетей, а именно, чтобы потребность в пропускной способности между любыми двумя парами узлов в сети была по крайней мере такой же, как та, которая может быть передана на одной длине волны, встретились.

Оптические сети WDM требуют реконфигурируемых оптических мультиплексоров ввода/вывода (ROADM), чтобы под электрическим управлением сети отбрасывать или добавлять каналы длин волн в узле и переключать каналы длин волн с одного оптоволоконного маршрута на другой. ROADM являются ключевыми факторами реализации, которые значительно изменились в своей функциональности, обеспечивая повышенный уровень гибкости, а также их пропускную способность или количество оптоволоконных портов и длин волн на волокно за последнее десятилетие. Дальнейший прогресс в этих сетевых элементах и обеспечивающих их технологиях будет иметь важное значение для удовлетворения растущего спроса на пропускную способность.

Страница 67 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

В конечном счете, сети ничем не лучше пропускной способности, которую они предоставляют конечному пользователю, независимо от того, является ли этот клиент предприятием или домом. Все чаще этот доступ осуществляется через оптическую связь. В последнее десятилетие наблюдался значительный рост использования оптоволокна в сетях доступа, сначала на обочине, но все чаще и непосредственно в офисах или домах.

Соединенные Штаты не являются мировым лидером в области оптоволокна для дома или бизнеса. Он занимает примерно 11-е место среди стран мира с примерно 7-процентным проникновением. Проникновение оптоволокна в дома в Соединенных Штатах составляет примерно 5 процентов. ⁴

Пассивные оптические сети (PON) представляют собой основную архитектуру широкополосной оптической доставки, предоставляющую общую полосу пропускания оптоволокна нескольким пользователям (от 16 до 64 пользователей). Первоначально системы обеспечивали общую пропускную способность 2,5 Гбит/с. Появляются новые системы, работающие с общей пропускной способностью 10 Гбит/с. Подобно тому, как мультиплексирование по длинам волн обеспечило рентабельное увеличение пропускной способности в сетях дальней связи и городских сетях, по мере того, как спрос на пропускную способность в сети доступа увеличивается для предоставления новых широкополосных услуг, ожидается, что WDM будет использоваться для расширения пропускной способности. Критически важным требованием будут надежные и недорогие оптические компоненты WDM для работы на открытом воздухе. Исследования в этой области на несколько скромном уровне продолжаются; Примером исследований в этой области, финансируемых США, является Инженерно-исследовательский центр сетей с интегрированным доступом Национального научного фонда (NSF). ⁵

Несмотря на впечатляющие достижения, которые оптика привнесла в сети связи за последнее десятилетие (или, возможно, благодаря им), спрос на более высокую пропускную способность как в фиксированной, так и в мобильной связи продолжает расти. быстро. Сравнивая прогнозы из ряда источников, кажется консервативным предположение, что спрос на пропускную способность сети будет расти со скоростью не менее 100 раз в течение следующих 10 лет, примерно следуя недавней исторической тенденции, показанной на рис. 3.1. ⁶ Повсеместное видео является ключевым фактором. Это видео становится все более двусторонним, поскольку все больше конечных пользователей загружают видео на веб-сайты для обмена. Мобильное видео также растет чрезвычайно быстрыми темпами — совокупный годовой темп роста составляет 92%, согласно отчету Cisco ⁷, — что предъявляет большие требования к полосе пропускания для транспортной сети. цифровой мир». Представлено на Европейской конференции Совета FTTH. Доступно на http://www.ftthcouncil.eu/documents/Reports/Market_Data_December_2010.pdf. По состоянию на 26 июня 2012 г.

⁵ Дополнительную информацию можно получить на веб-сайте Центра сетей интегрированного доступа по адресу www.cian-erc.org. По состоянию на 26 июня 2012 г.

⁶ Короткий С. К., Р.-Дж., Эссиамбре и Р. В. Ткач. 2010. Ожидания увеличения трафика оптической сети благодаря адаптивной передаче битрейта. Технический журнал Bell Labs 1(4):285-296.

⁷ СИСКО. 2012 г. «Индекс Cisco Visual Networking: прогноз и методология, 2010–2015 гг.». Белая бумага. Доступно по адресу http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/white_paper_c11-481360.pdf. По состоянию на 26 июня 2012 г.

Страница 68 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

, для которой все чаще требуются оптические каналы. Можно также ожидать, что все более мобильная транзитная связь не будет осуществляться по каналам «точка-точка», как это делается сегодня, а скорее станет частью сети расширенного доступа, которая обслуживает конечные точки, включая беспроводные базовые станции, малые предприятия, бордюрные станции. , и дома.

Широкополосная мобильность потребует повсеместных и экономичных транзитных соединений, что приведет к конвергенции проводных и беспроводных сетей, которые в настоящее время зачастую разделены. Характер трафика в сети, управляемой Интернетом и видео, может указывать на различную общую архитектуру сети со слиянием городских сетей и сетей доступа. Интеграция центров обработки данных в сеть имеет ключевое значение сегодня и будет иметь еще большее значение в будущем, особенно по мере того, как облачные сервисы становятся все более распространенными. Еще в 2003 году Комитет NRC по удовлетворению растущего спроса на государственные центры данных заявил:

Рекомендация. Центры обработки данных должны активно внедрять новые, более «передовые» технические подходы, которые могут обеспечить значительную отдачу от инвестиций. Это следует делать осторожно, чтобы свести к минимуму неизбежные сбои, которые будут возникать на этом пути. Комитет считает, что даже при неудачах экономия средств и улучшения для конечных пользователей будут существенными по сравнению с методами, практикуемыми сегодня. ⁸

Точно так же, как потребность в пропускной способности потребовала распространения преимуществ оптики на края сети, центры обработки данных будут все больше зависеть от оптики для соединения и, в конечном итоге, для реконфигурации и коммутации. Будущее «облачных сервисов», в котором большинство, если не все цифровые сервисы выполняются общими ресурсами в сети, выглядит все более привлекательным. Эта новая парадигма, которая будет зависеть от повсеместного, мгновенного и высоконадежного доступа к сети, может предъявлять к сети требования, эквивалентные требованиям перехода от голоса к данным в конце XIX века.90-е. Появление WDM, ставшее рентабельным благодаря оптическому усилителю, позволило экономически эффективно масштабировать оптические системы передачи «точка-точка» для удовлетворения экспоненциально растущего спроса. ROADM и оптические кросс-соединения позволили использовать это преимущество для многоузловых кольцевых и ячеистых сетей. В результате оптические сети, лежащие в основе Интернета, смогли идти в ногу с растущим спросом за последние 10 лет. Однако в действительности увеличение пропускной способности на несколько порядков в результате увеличения количества длин волн не будет продублировано простым добавлением еще большего количества длин волн из-за ограниченной полосы пропускания оптического усилителя и пределов мощности волокна в волокне для смягчения ухудшения передачи. ⁹

_________________

⁸ Национальный исследовательский совет. 2003. Правительственные центры обработки данных: удовлетворение растущих потребностей . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.

⁹ Чрапливый, А. 2009. «Грядущий кризис мощностей». Пленарный доклад. 35-я Европейская конференция по оптическим коммуникациям, Вена, Австрия, 21 сентября. По состоянию на 26 июня 2012 г.

Страница 69 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

Перед отраслью оптической связи стоит серьезная задача найти ключевые новые технологии, архитектуры и методы, которые обеспечат экономически эффективное увеличение пропускной способности, чтобы не отставать от спроса на пропускную способность, которую видео, включая мобильное видео, будет предъявлять к сети. Достижение этой цели путем простого увеличения количества длин волн или увеличения скорости передачи данных на длину волны кажется маловероятным при использовании известной или постепенно улучшаемой технологии. Следовательно, срочно потребуются некоторые принципиально новые оптические решения, основанные на современных оптических сетях WDM, чтобы глобальный Интернет мог продолжать служить двигателем экономического роста. По оценкам, без развития новых технологий рост Интернета будет ограничен с 2013 по 2014 год9.0003

Обработка информации

Основное и растущее использование оптики в обработке информации заключается в соединении информации внутри и между машинами переключения и обработки информации. Существуют существенные физические причины — в частности, снижение рассеиваемой мощности и увеличение плотности передачи информации — почему оптика предпочтительнее и, в конечном итоге, возможно, необходима для таких соединений. ¹⁰ Идея использования оптики для выполнения логического переключения при обработке информации — как в каком-то оптическом транзисторе — вызывает постоянный исследовательский интерес, хотя критерии успеха здесь сложны, ¹¹, и такое использование не представляется неизбежным. В последнее десятилетие наблюдался устойчивый исследовательский интерес к очень передовым идеям, таким как квантовые вычисления, ¹², хотя такие идеи по-прежнему широко используются в фундаментальных исследованиях. Однако оптика, вероятно, сыграет очень важную роль в любых подобных квантовых вычислениях или квантовых коммуникациях — например, как лучшее средство передачи квантовых состояний на любое значимое расстояние — и оптика также может сыграть важную роль в будущих квантовых вентилях. Квантовое шифрование, средство передачи ключевой информации с иммунитетом к любому подслушиванию, использовало первые коммерческие оптические системы. В то же время необходимы усилия для создания систем, в которых используется наилучшее сочетание оптики и электроники, чтобы обеспечить интегрированные системы для эффективной обработки информации.

В практической связи информации оптика все чаще берет на себя роль передачи данных в локальных сетях для систем обработки информации, таких как центры обработки данных, суперкомпьютеры и сети хранения данных, для

_________________

¹⁰ Miller, D. A.B. 2009. Требования к устройствам для оптических межсоединений с кремниевыми чипами. Труды IEEE 97:1166-1185.

¹¹ Миллер, Д.А.Б. 2010. Являются ли оптические транзисторы следующим логическим шагом? Природа Фотоника 4:3-5.

¹² Нильсен, М.А., и И.Л. Чуанг. 2000. Квантовые вычисления и квантовая информация . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета.

Страница 70 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

расстояния примерно от 100 метров до 10 километров. Коммерческие подходы включают оптику в сетевых архитектурах, таких как Ethernet, Fibre Channel и Infiniband, особенно по мере роста скорости передачи данных и плотности данных, а также в активных оптических кабелях, которые являются оптическими внутри, но имеют внешние электрические входы и выходы. Низкая стоимость особенно важна для коротких расстояний. Следовательно, в такой передаче данных часто использовались технологии, отличные от подходов к телекоммуникациям на большие расстояния, такие как лазеры с поверхностным излучением с вертикальным резонатором и лазерные матрицы, а также многомодовые (а не одномодовые) оптические волокна для более коротких расстояний. Использование оптики в таких сетях, вероятно, будет неуклонно расти из-за продолжающегося увеличения сетевого трафика и обработки информации.

Как видно из рисунка 3.1, способность вычислять информацию, о чем свидетельствует рост вычислительной мощности (выраженной в миллионах инструкций в секунду [MIPS], которые могут выполняться универсальными кремниевыми чипами, которые продаются ), ¹³ имеет примерно такие же темпы роста, как и интернет-трафик. Однако возможности подключения информации в системах обработки информации все более и более ограничиваются. Способность проводов к межсоединению плохо масштабируется до более высоких плотностей, особенно для передачи информации вне самих кремниевых чипов («внечиповые» коммуникации). Этот момент хорошо понимает полупроводниковая промышленность, как показано, например, в ее прогнозах узкого места межсоединений вне кристалла. ¹⁴ Возможности соединения электрических проводов между чипами или процессорными ядрами не будут масштабироваться, чтобы не отставать от способности вычислений — иногда называемой пробелом в байтах на флопс (операций с плавающей запятой в секунду). ¹⁵ Таким образом, хотя пропускная способность Интернета и необработанная вычислительная мощность в MIPS или flops могут продолжать расти, промежуточная производительность систем не изменится, если только не будет введена новая технология межсоединений, которая может масштабироваться по емкости.

Высокопроизводительные кремниевые чипы сегодня, что охарактеризовано, например, номерами Международной дорожной карты технологий для полупроводников (ITRS), ¹⁶ уже имеют возможности межсоединений в диапазоне нескольких терабит в секунду на чип. Чтобы масштабироваться, чтобы не отставать от вычислительной мощности, будущим чипам в 2020 году потребуются возможности межсоединения со скоростью 100 терабит в секунду, количество межсоединений для одного чипа, которое сравнимо со всем интернет-трафиком сегодня. Стоит отметить, что, как правило, внутри систем обработки информации передается гораздо больше информации, чем между ними. Один порядок величины

_________________

¹³ Гильберт М. и П. Лопес. 2011. Мировые технологические возможности для хранения, передачи и вычисления информации. Наука 332(6025):60-65.

¹⁴ Миллер, Д.А.Б. 2009. Требования к устройствам для оптических межсоединений с кремниевыми чипами.

¹⁵ Миллер, Д.А.Б. 2009. Требования к устройствам для оптических межсоединений с кремниевыми чипами.

¹⁶ Дополнительную информацию можно получить в Международной дорожной карте технологий для полупроводников по адресу http://www. itrs.net/Links/2010ITRS/Home2010.htm. По состоянию на 26 июня 2012 г.

Страница 71 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

оценка ¹⁷ заключается в том, что каждый байт, проходящий через Интернет, вызывает примерно 1 миллион байтов передачи данных в центрах обработки данных.

Большая и растущая пропускная способность межсоединений внутри систем обработки информации создает проблемы как для плотности межсоединений, так и для источников и рассеивания энергии. Для соединения одного бита информации с чипа в настоящее время требуется от нескольких до десятков пикоджоулей (пДж) энергии. Значительная часть (например, от 50 до 80 процентов) всей рассеиваемой мощности на кремниевых чипах используется для соединения информации, а не для выполнения логики. ¹⁸ Рассеиваемая мощность в целом является серьезным ограничением обработки информации; например, тактовая частота основных кремниевых чипов за последние годы существенно не изменилась, потому что более высокая тактовая частота привела бы к слишком большому рассеиванию мощности. В недавнем исследовании NRC ¹⁹, посвященном суперкомпьютерам, также подчеркивается эта проблема с рассеянием мощности и необходимость, в частности, снижать мощность межсоединений при сохранении или даже увеличении соотношения байтов на флопс.

Рассеиваемая мощность при обработке информации уже имеет большое значение для окружающей среды. Электричество, используемое в центрах обработки данных в 2010 году, вероятно, составляло от 1,1 до 1,5 процента от общего потребления электроэнергии в мире и от 1,7 до 2,2 процента от потребления электроэнергии в Соединенных Штатах. ²⁰ По оценкам, мощность, рассеиваемая только в соединениях серверов, превышает мощность солнечной энергии. ²¹ Конечно, обработка информации и передача информации могут иметь существенные экологические преимущества, повышая эффективность многих видов деятельности и сокращая количество поездок. ²² Но, , если нынешние тенденции роста интернет-трафика и обработки информации сохранятся, снижение энергии на обрабатываемый и/или передаваемый бит будет иметь решающее значение. Несмотря на то, что отправка бита через Интернет может занять около 10 наноджоулей (нДж)/бит ²³ по сравнению с 10 с пДж/бит для межсоединений вне кристалла, гораздо большее количество битов, отправляемых внутри машины (примерно 10 ⁶

_________________

¹⁷ Г. Астфальк. 2009. Почему оптическая передача данных и почему именно сейчас? Прикладная физика A: Материаловедение и обработка 95(4): 933-940.

¹⁸ Миллер, Д. А.Б. 2009. Требования к устройствам для оптических межсоединений с кремниевыми чипами.

¹⁹ Национальный исследовательский совет. 2010. Будущее вычислительной производительности: игра окончена или следующий уровень? Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.

²⁰ Куми, Джонатан. 2011. Рост использования электроэнергии в центрах обработки данных с 2005 по 2010 год. Окленд, Калифорния: Analytics Press. Доступно по адресу http://www.analyticspress.com/datacenters.xhtml. По состоянию на 27 октября 2011 г.

²¹ Миллер, Д.А.Б. 2009. Требования к устройствам для оптических межсоединений с кремниевыми чипами.

²² Климатическая группа. 2008. SMART 2020: обеспечение низкоуглеродной экономики в информационную эпоху . Отчет Климатической группы от имени Global eSustainability Initiative. Доступно по адресу http://www.smart2020.org/_assets/files/02_Smart2020Report.pdf. По состоянию на 26 июня 2012 г.

²³ Такер, Р.С., Р. Партибан, Дж. Балига, К. Хинтон, Р.В.А. Эйр и В.В. Сорин. 2009 г.. Эволюция оптических IP-сетей WDM: стоимость и энергопотребление. Журнал световых технологий 27: 243-252.

Страница 72 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

умножить на ²⁴ ) означает, что мощность, рассеиваемая внутри машин обработки информации, может существенно преобладать над мощностью телекоммуникаций. Следовательно, снижение мощности межсоединений внутри машин имеет решающее значение для контроля рассеивания мощности при обработке информации.

Исследовательское понимание причин и требований к оптике и оптоэлектронике для таких более коротких соединений в настоящее время является относительно полным и последовательным. ^25,26 Оптика помогает двумя способами. Во-первых, оптика может передавать информацию с гораздо большей плотностью, чем это возможно в электрических проводах, что необходимо для будущего масштабирования пропускной способности межсоединений. Во-вторых, оптика может принципиально экономить энергию в межсоединениях, поскольку полностью исключает необходимость зарядки проводов (зарядка электрических проводов до сигнального напряжения является основным источником рассеяния энергии в электрических межсоединениях).

Ключевые проблемы оптических межсоединений на короткие расстояния с высокой плотностью и низким энергопотреблением носят технологический характер: оптоэлектронные устройства должны работать с очень низкими энергиями, например, 10 фДж/бит, что намного ниже, чем требуется для телекоммуникаций. и передачи данных до сих пор. По соображениям стоимости и производительности оптические и оптоэлектронные технологии должны быть интегрированы с электроникой в процессе массового производства.

За последнее десятилетие новые технологии развивались в области исследований и первых продуктов, особенно в плане разработки способов объединения оптики, оптоэлектроники и электроники в кремниевых чипах и платформах (кремниевая фотоника). ^27,28 Эти технологические возможности обсуждаются ниже.

Хранение данных

В последнее десятилетие произошло развитие таких технологий, как DVD (универсальный цифровой диск) для распространения потребительского видео, и появление дисковых технологий третьего поколения, таких как Blu-ray, для более высокой плотности . Продолжаются исследования возможных оптических дисков четвертого поколения, включая многослойную и возможную голографическую запись. Оптика также может сыграть решающую роль в других потенциально развивающихся технологиях, таких как HAMR (магнитная технология с термоактивацией 9). 0003

_________________

²⁴ Astfalk, G. 2009. Почему оптическая передача данных и почему сейчас? Прикладная физика A: Материаловедение и обработка 95:933-940.

²⁵ Миллер, Д.А.Б. 2009. Требования к устройствам для оптических межсоединений с кремниевыми чипами.

²⁶ Astfalk, G. 2009. Почему оптическая передача данных и почему сейчас? Прикладная физика A: Материаловедение и обработка 95:933-940.

²⁷ Липсон, М. 2005. Направление, модуляция и излучение света на кремнии — проблемы и возможности. Журнал световых технологий 23(12):4222-4238.

²⁸ Джалали Б. и С. Фатпур. 2006. Кремниевая фотоника. Журнал световых технологий 24(12):4600-4615.

Страница 73 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

(запись) ²⁹ для магнитных жестких дисков следующего поколения, для которых оптика ближнего поля с использованием нанофотонных технологий может обеспечить требуемый точный нагрев.

Картина будущего оптических дисков, таких как DVD, менее ясна из-за конкуренции со стороны других форм хранения, таких как флэш-память (карты памяти) и сетей. Вопрос о том, будут ли оптические диски играть роль в распространении данных и развлечений, таких как фильмы и игры, как это было в прошлом, является спорным из-за роста широкополосных сетей как альтернативного канала распространения — как, например, в растущее использование видео по запросу через Интернет.

ПРИМЕР ВОЗДЕЙСТВИЯ: ИНТЕРНЕТ

Как сейчас очевидно, Интернет изменил способ функционирования общества. Прежние представления о расстоянии и географии исчезли в лабиринте вездесущих сотовых телефонов, электронной почты, просмотра веб-страниц и социальных сетей. Действительно, продуктивность людей, достигших совершеннолетия после середины 1990-х гг., тесно связана с легкодоступностью коммуникаций и информации, которую можно найти в Интернете.

Первоначально Интернет не зависел от оптической связи. Однако скорость передачи данных в те времена становления была мучительно низкой. Без оптических технологий использовались обычные методы: пользователи зависели от медленных модемов с коммутируемым доступом, электронная почта иногда доходила до адресата часами, а межконтинентальные телефонные звонки сопровождались раздражающей задержкой между разговором и прослушиванием.

Оптика изменила Интернет и передачу данных, увеличив пропускную способность системы почти в 10 000 раз за последние два десятилетия. Почти мгновенный характер современной оптической связи позволяет вести видеочаты в реальном времени. Телеприсутствие, телемедицина и телеобучение были бы невозможны без оптики. Короче говоря, без оптики не было бы Интернета в том виде, в каком мы его знаем. Как было заявлено в 2006 году Комитетом NRC по исследованиям и разработкам в области телекоммуникаций: «За последние несколько десятилетий телекоммуникации значительно расширились от услуг фиксированной телефонной связи до использования оптоволоконных, кабельных и беспроводных соединений, обеспечивающих широкий диапазон голоса, изображений, видео и данных». ³⁰

Тот же отчет продолжается:

Тем не менее, это еще не зрелая отрасль, и можно ожидать серьезных инноваций и изменений, вызванных исследованиями, в течение многих лет.

_________________

²⁹ Крайдер, М.Х., Э.К. Гейдж, Т.В. Макдэниел, В.А. Челленер, Р.Э. Роттмайер, Г. Ю, Ю.-Т. Ся и М. Р. Эрден. 2008. Магнитная запись с нагреванием. Труды IEEE 96:1810-1835.

³⁰ Национальный исследовательский совет. 2006. Обновление телекоммуникационных исследований США . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий, стр. 1-20.

Страница 74 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

Однако без расширенных инвестиций в исследования положение страны как лидера находится под угрозой. Сильная конкуренция возникает со стороны азиатских и европейских стран, которые вкладывают значительные средства в исследования и разработки в области телекоммуникаций.

По многим телекоммуникационным продуктам и услугам, которые в настоящее время являются товарами, Соединенные Штаты находятся в невыгодном конкурентном положении по сравнению со странами, где стоимость ведения бизнеса ниже. Таким образом, сохранение силы США в области телекоммуникаций потребует сосредоточения внимания на ценных инновациях, что возможно только благодаря усилению внимания к исследованиям. Расширение исследований в области телекоммуникаций также необходимо для привлечения, обучения и удержания исследовательских талантов.

Исследования в области телекоммуникаций дали большие преимущества, такие как Интернет, радиочастотная беспроводная связь, оптические сети и передача голоса по Интернет-протоколу. Многообещающие возможности для будущих исследований включают усовершенствованную архитектуру Интернета, более надежные сети, а также адаптивные и когнитивные беспроводные сети. ³¹

В исследовании NRC 2002 года «Атомы, молекулы и свет: наука AMO, обеспечивающая будущее» говорится:95 и 1998, до 20 000 триллионов бит в секунду. Несмотря на то, что в последнее время отрасль связи пережила спад, потенциал для увеличения спроса на пропускную способность в 21 веке сохраняется, поскольку такие функции и услуги, как HDTV, широкополосная связь и передовые системы домашней безопасности, становятся все более доступными за счет использования оптоволокна, беспроводной связи. , спутниковое и кабельное подключение. ³²

Использование оптики, однако, не всегда очевидно для случайного наблюдателя. Часто можно увидеть, как кто-то использует мобильный телефон для поиска в Интернете. Где оптика? Сотовый телефон использует беспроводное радиосоединение с местной вышкой сотовой связи, но этот радиосигнал преобразуется в оптический поток данных и отправляется по оптоволоконной сети по всей планете. Сам поиск данных, например через Google, зависит от центров обработки данных, в которых кластеры совместно расположенных компьютеров общаются друг с другом через оптические кабели большой емкости. На самом деле в одном дата-центре может быть до миллиона лазеров.

Во время введения к Нобелевской премии 2009 года лекции доктора Чарльза Као об инновациях оптоволоконной связи председатель Комитета по физике сказал: «Эта работа коренным образом изменила то, как мы живем в нашей повседневной жизни». ³³

_________________

³¹ Национальный исследовательский совет. 2006. Обновление телекоммуникационных исследований США . стр. 1-20.

³² Национальный исследовательский совет. 2002. Атомы, молекулы и свет: наука AMO создает возможности для будущего . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий, стр. 7–8.

³³ Дополнительную информацию о Нобелевской премии можно получить по адресу http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2009/. По состоянию на 26 июня 2012 г.

Страница 75 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОСТИЖЕНИЯ

Связь

За последние 20 лет произошел взрыв технических достижений в области оптической связи. В то время как подводный оптический кабель был проложен в 1988 г. и мог обеспечить пропускную способность 280 Мбит/с, ³⁴ В настоящее время существуют коммерческие системы, способные передавать 5 Тбит/с на волокно. Это представляет собой поразительное увеличение производительности на четыре порядка в коммерческих системах, а научно-исследовательские лаборатории могут передавать данные более чем на порядок выше этого значения. ³⁵ Это технологическое усовершенствование было обусловлено главным образом экспоненциальным ростом спроса на пропускную способность, главным образом из-за использования Интернета. Заглядывая в будущее, ожидается, как указано выше, что потребность в сетевом трафике вырастет в 100 раз в течение следующего десятилетия9.0027 36 требует технологических достижений, которые могут идти в ногу со временем. Однако исследовательское сообщество изо всех сил пытается представить технические пути для достижения этого видения.

В середине 1990-х годов ведущие лаборатории добились передачи 1 Тбит/с и 0,1 Тбит/с соответственно на сотни и тысячи километров одномодового оптического волокна. ³⁷ Ключевые достижения, которые позволили получить эти результаты и которые были зафиксированы в исследовании NRC 1998 Harnessing Light ³⁸, включают те, которые описаны ниже.

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)

Благодаря одновременной передаче различных каналов данных на разных длинах волн с помощью WDM пропускная способность системы может быть значительно увеличена. Кроме того, компоненты с избирательной длиной волны обеспечивают высокоэффективную сетевую маршрутизацию, так что каналы с определенной длиной волны могут быть добавлены или удалены на промежуточных узлах без нарушения работы других оптических каналов. ³⁹

_________________

³⁴ Рунге, П.К. 1990. Подводные световолновые системы. Новости оптики и фотоники 1(11):9-12.

³⁵ Чжу, Б., Т.Ф. Таунай, М. Фиштейн, X. Лю, С. Чандрасекар, М.Ф. Ян, Дж.М. Фини, Э.М. Монберг, Ф.В. Димарчелло. 2011. Мультиплексированная передача DWDM с пространственным разделением каналов на скорости 112 Тбит/с с совокупной спектральной эффективностью 14 бит/с/Гц по семижильному волокну длиной 76,8 км. Оптика Экспресс 19(17):16665-16671.

³⁶ Winzer, PJ 2010. За пределами 100G Ethernet. Журнал IEEE Communications 48(7):26-29.

³⁷ Керфут Ф.В. и В.К. Марра. 1998. Подводные оптоволоконные сети: прошлое, настоящее и будущее. Журнал по отдельным областям коммуникаций 16:1220-1225.

³⁸ Национальный исследовательский совет. 1998. Светильник .

³⁹ Каминов И.П., К.Р. Доерр, К. Драгоне, Т. Кох, У. Корен, А.А.М. Салех, А.Дж. Кирби, К.М. Озверен, Б. Шофилд, Р.Е. Томас, Р.А. Барри, Д.М. Кастаньоцци, V.W.S. Чан, Б.Р. Хеменуэй, Д. Маркиз, С.А. Парих, М.Л. Стивенс, Э.А. Суонсон, С.Г. Финн и Р.Г. Галлагер. 1996. Широкополосная полностью оптическая сеть WDM. Журнал по отдельным областям коммуникаций 14: 780-799.

Страница 76 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

Волоконные усилители, легированные эрбием

Широкополосные (>3 ТГц), малошумящие оптические усилители — волоконные усилители, легированные эрбием (EDFA), — позволили одновременно усиливать множество каналов и каскадировать многочисленные каскады, дистанционная передача WDM практична. ⁴⁰

Управление дисперсией

Хроматическая дисперсия и нелинейность — это эффекты оптоволокна, которые значительно ухудшают качество передаваемых данных. Однако разумным чередованием элементов положительной и отрицательной дисперсии можно компенсировать накопленную дисперсию и свести к минимуму фазовый синхронизм, необходимый для создания межканальных нелинейных эффектов. ⁴¹

Необходимы новые инженерные подходы

Подобно опыту в других областях техники, новые инженерные подходы необходимы для достижения новой эры технического прогресса в области передачи данных. Некоторые из ключевых направлений за последнее десятилетие ⁴², которые позволили продолжить достижение, включают подходы, заимствованные у радиосообщества, хотя эти подходы были невозможны до недавнего повышения производительности устройств. Они описаны ниже.

Форматы модуляции высшего порядка. До недавнего времени развернутые системы использовали простое кодирование цифровых данных с включенной/выключенной амплитудной манипуляцией. Однако фазовая манипуляция (PSK) оптической несущей волны обеспечивает лучшую чувствительность приемника и относительно устойчива к ухудшающим эффектам, таким как нелинейность. ⁴³ Полоса пропускания оптоволокна имеет большое значение, поскольку доступный спектр быстро заполняется, поэтому эффективность использования спектра, измеряемая в битах в секунду на герц, становится все более важной; как еще одно преимущество, спектрально узкие каналы более устойчивы к эффектам дисперсии. Типичным примером является квадратурная фазовая манипуляция (QPSK), которая кодирует два бита информации в каждом символе, тем самым удваивая спектральную эффективность. Это может быть

_________________

⁴⁰ Ли, Т.Ю. 1993. Влияние оптических усилителей на дальнюю световую связь. Труды IEEE 81:1568-1579.

⁴¹ Kurtzke, C. 1993. Подавление нелинейности волокна за счет соответствующего управления дисперсией. IEEE Photonics Technology Letters 5:1250-1253.

⁴² Каминов И.П., Тингье Ли и А.Е. Вилнер. 2008. Оптоволоконные телекоммуникации V B: Системы и сети . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Academic Press.

⁴³ Винзер П.Дж. и Р.-Дж. Эссиамбре. 2007. Усовершенствованные форматы модуляции для оптических транспортных сетей с высокой пропускной способностью. Журнал световых технологий 24 (12): 4711-4720.

Страница 77 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

дополнительно расширен до еще более высоких созвездий данных I/Q (синфазных/квадратурных) — например, квадратурно-амплитудная модуляция (QAM) от 16 до 512, ^{44, 45, 46}, как показано на рисунке 3. 2, в котором данные кодируются как по фазе, так и по амплитуде оптической несущей. Кроме того, независимые данные могут передаваться по двум ортогональным осям поляризации оптического волокна, то есть мультиплексирование с разделением поляризации, что снова удваивает пропускную способность и спектральную эффективность. ⁴⁷

Когерентные системы, использующие цифровую обработку сигналов. В широко распространенных в радиомире гетеродинных приемниках слабый сигнал данных смешивается с гетеродином, имеющим гораздо большую мощность. Следуя тому же подходу, оптическая когерентная система использует лазер с узкой шириной линии в качестве гетеродина для микширования со слабым входящим оптическим сигналом данных. Сбалансированные детекторы могут использоваться для восстановления информации как об амплитуде, так и о фазе, то есть временной истории волны канала данных. Когерентные системы (1) демонстрируют лучшую чувствительность приемника, чем прямое обнаружение, и (2) могут использовать сложные методы электронной цифровой обработки сигналов (DSP) для выравнивания и компенсации многих ухудшений, таких как хроматические и поляризационные ухудшения. ^48,49,50

Концепции, которые могут повысить пропускную способность

В последнее время, благодаря развитию технологий, появились две другие концепции, которые могут еще больше повысить пропускную способность в течение следующих нескольких лет, как описано ниже.

_________________

⁴⁴ Чжоу С. и Дж. Ю. 2009. Многоуровневое, многомерное кодирование для высокоскоростной оптической передачи с высокой спектральной эффективностью. Журнал световых технологий 27 (16): 3641-3653.

⁴⁵ Шмогров Р., Д. Хиллеркусс, С. Вольф, Б. Бауэрле, М. Винтер, П. Кляйнов, Б. Небендаль, Т. Диппон, П.К. Шиндлер, К. Коос, В. Фройде и Дж. Лойтольд. 2012. Синхронно-импульсная передача Найквиста 512QAM со скоростью 54 Гбит/с в оптической полосе пропускания 3 ГГц. Оптика Экспресс 20:6439-6447.

⁴⁶ Окамото С., К. Тойода, Т. Омия, К. Касаи, М. Ёсида и М. Наказава. 2010. «Когерентная оптическая передача 512 QAM (54 Гбит/с) на расстояние более 150 км с полосой пропускания оптического сигнала 4,1 ГГц». Документ конференции. 36-я Европейская конференция и выставка по оптической связи, Турин, Италия.

⁴⁷ Гнаук, А. Х., П. Дж. Винзер, А. Кончиковска, Ф. Хорхе, Дж. Ю. Дюпюи, М. Рие, Г. Шарле, Б. Чжу и Д.В. Пекхэм. 2012. Генерация и передача PDM 64-QAM со скоростью 21,4 Гбод с использованием нового мощного ЦАП, управляющего одним модулятором I/Q. Журнал световых технологий 30: 532-536.

⁴⁸ Тейлор, М.Г. 2004. Метод когерентного обнаружения с использованием DSP для демодуляции сигнала и последующего устранения ухудшений распространения. IEEE Photonics Technology Letters 16(2):674-676.

⁴⁹ Сэвори, С.Дж. 2010. Цифровой когерентный оптический приемник: Алгоритмы и подсистемы. Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 16(5):1164-1179.

⁵⁰ Салси, М., О. Бертран Пардо, Ж. Ренодье, В. Идлер, Х. Мардоян, П. Тран, Г. Шарле и С. Биго. 2011. «Передача WDM 200 Гбит / с с одной несущей PDM-QPSK на расстояние более 12 000 км». Документ конференции. 37-я Европейская конференция и выставка по оптической связи, Женева, Швейцария. Доступно по адресу http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=60659.39. По состоянию на 26 июня 2012 г.

Страница 78 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

РИСУНОК 3.2 Записанная совокупность экспериментальных данных оптического сигнала 1024-квадратурной амплитудной модуляции (QAM) (60 Гбит/с) с использованием когерентной оптической передачи на расстояние более 150 км. Две оси предназначены для синфазного и квадратурного направлений, при этом полное созвездие представляет точки данных, закодированные по амплитуде и фазе без (а) и с (б) цифровой нелинейной компенсации. ИСТОЧНИК: Перепечатано с разрешения Коидзуми Ю., К. Тойоды, М. Йошиды и М. Наказавы. 2012. 1024 QAM (60 Гбит/с) когерентная оптическая передача с одной несущей на расстояние более 150 км. Оптика Экспресс 20(11):12508-12514.

Мультиплексирование с космическим разделением (SDM). После мультиплексирования по времени, длине волны и поляризации в настоящее время исследуется пространственное мультиплексирование для дальнейшего увеличения пропускной способности. В системе пространственного мультиплексирования каждый независимый канал данных переносится ортогональным пространственным измерением. Два новых подхода включают использование следующего: (1) специального многожильного волокна, каждая отдельная жила которого передает независимый поток данных; ⁵¹ и (2) маломодовое волокно, в котором каждый независимый канал данных относится к одной из ортогональных пространственных мод (см. рис. 3.3). В обоих подходах ключевой проблемой являются перекрестные помехи. Уникальные проблемы для многоядерных волоконно-оптических систем включают следующее: (1) дальнейшее увеличение количества ядер, (2) уменьшение нелинейных эффектов между ядрами и (3) разработка многомодовых/многоядерных сетевых элементов, таких как волокно, легированное эрбием, которое имеет несколько согласованных сердцевин, так что все сердцевины могут усиливаться одновременно в одном волоконном элементе. Для многорежимных систем нежелательные преобразования мод между различными пространственными модами являются естественным явлением, которое приводит к перекрестным помехам в нескольких каналах.

_________________

⁵¹ Климатическая группа. 2008. SMART 2020: обеспечение низкоуглеродной экономики в информационную эпоху . Отчет Климатической группы от имени Global eSustainability Initiative. Доступно по адресу http://www.smart2020.org/_assets/files/02_Smart2020Report.pdf. По состоянию на 26 июня 2012 г.

Страница 79 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

РИСУНОК 3.3 (a) Мультиплексирование с пространственным разделением каналов (SDM) с использованием многожильного волокна. ИСТОЧНИК: Перепечатано с разрешения Мацуо С., К. Такенага, Ю. Аракава, Ю. Сасаки, С. Танигава, К. Сайто и М. Косиба. 2011. Перекрестные помехи жил в многожильных волокнах при изгибе. IEICE Electronics Express 8(6):385-390. (b) Многомодовое волокно. ИСТОЧНИК: Перепечатано с разрешения из Ryf, R. , S. Randel, A. Gnauck, C. Bolle, A. Sierra, S. Mumtaz, M. Esmaeelpour, E. Burrows, R. Essiambre, P. Winzer, D. , Пекхэм, А. Маккарди и Р. Лингл. 2012. Мультиплексирование с разделением мод на 96 км маломодового волокна с использованием когерентной обработки MIMO 6×6. IEEE Journal of Lightweight Technology 30:521-531. (c) Показатели частоты ошибок по битам и восстановленные совокупности данных трибутарных сигналов с квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK) после передачи SDM с использованием четырех пространственных мод в одном маломодовом волокне. ИСТОЧНИК: Перепечатано с разрешения Аль Амина, Абдуллы, Ан Ли, Симина Чена, Си Чена, Гуаньцзюня Гао и Уильяма Ши. 2011. Передача 4 × 4 MIMO-OFDM с двумя режимами LP11 по двухмодовому волокну. Оптика Экспресс 19:16672-16679.

Страница 80 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

Эту проблему можно частично решить, используя подход с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO). MIMO является популярным методом в радиочастотных (РЧ) системах и может распутать некоторые перекрестные помехи между режимами с помощью цифровой обработки сигналов. ^52,53 Однако неясны верхний предел производительности и количество поддерживаемых режимов.

Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). OFDM использует одну несущую и несколько волн ортогональных поднесущих; она дала одни из самых захватывающих результатов в мире RF. Каждая поднесущая, несущая независимые данные, может быть плотно упакована в спектре, поскольку ортогональность поддерживается расширенной электронной обработкой в передатчике/приемнике. ⁵⁴ OFDM спектрально эффективен и устойчив ко многим искажениям, связанным с оптоволокном, но требует значительного объема высокоскоростной электронной обработки сигналов данных, такой как быстрое преобразование Фурье и аналого-цифровые преобразователи. ⁵⁵

Достижения устройств и подсистем

Эти недавние улучшения системного уровня стали возможными благодаря достижениям устройств и подсистем, в том числе описанным ниже.

Высокоскоростные локальные сети и сети доступа. Достижения в области локальных вычислительных сетей (LAN) позволили обеспечить высокую пропускную способность от оптических сетей дальней связи к настольным компьютерам. Начав со светоизлучающих диодов (LED) и лазеров Фабри-Перо в качестве передатчиков, многомодовые оптические волокна и оптоволоконные ленточные кабели стали основными стандартами локальных сетей в середине 1990-х годов. В конце 1990-х гигабиты с прямой модуляцией

_________________

⁵² Kaminow et al. 1996. Широкополосная полностью оптическая сеть WDM.

⁵³ Риф, Р., А. Сьерра, Р. Эссиамбре, А. Гнаук, С. Рандел, М. Эсмаилпур, С. Мумтаз, П. Дж. Винзер, Р. Дельбу, П. Пупалайкис, А. Сурека, Т. Хаяши, Т. , Тару и Т. Сасаки. 2011. «Когерентная мультиплексная передача в режиме 6 × 6 MIMO на 1200 км по 3-ядерному микроструктурированному волокну». Документ конференции. Европейская конференция и выставка по оптическим коммуникациям. Доступно на http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=ECOC-2011-Th.13.C.1. По состоянию на 26 июня 2012 г.

⁵⁴ Ши, В. и И. Джорджевич. 2009 г.. Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением для оптической связи . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Elsevier/Academic Press.

⁵⁵ Лю, Х., С. Чандрасекар, Б. Чжу, П.Дж. Винзер, А.Х. Гнаук и Д.В. Пекхэм. 2011. Передача CO-OFDM с уменьшенным защитным интервалом 448 Гбит/с на 2000 км оптоволокна сверхбольшой площади и пяти сетей ROADM с частотой 80 ГГц. IEEE Journal of Lightwave Technology 29:483-490.

Страница 81 Делиться Цитировать

Рекомендуемое цитирование: “3 Коммуникации, обработка информации и хранение данных”. Национальный исследовательский совет. 2013. Оптика и фотоника: основные технологии для нашей нации . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/13491.

Сохранить

Отменить

поверхностно-излучающих лазеров с вертикальным резонатором в секунду (VCSEL) ^{56,57,58,59,60 Передатчики} стали доминирующими передатчиками из-за низкого напряжения возбуждения и низкой стоимости производства. В настоящее время развертываются VCSEL со скоростью 10 Гбит/с, а в лабораториях продемонстрирована скорость 40 Гбит/с. ^61,62 Исследовательские усилия по созданию перестраиваемых по длине волны лазеров с прямой модуляцией со скоростью 100 Гбит/с будут иметь важное значение для широкополосной связи следующего поколения. ^63,64

Высокоскоростные электронные схемы. Электронные схемы — «лучшие друзья оптических систем». Очевидно, что для управления оптическими модуляторами необходима высокоскоростная, линейная электроника с высокой выходной мощностью, а высокоскоростные логические схемы имеют решающее значение для обработки сигналов в когерентных системах, системах MIMO и OFDM. ^65,66 Хорошая электроника может помочь смягчить многие проблемы, возникающие в оптической области, тем самым повышая производительность системы.

Фотонная интеграция. Как правило, система с более высокой производительностью требует большего количества компонентов, что может сделать систему еще более сложной. Например, приемопередатчик в системе, использующей форматы модуляции более высокого порядка, намного сложнее

_________________

⁵⁶ Сода, Х., К. Ига, К. Китахара и Ю. Суэмацу. 1979. GaInAsP/InP поверхностно-излучающие инжекционные лазеры. Японский журнал прикладной физики 18:2329-2330.

⁵⁷ Ватанабэ И., Ф. Кояма и К. Ига. 1986. Низкотемпературная непрерывная работа GaInAsP/InP поверхностно-излучающего лазера с круглой заглубленной гетероструктурой. Electronics Letters 22:1325-1327.

⁵⁸ Джуэлл, Дж.Л., С.Л. МакКолл, Ю.Х. Ли, А. Шерер, А.К. Госсард и Дж.Х. Английский. 1989. Генерационные характеристики микрорезонаторов GaAs. Письма по прикладной физике 54:1400-1402.

⁵⁹ Chang-Hasnain, C.J., J.P. Harbison, G. Hasnain, A. Von Lehmen, L.T. Флорес и Н.Г. Стоффель. 1991. Динамические, поляризационные и поперечные модовые характеристики лазеров с вертикальным резонатором. IEEE Journal of Quantum Electronics 27:1402-1409.

⁶⁰ Маэда, М.В., К.Дж. Чанг-Хаснейн, Дж.С. Патель, К. Лин, Х.А. Джонсон и Дж.А. Уокер. 1991. Использование многоволновой лазерной матрицы с поверхностным излучением в эксперименте с 4-канальной мультиплексированной системой с разделением по длине волны. IEEE Photonics Technology Letters 3:268-269.

⁶¹ Мюллер М., В. Хофманн, А. Надточий, А. Мутиг, Г. Бём, М. Орцифер, Д. Бимберг и М.-К. Аманн. 2010. B1,55 м высокоскоростных VCSEL, обеспечивающих безошибочную передачу по оптоволокну со скоростью до 25 Гбит/с. Материалы Международной конференции по полупроводниковым лазерам (ISLC), 26–30 сентября, Киото, Япония, стр. 156–157.

⁶² Вестберг, П., Дж.С. Густавссон, Б. Кегель, А. Хаглунд и А. Ларссон. 2011. Влияние времени жизни фотона на производительность высокоскоростного VCSEL. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 17(6):1603-1613.

⁶³ Chang-Hasnain, CJ 2000. Настраиваемый VCSEL. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 6(6):978-987.

⁶⁴ Таубенблатт, Массачусетс, 2012 г. Оптические межсоединения для высокопроизводительных вычислений. Журнал световых технологий 30 (4): 448-457.

⁶⁵ Ли, Т. Ю. 1993. Влияние оптических усилителей на дальнюю световую связь. Труды IEEE 81:1568-1579.

⁶⁶ Kurtzke, C. 1993. Подавление нелинейности волокна путем соответствующего управления дисперсией. IEEE Photonics Technology Letters 5:1250-1253.

Страница 82 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

, чем система двухпозиционной манипуляции (OOK), ⁶⁷, поскольку для нее требуется несколько лазеров, модуляторов, ответвителей и сбалансированных детекторов, как показано на рис. 3.4. Этот сценарий во многом выиграл от достижений в области фотонных интегральных схем как на III-V ⁶⁸ и силиконовые материалы. ⁶⁹

Модификации оптического волокна. Хотя затухание в оптическом волокне достигло своего почти оптимального уровня в 0,2 децибела на километр (дБ/км) несколько десятилетий назад, модификации самого волокна привели к критическим изменениям в свойствах распространения оптических волн, которые позволили системам развиваться. Изменяя размер и состав сердцевины и оболочки, ключевые изменения количества и наклона спектра хроматической дисперсии управляют накоплением дисперсионных и нелинейных эффектов. ⁷⁰ Кроме того, волокно с большой эффективной площадью уменьшило плотность мощности, тем самым уменьшив накопление нелинейных эффектов. ⁷¹ Кроме того, создание наноструктур в оболочке волокна позволило очень туго намотать волокно без потерь на изгибе, что позволяет повсеместно использовать волокно без необходимости в высококвалифицированных специалистах.

Потенциальные инновации. Инновационные устройства и подсистемы, предвещающие следующую волну систем связи, могут включать описанные ниже.

• Кремниевая фотоника. На момент публикации Harnessing Light в 1998 году, ⁷² сообщество не уделяло особого внимания кремнию как фотонному материалу. С точки зрения характеристик и способности взаимодействовать со светом материалы III-V намного превосходили их по своим характеристикам. Однако значительные успехи последних нескольких лет в создании фотонных элементов на основе кремния взбудоражили отрасль. Были продемонстрированы модуляторы, волноводы, ответвители, детекторы, мультиплексоры и фильтры. ⁷³ (См. рис. 3.5.)

_________________

⁶⁷ OOK — это простейшая форма модуляции с амплитудной манипуляцией (ASK), в которой цифровые данные представлены наличием или отсутствием несущей волны.

⁶⁸ Уэлч Д.Ф., Ф.А. Киш, Р. Нагараджан, К.Х. Джойнер, Р.П. Шнайдер, В.Г. Доминик, М.Л. Митчелл, С.Г. Грабб, Т.-К. Чанг, Д. Перкинс и А.С. Нильссон. 2006. Реализация крупномасштабных фотонных интегральных схем и связанное с этим влияние на волоконно-оптические системы связи. Журнал Lightwave Technology 24:4674-4683.

⁶⁹ Асгари М. и А.В. Кришнамурти. 2011. Кремниевая фотоника: энергоэффективная связь. Природа Фотоника 5:268-270.

⁷⁰ Миллер, Д.А.Б. 2009. Требования к устройствам для оптических межсоединений с кремниевыми чипами. Труды IEEE 97:1166-1185.

⁷¹ Левоцкий К. 1996. Волокно с большой эффективной площадью минимизирует нелинейность. Мир Лазерного Фокуса 32:16.

⁷² Национальный исследовательский совет. 1998. Светильник .

⁷³ Сюй, К., Б. Шмидт, С. Прадхан и М. Липсон. 2005. Кремниевый электрооптический модулятор микрометрового масштаба. Природа 435:325-327.

Страница 83 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

РИСУНОК 3.4 (a) Квадратный или шестиугольный модулятор 16-QAM InP со скоростью 28 Гбод. ИСТОЧНИК: Перепечатано с разрешения Doerr, C.R., L. Zhang, P. Winzer и A.H. Gnauck. 2011. «Квадратный или гексагональный модулятор 16-QAM InP 28 Гбод». Документ конференции. Конференция по оптоволоконной связи (OFC), Лос-Анджелес, Калифорния, 6 марта 2011 г. Доступно по адресу http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=OFC-2011-OMU2. (b) Монолитно интегрированный двухпортовый когерентный приемник InP для сигнала PDM-QPSK со скоростью 100 Гбит/с. ИСТОЧНИК: Перепечатано с разрешения из Houtsma, V.E., N. Weimann, T. Hu, R. Kopf, A. Tate, J. Frackoviak, R. Reyes, Y. Chen, C.R. Doerr, L. Zhang, and D. Нельсон. 2011. «Изготавливаемый монолитно интегрированный двухпортовый когерентный приемник InP для приложений 100G PDM-QPSK». Документ конференции. Конференция по оптоволоконной связи (OFC), Лос-Анджелес, Калифорния, 6 марта 2011 г. Доступно по адресу http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=587529.6.

Даже активные элементы, такие как лазеры, были зарегистрированы путем склеивания пластин ⁷⁴ или прямого выращивания. ^75,76 Это делает возможным массовое производство экономичных интегральных фотонных схем в масштабе чипа с использованием массивной инфраструктуры производства кремния. Важным применением является массовое производство активных кабелей, в которых кремниевая фотоника и оптоволокно заменяют коаксиальный кабель, чтобы обеспечить полосу пропускания в десятки гигагерц с чрезвычайно низкими потерями на десятках метров.

• Низкое энергопотребление. По мере экспоненциального роста объемов передачи данных потребление энергии коммуникационной инфраструктурой быстро растет. Кроме того, хорошо известно, что, хотя энергопотребление электроники увеличивается с увеличением скорости передачи данных, энергопотребление фотоники не меняется. Ввиду обоих этих фактов сообщество оптических коммуникаций очень серьезно относится к использованию оптики новыми способами для значительного снижения энергопотребления. Для этого потребуются новые интегрированные технологии устройств, такие как фотонные кристаллы 9.0003

_________________

⁷⁴ Лян Д. и Дж. Э. Бауэрс. 2010. Недавний прогресс в лазерах на кремнии. Природа Фотоника 4:511-517.

⁷⁵ Кунерт Б., С. Зиннканн, К. Волц и В. Штольц. 2008. Монолитная интеграция структур с несколькими квантовыми ямами Ga(NAsP)/(BGa)P на кремниевой подложке (0 0 1) с помощью MOVPE. Журнал роста кристаллов 310(23):4776-4779.

⁷⁶ Чен и др. 2011. Нанолазеры, выращенные на кремнии.

Страница 84 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

РИСУНОК 3.5 (a) Intel создает первую в мире сквозную кремниевую фотонику со встроенными лазерами. ИСТОЧНИК: изображение доступно по адресу http://www.demonstech.com/2010/07/intel-creates-worlds-first-end-to-end.xhtml. (b) Встроенный кремниевый передатчик Kotura 10×10 Гбит/с в масштабе чипа. ИСТОЧНИК: Изображение доступно по адресу http://www.gazettabyte.com/home/2009/10/26/photonic-integration-bent-on-disruption.xhtml. Перепечатано с разрешения.

Страница 85 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

, а также новые системы и архитектуры коммутации для создания «зеленой» сети. ^77,78

• Реконфигурируемые сетевые элементы. Электронные системы не статичны, и все же оптические системы, как правило, развертываются довольно статично. Настраиваемые и реконфигурируемые сетевые элементы обеспечат необходимую гибкость оптическим системам, чтобы сеть могла надежно оптимизировать распределение полосы пропускания и качество обслуживания. ^79,80 В эту категорию попадают фильтры, (де)мультиплексоры, маршрутизаторы, коммутаторы, компенсаторы дисперсии и лазеры. ⁸¹

Сеть

Темы, обсуждавшиеся выше, в первую очередь касаются основных вопросов увеличения пропускной способности и дальности действия оптических систем связи — решения этой потребности подпитывают драматический импульс всемирной связи. Тем не менее, мощь оптики также была раскрыта, чтобы обеспечить значительный прогресс в многопользовательских сетях. Параллельные длины волн не только обеспечивают увеличение пропускной способности, но и обеспечивают маршрутизацию в зависимости от длины волны. ⁸² В сети WDM длина волны может определять сетевую маршрутизацию таким образом, что канал с определенной длиной волны может появиться в пункте назначения, пересекая элементы сети, зависящие от длины волны. Сетевой узел может обнаруживать только определенную длину волны и трафик, предназначенные для этого узла, и передавать другие длины волн, не предназначенные для этого пункта назначения, без помех. К основным преимуществам относятся следующие: (1) меньшая сетевая задержка и задержка для неотброшенного трафика и (2) меньшая «стоимость» обнаружения только отброшенного трафика, а не всего трафика, поступающего на узел.

Ключевым элементом этой сетевой революции является селективный по длине волны оптический мультиплексор ввода/вывода (OADM). Более того, OADM стал динамичным,

_________________

⁷⁷ Нисимура С., К. Шинода, Ю. Ли. Г. Оно, К. Фукуда, Ф. Юки, Т. Такемото, Х. Тойода, М. Ямада, С. Цудзи и Н. Икеда. 2011. Компоненты и технологии межсоединений для маршрутизаторов с фотонной поддержкой в направлении зеленых сетей. IEEE Journal of Lightwave Technology 17:347-356.

⁷⁸ Килпер, Д. 2011. «Учебное пособие: энергоэффективные сети». Документ конференции. Конференция по оптоволоконной связи (OFC), Лос-Анджелес, Калифорния, 6 марта. Доступно на http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?uri=OFC-2011-OWI5. По состоянию на 26 июня 2012 г.

⁷⁹ Гринджери С., Б. Баш, В. Шукла, Р. Егоров и Т.Дж. Ся. 2010. Гибкие архитектуры для оптических транспортных узлов и сетей. Журнал связи IEEE 48(7):40-50.

⁸⁰ Салех, А. А. М. и Дж. М. Симмонс. 2011. Технологии и архитектура, обеспечивающие взрывной рост Интернета. Журнал связи IEEE 49(1):126-132.

⁸¹ Пул С., С. Фрискен, М. Роленс и К. Кэмерон. 2011. «ROADM с гибкой пропускной способностью как сетевые элементы». Документ конференции. Конференция по оптоволоконной связи (OFC), Лос-Анджелес, Калифорния, 6 марта 2011 г. Доступно по адресу http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=OFC-2011-OTuE1. По состоянию на 26 июня 2012 г.

⁸² Feuer, M.D., S.L. Вудворд, П. Палачарла, X. Ван, И. Ким и Д. Бихон. 2011. Конфликт между узлами в динамических фотонных сетях. Журнал световых технологий 29 (4): 529-535.

Страница 86 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

, чтобы реконфигурируемый OADM (ROADM) мог приспосабливаться к изменяющимся шаблонам трафика. ⁸³ Множество селективных по длине волны и настраиваемых компонентов обеспечили такие достижения. ^84,85 Скорость реконфигурации может составлять от одного раза в день до нескольких наносекунд, в зависимости от приложения.

Эти приложения включают коммутацию каналов и пакетов. Коммутация каналов имеет ограниченные требования к скорости и считается довольно простой в реализации, но несколько неэффективной с точки зрения использования пропускной способности. Поскольку полоса пропускания в сети становится все более ценной, коммутация пакетов, которая широко распространена в современном Интернете, требует быстрой коммутации и ее гораздо сложнее реализовать оптически, но она достаточно эффективна с точки зрения пропускной способности. В перспективе от 5 до 10 лет, вероятно, станут более ясны конкретные технологии, которые можно использовать для оптической коммутации пакетов, а также предполагаемые преимущества их реализации в оптической области.

Со временем оптическое волокно стало ближе к конечному пользователю. Еще 30 лет назад было ясно, что оптическое волокно будет доминировать в дальней связи. В настоящее время оптическое волокно развертывается по всему миру, чтобы предоставить отдельным пользователям доступ к широкополосному Интернету. Волокно до x , в котором x может представлять множество вещей, включая бордюр, дом или офис, будет только ускоряться по мере снижения затрат. ⁸⁶ На самом деле сети доступа очень чувствительны к стоимости, учитывая, что только несколько пользователей разделят стоимость оптических компонентов, которые в настоящее время обычно считаются более дорогими, чем электронные. Интересной областью исследований и разработок являются пассивные оптические сети, в которых скорость передачи данных в гигабитах в секунду может быть развернута с небольшими затратами для многих одновременных пользователей по соседству. ⁸⁷ Достижения в области недорогих интегрированных оптических компонентов и эффективных архитектур оптического доступа будут иметь решающее значение для достижения этой цели; обратите внимание, что RF-over-fiber, в котором радиочастотная поднесущая кодируется и передается на оптической несущей, представляет собой интересный и потенциально захватывающий подход к преодолению разрыва между беспроводными сигналами и сетями WDM. ⁸⁸ Следует подчеркнуть, что экспоненциальный рост беспроводного трафика только увеличивает потребность в оптике в сетях доступа, поскольку беспроводные концентраторы обычно подключаются на земле к более крупной сети через оптическое волокно. Ясно, что сообществу оптики и фотоники нужно

_________________

⁸³ Левоцкий, К. 1996. Волокно с большой эффективной площадью минимизирует нелинейность. Мир лазерного фокуса 32:16.

⁸⁴ Асгари М. и А.В. Кришнамурти. 2011. Кремниевая фотоника: энергоэффективная связь. Природа Фотоника 5:268-270.

⁸⁵ Левоцкий, К. 1996. Волокно с большой эффективной площадью минимизирует нелинейность. Мир лазерного фокуса 32:16.

⁸⁶ Ли, К., В.В. Сорин и Б. Ким. 2006. Оптоволокно до дома с использованием инфраструктуры PON. IEEE Journal of Lightwave Technology 24:4568-4583.

⁸⁷ Скубич А., Дж. Чен, Дж. Ахмед, Л. Восинска и Б. Мукерджи. 2009. Сравнение динамического распределения пропускной способности для EPON, GPON и TDM PON следующего поколения. Журнал связи IEEE 47(3):S40-S48.

⁸⁸ Чен Л., К. Престон, С. Манипатруни и М. Липсон. 2009. Интегрированное кремниевое фотонное межсоединение ГГц с модуляторами и детекторами микрометрового масштаба. Оптика Экспресс 17(17):15248-15256.

Страница 87 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

, чтобы очень скоро продвинуть технологии следующего порядка увеличения пропускной способности оптических сетей.

Примеры областей НИОКР

В целом область оптических коммуникаций весьма богата инновациями и приложениями. Краткое описание примеров областей исследований и разработок, которые могут оказать большое влияние, включает следующее:

• Квантовые коммуникации. Квантово-оптическая связь обычно использует квантовое состояние одного фотона или пары запутанных фотонов, которые могут быть далеко друг от друга, сохраняя присущую им квантовую связь, для достижения максимально безопасной и высокоэффективной связи. ⁸⁹ Например, если закодирована информация о состоянии поляризации фотона (СОП), то любой подслушиватель обязательно нарушит СОП фотона и будет обнаружен. Квантовое распределение ключей (QKD) может быть чрезвычайно важным для соединений, требующих максимальной безопасности. Более того, для систем, в которых информацию переносят отдельные фотоны, биты на фотон могут быть весьма эффективными. Активно разрабатываются практические однофотонные передатчики и детекторы, а квантовый усилитель/повторитель остается недостижимой целью исследований. ^90,91

• Связь в открытом космосе. Связь в свободном космосе существовала десятилетиями как радио. Однако в течение десятилетий существовало желание использовать оптику для связи в свободном пространстве из-за ее гораздо более высокого диапазона частот и пропускной способности передачи данных. ⁹² Лазеры также обладают высокой направленностью, поэтому они энергоэффективны с точки зрения расхождения и относительно безопасны, поскольку их трудно перехватить. Особенно для спутниковой связи с более высокой пропускной способностью существует возможность резкого снижения важнейших параметров размера, веса и мощности (SWaP). Спутниковая или высотная лазерная связь в свободном космосе привлекательна из-за отсутствия проблем с ослаблением из-за погодных условий даже на оптических длинах волн. Министерство обороны особенно интересуется лазерной связью в свободном космосе,

_________________

⁸⁹ Трейбер, А., А. Поппе, М. Хентшель, Д. Феррини, Т. Лорюнсер, Э. Керассер, Т. Матюс, Х. Хюбель и А. Цайлингер. 2009. Полностью автоматизированная система квантовой криптографии на основе запутывания для телекоммуникационных оптоволоконных сетей. Новый журнал физики 11:045013. Доступно на http://iopscience.iop.org/1367-2630/11/4/045013. По состоянию на 26 июня 2012 г.

⁹⁰ Кимбл, Х. Дж. 2008. Квантовый Интернет. Природа 453:1023-1030.

⁹¹ Гисин Н. и Р.Т. Тью. 2010. Технология квантовой связи. Electronics Letters 14:965-967.

⁹² Killinger, D. 2002. Оптика свободного пространства для лазерной связи по воздуху. Новости оптики и фотоники 13(10):36-42.

Страница 88 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

как обсуждалось в главе 4 этого отчета, из-за необходимости высокоскоростной связи с движущимися платформами.

Обработка информации

В технологии оптики для межсоединений за последнее десятилетие был достигнут значительный прогресс в трех основных областях:

• Эволюционные достижения в оптоэлектронике на основе полупроводников III–V,

• Появление кремниевой фотоники в качестве потенциальной новой технологической базы и

• Нанофотоника для очень высокопроизводительной оптики и оптоэлектроники, некоторые из которых обладают совершенно новыми возможностями и возможности.

Эволюционный прогресс в технологии устройств III-V

Технология оптических каналов передачи данных продолжала развиваться в последнее десятилетие, с постоянным улучшением скорости и снижением рассеиваемой мощности для технологий устройств, таких как VCSEL. Интеграция устройств в более крупные функциональные блоки продолжилась в технологии III-V. ⁹³ Такие подходы преимущественно III-V могут интегрировать несколько активных оптоэлектронных устройств, таких как лазеры, оптические усилители, модуляторы, переключатели и детекторы для высокофункциональных устройств для оптических сетей.

Кремниевая фотоника

Потенциал использования кремниевых оптических технологий (так называемая кремниевая фотоника, как упоминалось выше) значительно расширился. ⁹⁴ Такая кремниевая фотоника может производиться на предприятиях по производству комплементарных кремнию оксидов металлов (КМОП), что потенциально снижает производственные затраты и обеспечивает прямую интеграцию с недорогой кремниевой электроникой. Такой подход предлагает серьезные возможности для интегрированной платформы электроники/оптоэлектроники/оптики, которая могла бы решить проблемы технологичности и стоимости для будущих крупномасштабных приложений, таких как локальные оптические сети или межсоединения.

Сам кремний и/или родственные КМОП-материалы, такие как нитрид кремния или диоксид кремния, могут использоваться в качестве очень эффективных оптических волноводов на поверхности

_________________

⁹³ Blumenthal, D.J., J. Barton, N. Beheshti , Дж. Э. Бауэрс, Э. Бурмейстер, Л. А. Колдрен, М. Даммер, Г. Эппс, А. Фанг, Ю. Ганджали, Дж. Гарсия, Б. Кох, В. Лал, Э. Лайвли, Дж. Мак, М. Масанович , N. McKeown, K. Nguyen, SC Nicholes, H. Park, B. Stamenic, A. Tauke-Pedretti, H. Poulsen и M. Sysak. 2011. Интегрированная фотоника для маломощных пакетных сетей. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 17:458-471.

⁹⁴ Сореф, Р. 2006. Прошлое, настоящее и будущее кремниевой фотоники. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 12:1678-1687.

Страница 89 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

Силиконовый чип

. Кроме того, очень тесная интеграция таких устройств, как фотодетекторы и устройства вывода, может улучшить производительность системы, особенно когда рассеивание мощности особенно важно, как это имеет место в приложениях для оптических соединений.

Оптические модуляторы, использующие кремний в качестве активного материала, могут быть изготовлены в линейных формах (например, Mach-Zehnder), которые были интегрированы в продукты, или в более агрессивных формах кольцевых резонаторов с высоким коэффициентом добротности, которые также могут обеспечивать выбор и переключение каналов с разной длиной волны. Кольцевые резонаторы все еще находятся в стадии исследований, отчасти из-за требований точной настройки и термостабилизации. Большая часть работ по кремниевой фотонике ориентирована на телекоммуникационные длины волн (например, в так называемом C-диапазоне около 1550 нанометров [нм]), где сам кремний прозрачен. Включение фотодетекторов требует добавления германия, который эффективно поглощает свет в некоторой части C-диапазона. Уже известно, что германий совместим с кремниевой КМОП-технологией, поскольку он уже используется для других целей в современных КМОП-системах.

В ходе исследований начинают появляться другие концепции кремний-совместимых модуляторов, основанные на изменениях оптического поглощения в германиевых структурах. Эти устройства могут предлагать очень низкую рабочую энергию без настройки резонаторов. Подходы включают объемные германиевые модуляторы Франца-Келдыша ⁹⁵ и, более агрессивно, модуляторы с так называемым квантово-ограниченным эффектом Штарка (QCSE) ⁹⁶, основанные на использовании тонких германиевых слоев «квантовой ямы».

На момент написания этой статьи еще не существовало работающего при комнатной температуре электрического лазера, который можно было бы выращивать непосредственно на кремнии, хотя исследования различных подходов продолжаются, включая попытки получить германий или родственные материалы (например, германий сплавы олова) в так называемые материалы с прямой запрещенной зоной, которые обычно требуются для эффективных лазеров. Лазеры были успешно продемонстрированы на основе гибридизации материалов III-V на кремнии после выращивания. ⁹⁷ Жизнеспособные источники света III-V на кремнии путем прямого выращивания на

_________________

⁹⁵ Liu, J., M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L.C. Кимерлинг и Дж. Мишель. 2008. Интегрированные в волновод сверхнизкоэнергетические модуляторы электропоглощения GeSi. Природа Фотоника 2:433-437.

⁹⁶ Рот, Дж.Э., О. Фиданер, Э.Х. Эдвардс, Р.К. Шевиц, Ю.-Х. Куо, Н.К. Хелман, Т.И. Каминьш, Дж.С. Харрис и Д.А.Б. Миллер. 2008. Модулятор электропоглощения Ge с квантовой ямой с боковым входом в С-диапазоне на КНИ, работающий при размахе 1 В. Electronics Letters 44:49-50.

⁹⁷ Фэнг, А. В., Х. Парк, О. Коэн, Р. Джонс, М. Дж. Паничча и Дж. Э. Бауэрс. 2006. Гибридный затухающий лазер AlGaInAs-кремний с электрической накачкой. Оптический экспресс 14:9203-9210.

Страница 90 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

Кремний

все еще является предметом исследований, хотя некоторые нанофотонные структуры кажутся многообещающими. ^98,99

Остается открытым вопрос, нужно ли интегрировать лазерные источники света в кремний. Использование лазеров вне чипа устраняет некоторое рассеивание мощности чипа и позволяет централизованно стабилизировать длины волн и/или синхронизацию импульсов за счет необходимости выравнивать лазерный луч по чипу с помощью некоторой дополнительной оптики. Существуют подходы для гибридизации материалов III-V на кремниевых подложках и/или оптических структурах, и такие подходы предлагают один промежуточный подход для интеграции источников света в чип. Однако усилители на чипе могут быть очень желательны для расширения функциональности, учитывая, что оптические компоненты на основе кремния по-прежнему имеют значительные потери, что ограничивает количество компонентов, которые можно интегрировать. Это говорит в пользу монолитной интеграции активных компонентов с оптическим усилением.

Хотя различные варианты устройств вывода (модуляторы и лазеры) для прямой модуляции все еще находятся в стадии исследований, они предлагают серьезные возможности для устройств, которые могли бы удовлетворить требования энергии на бит ¹⁰⁰, чтобы позволить оптике заменить провода даже при относительно коротких такие расстояния, как межсоединения между чипами. Вполне возможно, что здесь может появиться одна технологическая платформа, которая позволит производить системы для приложений, начиная от чипа к чипу и заканчивая дальними оптическими сетями, но предстоит еще много исследований и технологических разработок.

Нанофотоника

Возможность контролируемого изготовления структур в субволновом масштабе, например, с использованием тех же методов литографии, что и для кремниевой КМОП-электроники, открыла широкий спектр возможностей в оптике и оптоэлектронике. Области включают фотонно-кристаллические структуры, метаматериалы, нанометаллы/плазмонику, нанорезонаторы, нанолазеры и новые классы оптических компонентов, основанные на субволновом непериодическом дизайне.

Существенно продвинулась основная физика различных новых нанофотонных структур. Диэлектрические нанорезонаторы различного типа достигли очень высоких добротностей. Нанометаллические структуры позволили концентрировать свет в очень малых субволновых объемах и направлять свет в субволновых цепях. ¹⁰¹ Метаматериалы, основанные на субволновом структурировании, позволяют создавать эффективные материалы с оптическими свойствами, отличными от обычных

_________________

⁹⁸ Кунерт Б., С. Зиннканн, К. Волц и В. Штольц. 2008. Монолитная интеграция структур с несколькими квантовыми ямами Ga(NAsP)/(BGa)P на кремниевой подложке (0 0 1) с помощью MOVPE. Журнал роста кристаллов 310(23):4776-4779.

⁹⁹ Чен и др. 2011. Нанолазеры, выращенные на кремнии.

¹⁰⁰ Миллер, Д.А.Б. 2009. Требования к устройствам для оптических межсоединений с кремниевыми чипами.

¹⁰¹ Бронгерсма М.Л. и В.М. Шалаев. 2010. Дело о плазмонике. Наука 328:440-441.

Страница 91 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

материалов. ¹⁰² Появились новые нанофотонические подходы к оптическим компонентам, таким как очень компактные делители длины волны, включая концепцию непериодического проектирования функций. ¹⁰³ Были продемонстрированы чрезвычайно чувствительные структуры оптических и оптоэлектронных устройств, включая лазеры, фотодетекторы, модуляторы и переключатели, чувствительность некоторых из которых снижена до однофотонной. ¹⁰⁴ С такими подходами нанофотоники продемонстрирован потенциал для лазеров с очень низким порогом, ¹⁰⁵ модуляторы с очень низким энергопотреблением и фотодетекторы с очень низкой емкостью. Новые подходы к оптоэлектронным устройствам, использующие методы наноразмерного роста, могут обойти некоторые трудности (такие как согласование постоянной кристаллической решетки), которые часто ограничивают более традиционные подходы к изготовлению устройств. ¹⁰⁶ Поскольку размер многих из этих новых оптических и фотонных элементов уменьшается, это, безусловно, открывает возможности для производства систем, использующих лучшее из оптики и электроники, чтобы интегрированные системы могли беспрепятственно предоставлять решения во многих современных областях.

Хранение данных

Появление нанометаллических структур для концентрации света в субволновых объемах открыло новые возможности для оптики в хранении данных, как для субволнового оптического чтения и записи, так и для использования оптики для концентрации свет для других подходов к хранению, таких как магнитная запись с нагреванием, при которой свет обеспечивает очень локальный нагрев выше температуры Кюри, чтобы сделать возможными соответствующие локализованные изменения в магнитном состоянии. Эта новая технология, по-видимому, является серьезным претендентом на будущие основные технологии магнитных жестких дисков. ¹⁰⁷

_________________

¹⁰² Чен, Х., К.Т. Чан и П. Шэн. 2010. Трансформационная оптика и метаматериалы. Природные материалы 9:387-396.

¹⁰³ Лю В., Ю. Цзяо, Д.А.Б. Миллер и С. Фан. 2011. Методология проектирования компактных мультиплексоров с разделением по длине волны на основе фотонных кристаллов. Optics Letters 36:591-593.

¹⁰⁴ Фушман И., Д. Энглунд, А. Фараон, Н. Штольц, П. Петрофф и Дж. Вукович. 2008. Управляемые фазовые сдвиги с помощью одной квантовой точки. Наука 320(5877):769-772.

¹⁰⁵ Эллис Б., М. А. Майер, Г. Шамбат, Т. Сармиенто, Дж. Харрис, Э. Э. Халлер и Дж. Вуекович. 2011. Сверхнизкопороговый фотонно-кристаллический нанорезонаторный лазер с квантовыми точками и электрической накачкой. Природа Фотоника 5:297-300.

¹⁰⁶ Чен и др. 2011. Нанолазеры, выращенные на кремнии.

¹⁰⁷ Крайдер, М.Х., Э.К. Гейдж, Т.В. Макдэниел, В.А. Челленер, Р.Э. Роттмайер, Г. Ю, Ю.-Т. Ся и М. Р. Эрден. 2008. Магнитная запись с нагреванием. Труды IEEE 96:1810-1835.

Страница 92 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

ПРОИЗВОДСТВО

Связь

Сетевое оборудование оптической связи включает функциональные элементы, такие как системы передачи; оптические сетевые элементы, включая мультиплексоры ввода/вывода; кроссовые соединения; и программные системы управления сетью. Также требуется значительное количество печатных плат для электрического мультиплексирования, электрических перекрестных соединений и функций управления. Эти оптические системы и сетевые элементы собираются из оптических модулей (например, оптических передатчиков и приемников), которые, в свою очередь, состоят из оптических компонентов, включая лазеры, оптические модуляторы, фотодетекторы, оптоволоконные усилители и другие.

На уровне поставщиков систем, годовой оборот которого составляет около 15 миллиардов долларов, с момента написания Harnessing Light ¹⁰⁸ в отрасли произошли значительные изменения. Крупный канадский поставщик Nortel обанкротился. Lucent Technologies была приобретена Alcatel для создания Alcatel-Lucent со штаб-квартирой в Париже, Франция. Из 10 крупнейших поставщиков оптических сетевых систем два — Cisco и Tellabs — имеют штаб-квартиры в США. Alcatel-Lucent со значительными научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами в США и Huawei со штаб-квартирой в Шенсене, Китай, боролись за лидерство на рынке в течение последних нескольких лет. ZTE, тоже из Китая, тоже в топ-5.¹⁰⁹ В бизнесе оптических модулей и компонентов почти половина доли рынка принадлежит американским компаниям: Finisar и JDSU являются лидерами рынка номер один и номер два соответственно. ¹¹⁰ Производство и производство полупроводниковых микросхем III-V для создания основных лазерных и детекторных дискретных устройств осуществляется в Соединенных Штатах, Японии и Тайване и все чаще в таких регионах, как Сингапур и Юго-Восточная Азия. Сведений о том, что компании в Китае в настоящее время освоили эту узкоспециализированную технологию, мало, но работа в исследовательской лаборатории там продолжается.

На уровне печатных плат и оптических модулей производственная сборка все чаще осуществляется в Азии. Тем не менее, некоторые американские компании продолжают сборку передовых плат, таких как передатчики и приемники со скоростью 100 Гбит/с, в Соединенных Штатах. Infinera, городская компания, специализирующаяся на оптических сетях дальней связи, базирующаяся в США, и ведущий сторонник фотонных интегральных схем (PIC) для создания массивов передатчиков и приемников для WDM-передачи

_________________

¹⁰⁸ Национальный исследовательский совет. 1998. Светильник .

¹⁰⁹ Яйцеклетка. 2011. «Ovum: ZTE занимает третье место на растущем мировом рынке оптических сетей». Яйцеклетка. Доступно по адресу http://www.tele.net.in/news-releases/item/7010-ovum-zte-ranked- Third-ingrowing-global-optical-networking-market. По состоянию на 26 июля 2012 г.

¹¹⁰ Яйцеклетка. 2012. «Oclaro объединяется с Opnext, чтобы бросить вызов Finisar за первое место». Доступно по адресу http://ovum.com/2012/03/27/oclaro-combines-with-opnext-to-challenge-finisar-for-no-1/. По состоянию на 26 июля 2012 г.

Страница 93 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

, производит микросхему PIC в США. Поскольку PIC обеспечивают интеграцию основных компонентов на кристалле, которая в противном случае была бы сделана вручную, эта технология устраняет большую часть трудоемкой ручной работы по сборке и соединению отдельных компонентов, которая в настоящее время выполняется более рентабельно в регионах с низкой стоимостью рабочей силы. С функциональной точки зрения для систем следующего поколения потребуются более интегрированные оптические модули. Будучи технологическим лидером в этой области, Соединенные Штаты потенциально могут увеличить добавленную стоимость в Соединенных Штатах, которые с сегодняшними модулями, состоящими из дискретных устройств, перемещаются за границу.

Оптические компоненты для сетей связи по-прежнему используют несколько технологий — фосфид индия (InP), КМОП, ниобат лития и кремнезем. В то же время объемы, обслуживаемые каждой технологией, весьма ограничены. Компания и/или страна, которые найдут технологию консолидации (если это возможно), могут иметь существенное преимущество. Некоторые могут предположить, что кремниевая фотоника может вытеснить другие пассивные технологии, а также негенерирующие электрооптические технологии, такие как ниобат лития.

Также стоит отметить неофициальные данные, свидетельствующие о том, что по мере того, как производство оборудования для оптических систем или оптических модулей перемещается в регионы с более низкими затратами, функция разработки, как правило, также перемещается в этот регион.

Обработка информации

В современных оптоэлектронных системах преобладают полупроводники III-V в системах, как правило, с небольшим уровнем интеграции. Сделать переход к новой технологии, такой как фотоника на основе кремния с высоким уровнем интеграции, сложно, и, похоже, для его оправдания нужны большие объемы. ¹¹¹ Таким образом, существует проблема «курицы и яйца» с этим важным потенциальным технологическим сдвигом. Существует значительный среднесрочный и долгосрочный потенциал для очень большого рынка оптических межсоединений, который мог бы помочь сохранить американское технологическое и рыночное лидерство в оборудовании для обработки информации, но может потребоваться переход на недорогие, возможно технологии на основе кремния, чтобы удовлетворить этот рынок. Та же платформа кремниевой фотоники, в случае успешного внедрения, также способна создавать широкий спектр нанофотонных структур.

_________________

¹¹¹ Фукс Э., Р. Кирчейн и С. Лю. 2011. Будущее кремниевой фотоники — не так быстро?: Случай трансиверов 100G Ethernet LAN. Журнал световых технологий 29(15):2319-2326.

Страница 94 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

Хранение данных

В настоящее время большая часть производства оптических продуктов для хранения данных, таких как DVD, вероятно, находится в Азии. ¹¹² Учитывая, что влияние следующего поколения хранилищ на оптических дисках сталкивается с жесткой конкуренцией со стороны сетей в качестве среды распространения видео, неясно, является ли основной толчок к производству такой технологии в Соединенных Штатах сильным выбором. В Соединенных Штатах проводятся значительные исследования в будущих областях, таких как технология жестких дисков с оптическими добавками HAMR, которые могут повлиять на будущее производство таких магнитных жестких дисков в Соединенных Штатах.

В настоящее время, помимо широких возможностей HAMR и некоторого продолжающегося использования оптических дисков, таких как DVD, пути для других подходов к оптическому хранению данных менее ясны, хотя продолжается разработка голографических хранилищ для коммерческого архивирования с возможными возможностями в диапазоне от 500 Гб до 1 Тб на диске, сравнимом по размеру с современными DVD. ¹¹³ В настоящее время исследуются другие подходы.

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Коммуникационные сети взяли на себя роль, выходящую далеко за рамки голосовой связи между людьми; они обеспечивают информацию и торговые пути новой глобальной цифровой экономики. Они также, вероятно, обеспечат интеграцию датчиков и распределенное управление электросетями, транспортными и грузовыми сетями, а также умными предприятиями и городами в будущем. Оптические межсоединения, скорее всего, будут играть ключевую роль в будущих технологиях и системах обработки информации, позволяя продолжать масштабирование производительности. Лидерство в сетях связи и интерконнектах, включая лежащие в их основе оптические сети, как в области исследований и разработок, так и в области коммерциализации, развертывания и эффективного использования, будет абсолютно необходимо для поддержания и ускорения экономического роста и улучшения качества жизни людей в 21 веке. Эти оптические технологии будут становиться все более незаменимыми для технологий информационного века.

Критическая важность сетей связи для будущего привела к действиям в странах по всему миру. Несколько стран, в том числе Австралия, например, ввели широкополосное волокно в дом. Европа продолжает предоставлять

_________________

¹¹² Esener S.C., M.H. Крайдер, В.Д. Дойл, М. Кешнер, М. Мансурипур и Д.А. Томпсон. 2012. Международный научно-исследовательский институт технологий, подразделение мировых технологий (WTEC). 1999. Отчет группы WTEC о будущем технологий хранения данных . Доступно на http://www.wtec.org/pdf/hdmem.pdf. По состоянию на 1 августа 2012 г.

¹¹³ Дополнительную информацию можно получить на веб-сайте глобальных исследований General Electric по адресу: http://ge.geglobalresearch.com/blog/breakthrough-in-micro-holographic-data-storage/. По состоянию на 26 июня 2012 г.

Страница 95 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

значительное финансирование исследований, как и Корея и Япония. Однако самая серьезная угроза лидерству США, особенно в отношении разработки и производства сетевого оборудования, скорее всего, исходит от Китая, где спонсируемая правительством компания Huawei занимает первое или второе место по доле мирового рынка9.0027 114 , за которым следует ZTE, еще один поставщик систем из Китая. Уже чрезвычайно инновационный в своих продуктах, Китай теперь сосредоточен на исследованиях и инновациях. За последние 5 лет значительно увеличилось количество статей, представленных в международные журналы по оптике и на главные глобальные конференции по оптическим коммуникациям. ¹¹⁵ В Европе, а в последнее время и в Японии проводятся особенно активные исследования новых платформ кремниевой фотоники для сетей и межсоединений.

Учитывая, что трудоемкие отрасли будут продолжать переносить свое производство в регионы с низкой стоимостью рабочей силы, крайне важно, чтобы Соединенные Штаты оставались на переднем крае оптических технологий на уровне компонентов, платформ и систем. Этот подход, похоже, хорошо послужил электронной промышленности США. Чтобы сохранить значительную часть цепочки создания стоимости в Соединенных Штатах, для американских предприятий будет важно иметь критически важную интеллектуальную собственность, которая создает барьер для входа без финансовой компенсации. Чтобы иметь эту интеллектуальную собственность, важно быть в авангарде фундаментальных и прикладных исследований. Предлагаемые области, на которые следует обратить особое внимание со стороны компонентов, включают высокоскоростную электронику и оптические компоненты, включая модуляторы и детекторы с рабочими скоростями 400 Гбит/с и 1 Тбит/с; расширенная обработка сигналов для преодоления ухудшения передачи для когерентных систем; и встроенная интеграция, которая обеспечивает расширенную функциональность при уменьшении размера, энергопотребления и стоимости. Такие интегрированные микросхемы также не требуют существенной ручной сборки, которая сейчас выполняется в регионах с низкой стоимостью рабочей силы. В области систем и сетей поиск нового подхода к рентабельному достижению пропускной способности на несколько порядков между дальними и городскими расстояниями и быстрому выводу этой технологии на рынок будет иметь решающее значение для того, чтобы Соединенные Штаты могли поддерживать прочная мировая лидирующая позиция. Такая эволюция технологий также будет способствовать растущему переходу к оптике внутри обработки информации, что будет иметь важное значение для дальнейшего масштабирования экономики, основанной на информации. Успешная разработка технологии интегрированной платформы, такой как некоторая версия кремниевой фотоники, которая может обслуживать широкий спектр приложений и интеграция с электроникой, может стать основным фактором экономического воздействия США.

_________________

¹¹⁴ Huawei. 2010. Вехи. Доступно по адресу http://www.huawei.com/en/about-huawei/corporate-info/milestone/index.htm. По состоянию на 26 июля 2012 г.

¹¹⁵ Цао, Дж. 2012. Новый журнал по оптике и фотонике — Light: Science and Applications . Редакция. Свет: наука и приложения 1: Онлайн. Доступно по адресу http://65.199.186.23/lsa/journal/v1/n3/full/lsa20123a.xhtml. По состоянию на 26 июля 2012 г.

Страница 96 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

Сравнение между Соединенными Штатами и остальным миром

На протяжении десятилетий Соединенные Штаты были предметом зависти всего мира с точки зрения исследований и разработок в области высоких технологий, включая оптику и фотонику для связи. На протяжении десятилетий самые престижные международные журналы, конференции и профессиональные общества базировались в Соединенных Штатах. Многие из наиболее значительных достижений в области НИОКР были получены в промышленных лабораториях США (например, AT&T Bell Laboratories, Corning, RCA Sarnoff Labs, IBM), а также получили несколько Нобелевских премий. Университетская система США была непревзойденной: студенты-исследователи стекались в Соединенные Штаты со всего мира. Совместные исследования и разработки в области оптики, проводимые корпоративными лабораториями и университетскими лабораториями, финансируемыми из федерального бюджета, установили высокую планку качества и количества. В Соединенных Штатах были достигнуты важные успехи, включая волокна с малыми потерями, полупроводниковые лазеры, оптические усилители и теорию информации.

Сценарий несколько изменился за последние 20 лет. В целом корпоративные лаборатории больше не пользуются стабильным долгосрочным финансированием, а основные источники финансирования университетских исследований не растут такими темпами, как в остальном мире. Основные источники финансирования университетов в области связи и обработки информации, такие как NSF и Министерство обороны (DOD), как правило, финансируют относительно небольшой процент новых предложений, особенно с 10-летним фокусом.

В области оптических исследований для обработки информации усилия США в целом сопоставимы по размеру с усилиями Европы и Японии в области новых технологий оптики для обработки информации, но в целом Соединенные Штаты не имеют преимущества перед этими конкурентами в области исследований. Соединенным Штатам не хватает более крупных европейских рамочных проектов, которые помогают связать воедино широкий круг игроков от научных кругов до промышленности. И Европа, и Япония в настоящее время вкладывают значительные средства в исследования технологий кремниевой фотоники.

Тенденции США по отношению к остальному миру включают следующее:

• Финансирование исследований. Страны всего мира рассматривают Соединенные Штаты как эталон с точки зрения финансирования исследований. Чтобы страны могли конкурировать, многие страны сосредотачиваются на конкретных стратегических областях, в которые можно инвестировать в долгосрочные исследования в области фотоники. Соединенные Штаты не склонны делать такие стратегические, долгосрочные «ставки». В результате в любой конкретной области Соединенные Штаты разделят лидерство с исследованиями в конкретных странах, а возможно, и превзойдут их. Высокоскоростная связь в Германии, интегрированная фотоника в Японии и технологии доступа в Китае — все это примеры усилий, сосредоточенных в разных странах.

• Профессора. Несколько стран вложили средства в найм выдающихся исследователей на видные, хорошо оплачиваемые профессорские должности. Часто эти исследователи

Страница 97 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

заработали себе репутацию в Соединенных Штатах только для того, чтобы уехать в расцвете сил. Страны, включая Австралию, Канаду, Китай и Германию, наняли отличных исследователей в области коммуникаций и щедро финансировали исследования. Эта тенденция, если она ускорится, может иметь серьезные последствия.

• Китай. Наблюдая за статистикой престижных журналов по оптическим коммуникациям, невозможно отрицать, что количество исследований из Китая быстро растет. Что касается «оптической связи», то в базе данных Scopus имеется 15 003 журнальных публикации с 1969 по 2012 год из 21 обычного журнала по оптическим коммуникациям; ¹¹⁶ всего, США представляют 3909 из них, а Китай – 1303. Однако с 2000 г. американские ученые опубликовали 42% своей работы, или 1642 публикации, тогда как китайские ученые опубликовали 85% своей работы, или 1108 публикаций. Большинство китайских изданий появилось с 2000 года. При этом разрыв в качестве, судя по статистике процента отказов, сокращается. Использование количества цитирований статьи в качестве показателя качества также указывает на то, что Китай выигрывает у Соединенных Штатов. Сравнение двух стран в отношении публикаций, относящихся к трем ключевым словам (оптика, фотоника и коммуникация) в базе данных Scopus, с использованием наиболее цитируемых статей дает следующие результаты: каждая цитата, которую получает китайская газета; однако 5 лет назад этот показатель был 2,8, или на 16 процентов выше. ¹¹⁷ Кроме того, Китай активно финансирует исследования в области оптической связи и является домом для некоторых из крупнейших мировых коммуникационных компаний. Китай готов добиться больших успехов в предстоящем десятилетии.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Несмотря на большой прогресс в области оптических коммуникаций за последние три десятилетия, оптическое и фотонное сообщество сталкивается с серьезной проблемой, если сети оптической связи должны продолжать удовлетворять ненасытный глобальный спрос на информацию

_________________

¹¹⁶ Были выбраны следующие журналы: Optics Communications, IEEE Photonics Technology Letters, Optics Express, Journal of Lightwave Technology, Optical Engineering, Microwave and Optical Technology Letters, Journal of Optical Communications, Physical Review A Atomic Molecular и оптическая физика, письма по оптике, фотонные сетевые коммуникации, прикладная оптика, письма по прикладной физике, журнал Оптического общества Америки B Оптическая физика, волоконная и интегрированная оптика, оптическая и квантовая электроника, Труды SPIE, Международного общества оптической инженерии, IEEE Transactions on Communications, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, IEEE Proceedings Optoelectronics, Journal of Optical Networking и Photonics Spectra.

¹¹⁷ Данные SciVerse Scopus, www.scopus.com. Данные получены с использованием 25 лучших статей и усреднены за 5-летний период. По состоянию на 21 марта 2012 г.

Страница 98 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

, хранение данных, пропускная способность и повсеместная связь, которые, в свою очередь, способствуют глобальному экономическому росту.

Ключевой вывод: Ожидается, что рост спроса на полосу пропускания в течение следующих 10 лет будет как минимум еще в 100 раз, а возможно, и намного больше. Важно отметить, что предыдущее 100-кратное увеличение пропускной способности, которое было очень естественным с мультиплексированием с разделением по длине волны, было израсходовано; рост за счет более высоких скоростей передачи данных на длину волны происходит медленнее; следовательно, без нового прорыва увеличение пропускной способности передачи данных остановится.

Ключевой вывод: Облачные сервисы не только стимулируют потребность в емкости, но и делают критически важной роль крупных центров обработки данных. Это откроет новую и важную эру для оптоволоконных соединений на короткие расстояния в большом количестве, чтобы обеспечить экономичные и энергоэффективные межсоединения высокой плотности внутри центров обработки данных и в системах обработки информации в целом.

Ключевой вывод: Технологии фотонной интеграции на основе кремния предлагают большой потенциал для приложений на коротких расстояниях и могут принести большую отдачу с точки зрения обеспечения постоянного роста функций и емкости кремниевых чипов, если оптика для межсоединений может быть легко включена в кремниевая CMOS-платформа. Также весьма вероятно, что интегрированная оптоэлектроника является критически важной областью развития со значительным потенциалом роста для продолжения развития оборонных систем.

Находка: Нанофотонные технологии обещают очень компактную и высокопроизводительную оптику и оптоэлектронику, которые могут позволить таким платформам продолжать масштабироваться до более высокой плотности и производительности. Обработка информации в целом и центры обработки данных также потребуют массивного и экспоненциально растущего хранилища данных.

Находка: Магнитное хранение останется основной технологией хранения данных, а магнитные методы с использованием оптики могут сыграть важную роль в будущем.

Вывод: Коммуникационные сети и обработка информации потребляют относительно небольшую часть мирового энергетического бюджета (примерно 2 процента). Однако с растущими потребностями сети этот процент, вероятно, значительно возрастет, если не будут предприняты успешные действия по снижению энергопотребления систем.

Результат: Использование сетей с такими приложениями, как телеприсутствие, для сокращения энергозатратной деятельности, такой как поездки, позволит снизить общее потребление энергии.

Находка: Оптика может повысить эффективность использования энергии в сетях, например, заменив электрические проводники с большими потерями энергии в центрах обработки данных и беспроводной транспортной сети или, возможно, даже на кремниевых чипах.

Страница 99 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

Заключение: Комитет считает, что прочное партнерство между промышленностью, университетами и государственными учреждениями будет иметь решающее значение для преодоления технических проблем и обеспечения того, чтобы Соединенные Штаты использовали эти знания для завоевания лидерства на рынке.

Находка: Многие успехи в области оптической связи за последние 10 лет основаны на более ранних исследованиях, которые проводились в исследовательских лабораториях вертикально интегрированных компаний, а также при активной поддержке государственных учреждений. Отрасль больше не является интегрированной, а вместо этого сегментирована по производству материалов, компонентов, модулей, систем, сетевых провайдеров, а также поставщиков контента и услуг. В этой фрагментированной среде произошло сокращение промышленных исследовательских лабораторий, потому что уменьшенный масштаб мешает компаниям получать прибыль, которая разумно необходима для оправдания инвестиций в исследования.

Вывод: Сегодняшний широкополосный доступ для отдельных пользователей в Соединенных Штатах не отличается высокой пропускной способностью и не доступен по разумной цене для значительной части населения. Полоса пропускания 1 Гбит/с представляет собой современное состояние широкополосного доступа к дому в современных инсталляциях.

РЕКОМЕНДАЦИИ И ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ

Ключевая рекомендация: Правительству и частному сектору США совместно с академическими кругами необходимо изобрести технологии для следующего стократного рентабельного увеличения пропускной способности в дальнемагистральных, городские и локальные оптические сети.

Сообщество специалистов по оптике и фотонике должно проинформировать финансовые учреждения, а также поставщиков информации и развлечений о надвигающемся блокпосте, который будет мешать удовлетворению растущих потребностей в пропускной способности и гибкости сети. Необходимо поддерживать совместные усилия, в том числе консорциумы компаний, по поиску новых технологий — передачи, усиления и коммутации — для переноса и маршрутизации как минимум еще одного стократного объема информации в течение следующих 10 лет.

Эта ключевая рекомендация ведет непосредственно к первый важный вопрос:

1. Как сообщество оптики и фотоники США может изобрести технологии для следующего стократного повышения пропускной способности оптических сетей с экономической эффективностью?

В первой рекомендации главы указывается цель увеличения пропускной способности; следующая рекомендация предлагает путь, который поможет достичь этой цели, особенно в отношении связи на очень маленьком расстоянии, например, в центре обработки данных.

Ключевая рекомендация: Правительство США, и особенно Министерство обороны, должны стремиться к гармонизации оптики с кремниевой электроникой

Страница 100 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

, чтобы обеспечить новую, легкодоступную и удобную интегрированную платформу электроники и оптики.

Они также должны поддерживать и поддерживать технологический переход США к недорогим, крупносерийным схемам и системам, в которых используются лучшие из оптики и электроники, чтобы интегрированные системы могли беспрепятственно предоставлять решения в области связи, обработки информации, биомедицины, датчиков, приложения для защиты и безопасности. Государственные финансирующие агентства, Министерство обороны и, возможно, консорциум компаний, которым требуются эти технологии, должны работать вместе, чтобы выполнить эту рекомендацию. Эта технология является одним из подходов, помогающих выполнить первую ключевую рекомендацию этой главы, касающуюся увеличения возможностей Интернета в 100 раз.

Вторая ключевая рекомендация в этой главе ведет ко второму важному вопросу :

2. Как сообщество оптики и фотоники США может разработать бесшовную интеграцию компонентов фотоники и электроники в качестве основной платформы для недорогостоящего производства и компоновка систем на кристалле для связи, датчиков, медицинских, энергетических и оборонных приложений?

В сочетании с решением первой большой задачи решение второй большой задачи позволит оставаться на пути экспоненциального роста производительности, подобному закону Мура. Бесшовная интеграция оптики и фотоники на уровне микросхемы может значительно повысить скорость и производительность многих приложений, которые в настоящее время используют только электронику или интегрируют электронику и фотонику на уровне более крупных компонентов. Интеграция на уровне микросхем уменьшит вес и увеличит скорость при одновременном снижении стоимости, тем самым открывая большой набор будущих возможностей по мере дальнейшей миниатюризации устройств.

Ожидается, что размер и количество центров обработки данных в Соединенных Штатах и во всем мире резко вырастут в течение следующего десятилетия, чтобы удовлетворить потребности глобального цифрового общества, особенно если облачные службы станут более распространенными. Ясно, что эти центры обработки данных станут центром разработки и внедрения новых оптических и фотонных коммуникационных технологий и, как таковые, будут очень важны для экономики.

Ключевая рекомендация: Правительство США и частный сектор должны позиционировать Соединенные Штаты как лидера в области оптических технологий для глобального бизнеса центров обработки данных.

Страница 101 Делиться Цитировать

Сохранить

Отменить

Оптические соединения внутри центров обработки данных и между ними будут играть все более важную роль, позволяя центрам обработки данных увеличивать свою емкость. Комитет считает, что прочное партнерство между пользователями, поставщиками контента и сетевыми провайдерами, а также между предприятиями, правительством и университетскими исследователями необходимо для обеспечения создания необходимой оптической технологии, которая будет поддерживать постоянное лидерство США в центрах обработки данных. бизнес.

Рекомендация: Правительство США и частный сектор совместно с академическими кругами должны стремиться к разработке технологий, чтобы оптика взяла на себя роль передачи и соединения информации не только на больших, но и на более коротких расстояниях, например, внутри систем обработки информации. , даже к самому кремниевому чипу, что позволяет существенно снизить потребление энергии при обработке информации и позволяет продолжать масштабирование производительности машин и систем обработки информации, чтобы не отставать от стремительного роста использования информации в обществе.

Рекомендация: Правительству и частному сектору США совместно с академическими кругами необходимо поощрять использование появляющихся нанотехнологий для следующего поколения оптики и оптоэлектроники для значительного улучшения характеристик (размер, энергопотребление, скорость, интеграция с электроника) в сфере передачи, хранения и обработки информации.

Рекомендация: Сообществу специалистов по оптике и фотонике необходимо позиционировать Соединенные Штаты в широкополосной связи для дома и офиса. Правительство США должно проводить политику, которая обеспечит к 2020 году широкополосный доступ со скоростью не менее гигабит в секунду для значительной части общества по разумной цене9. 0003

Рекомендация: Рекомендуется провести межведомственные и междисциплинарные усилия для выявления возможностей и оптических технологий для значительного повышения энергоэффективности в сетях связи, обработки и хранения информации. Кроме того, следует выявлять и поддерживать новые идеи по использованию энергоэффективных оптических подходов для замены нынешних энергоемких практик, например путешествий. Большое внимание и поддержка в этой области, особенно на фундаментальном уровне, где компании с меньшей вероятностью будут инвестировать и где отдача может быть огромной, будут иметь важное значение.

обработка информации | Определение, примеры, элементы и факты

обработка информации

Посмотреть все средства массовой информации

Ключевые люди:: Томас Дж. Уотсон-старший Томас Дж. Уотсон-младший

Похожие темы:: компьютер информационная система теория информации информационная наука системный анализ

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

обработка информации сбор, запись, организация, поиск, отображение и распространение информации. В последние годы этот термин часто применялся конкретно к компьютерным операциям.

В популярном использовании термин информация относится к фактам и мнениям, предоставляемым и получаемым в ходе повседневной жизни: человек получает информацию непосредственно от других живых существ, из средств массовой информации, из электронных банков данных и из всех видов наблюдаемых явления в окружающей среде. Человек, использующий такие факты и мнения, генерирует больше информации, часть которой сообщается другим в ходе дискурса, в инструкциях, в письмах и документах, а также через другие средства массовой информации. Информация, организованная в соответствии с некоторыми логическими отношениями, называется совокупностью знаний, которые должны быть получены путем систематического воздействия или изучения. Применение знаний (или навыков) дает опыт, а дополнительные аналитические или основанные на опыте идеи, как говорят, составляют примеры мудрости. Использование термина информация не ограничивается исключительно ее общением посредством естественного языка. Информация также регистрируется и передается с помощью искусства, мимики и жестов или таких других физических реакций, как дрожь. Более того, каждое живое существо наделено информацией в виде генетического кода. Эти информационные феномены пронизывают физический и ментальный мир, и их разнообразие таково, что до сих пор бросало вызов всем попыткам единого определения информации.

Интерес к информационным явлениям резко возрос в 20-м веке, и сегодня они являются объектами изучения в ряде дисциплин, включая философию, физику, биологию, лингвистику, информатику и компьютерные науки, электронную и коммуникационную инженерию, науку управления и социальные науки. С коммерческой точки зрения индустрия информационных услуг стала одной из самых новых отраслей во всем мире. Почти все остальные отрасли — производство и обслуживание — все больше озабочены информацией и ее обработкой. Различные, хотя и часто пересекающиеся, точки зрения и явления этих областей приводят к различным (а иногда и противоречивым) концепциям и «определениям» информации.

В этой статье затрагиваются такие концепции, связанные с обработкой информации. Рассматривая основные элементы обработки информации, он различает информацию в аналоговой и цифровой форме и описывает ее получение, запись, организацию, поиск, отображение и методы распространения. Отдельная статья, информационная система, посвящена методам организационного контроля и распространения информации.

Общие положения

Основные понятия

Интерес к тому, как передается информация и как ее носители передают смысл, со времен досократических философов занимал область исследования, называемую семиотикой, изучением знаков и знаковых явлений. Знаки являются нередуцируемыми элементами коммуникации и носителями смысла. Американскому философу, математику и физику Чарльзу С. Пирсу приписывают указание на три измерения знаков, которые связаны соответственно с телом или средой знака, объектом, который обозначает знак, и интерпретантом или интерпретантом. толкование знака. Пирс признал, что фундаментальные отношения информации по существу триадны; напротив, все отношения физических наук сводятся к диадическим (бинарным) отношениям. Другой американский философ, Чарльз У. Моррис, назвал эти три знаковых измерения синтаксическим, семантическим и прагматическим — имена, под которыми они известны сегодня.

Информационные процессы выполняются информационными процессорами. Для данного информационного процессора, физического или биологического, токен — это объект, лишенный смысла, который процессор распознает как полностью отличный от других токенов. Группа таких уникальных токенов, распознаваемых процессором, составляет его основной «алфавит»; например, точка, тире и пробел составляют основной алфавит символов процессора азбуки Морзе. Объекты, несущие значение, представлены наборами токенов, называемых символами. Последние объединяются в символьные выражения, которые представляют собой входы или выходы информационных процессов и хранятся в памяти процессора.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Информационные процессоры — это компоненты информационной системы, которая представляет собой класс конструкций. Абстрактная модель информационной системы включает четыре основных элемента: процессор, память, рецептор и эффектор (рис. 1). У процессора есть несколько функций: (1) выполнять элементарные информационные процессы над символьными выражениями, (2) временно хранить в кратковременной памяти процессора входные и выходные выражения, над которыми работают эти процессы и которые они генерируют, (3) планировать выполнение этих процессов и (4) изменять эту последовательность операций в соответствии с содержимым кратковременной памяти. В памяти хранятся символьные выражения, в том числе те, которые представляют составные информационные процессы, называемые программами. Два других компонента, рецептор и эффектор, представляют собой механизмы ввода и вывода, функции которых, соответственно, заключаются в получении символических выражений или стимулов из внешней среды для обработки процессором и в передаче обработанных структур обратно в окружающую среду.

Мощность этой абстрактной модели информационно-обрабатывающей системы обеспечивается способностью составляющих ее процессоров выполнять небольшое количество элементарных информационных процессов: чтение; сравнение; создание, изменение и наименование; копирование; хранение; и писать. Модель, представляющая широкий спектр таких систем, оказалась полезной для объяснения искусственных информационных систем, реализованных на последовательных информационных процессорах.

Поскольку было признано, что информационные процессы в природе не являются строго последовательными, с 1980 по изучению человеческого мозга как информационного процессора параллельного типа. Когнитивные науки, междисциплинарная область, занимающаяся изучением человеческого разума, внесли свой вклад в развитие нейрокомпьютеров, нового класса параллельных процессоров с распределенной информацией, которые имитируют функционирование человеческого мозга, включая его возможности самоконтроля. организация и обучение. Так называемые нейронные сети, представляющие собой математические модели, вдохновленные сетью нейронных цепей человеческого мозга, все чаще находят применение в таких областях, как распознавание образов, управление производственными процессами и финансами, а также во многих исследовательских дисциплинах.

Информация как ресурс и товар

В конце 20 века информация приобрела два основных утилитарных значения. С одной стороны, он считается экономическим ресурсом, наравне с другими ресурсами, такими как труд, материал и капитал. Эта точка зрения основана на доказательствах того, что обладание информацией, ее манипулирование и использование могут повысить рентабельность многих физических и когнитивных процессов. Рост активности обработки информации в промышленном производстве, а также в решении человеческих проблем был замечательным. Анализ одного из трех традиционных секторов экономики, сферы услуг, показывает резкий рост информационно-емкой деятельности с начала 20 века. К 1975 эти виды деятельности составляли половину рабочей силы Соединенных Штатов.

Как индивидуальный и общественный ресурс, информация имеет некоторые интересные характеристики, которые отличают ее от традиционных представлений об экономических ресурсах. В отличие от других ресурсов, информация обширна, и ее ограничения, по-видимому, накладываются только временем и когнитивными способностями человека. Его экспансивность объясняется следующим: (1) он естественно распространяется, (2) он воспроизводится, а не потребляется посредством использования, и (3) им можно только делиться, а не обмениваться в транзакциях. В то же время информация сжимаема как синтаксически, так и семантически. В сочетании с его способностью заменять другие экономические ресурсы, его транспортабельностью на очень высоких скоростях и его способностью давать преимущества обладателю информации, эти характеристики лежат в основе таких социальных отраслей, как исследования, образование, издательское дело, маркетинг, и даже политика. Общественная забота об управлении информационными ресурсами вышла за пределы традиционной области библиотек и архивов, охватив организационную, институциональную и правительственную информацию под эгидой управления информационными ресурсами.

Второе восприятие информации состоит в том, что это экономический товар, который помогает стимулировать мировой рост нового сегмента национальной экономики — сектора информационных услуг. Используя свойства информации и опираясь на восприятие ее индивидуальной и общественной полезности и ценности, этот сектор предоставляет широкий спектр информационных продуктов и услуг. К 1992 году рыночная доля сектора информационных услуг США выросла примерно до 25 миллиардов долларов. Это было эквивалентно примерно одной седьмой компьютерного рынка страны, который, в свою очередь, составлял примерно 40 процентов мирового рынка компьютеров в том году. Однако возможная конвергенция компьютеров и телевидения (рыночная доля которых в 100 раз превышает долю компьютеров) и ее влияние на информационные услуги, развлечения и образование, вероятно, реструктурируют соответствующие рыночные доли информационной индустрии.

Что такое теория обработки информации? Этапы, модели и ограничения

по Имед Бушрика, доктор философии
, главный специалист по данным и руководитель отдела контента

Технологии развивались десятилетиями, перенеся нас в современную информационную эпоху. Теперь современные операции и решения стали определяться информационными и коммуникационными технологиями. Фактически, создание, использование, распространение и манипулирование данными стали критически важными в различных отраслях. Они считаются преобразующими элементами, которые влияют на результаты, стратегии, производительность и отдачу учреждений.

При этом важно знать, как обрабатывается и потребляется информация. Теория обработки информации описывает, как люди записывают, хранят и извлекают информацию в своем мозгу. Это влияет на мотивацию и поведение человека (Hann et al., 2007). Следовательно, действия и поведение отдельных людей влияют на общество в целом.

Эта статья определяет теорию обработки информации, ее элементы и происхождение на основе современной литературы. В нем также обсуждаются существующие модели, в которых излагается теория, ее ограничения и некоторые организационные преимущества. После прочтения статьи читатель должен иметь представление о том, как люди обрабатывают информацию, о ее последствиях и о том, почему применение ее подходов является достойным вариантом карьеры психолога.

Теория обработки информации Содержание

Что такое теория обработки информации?
Модели теории обработки информации
Ограничения теории обработки информации
Организационные преимущества теории обработки информации

Что такое теория обработки информации?

Теория обработки информации — это подход к изучению когнитивного развития, целью которого является объяснение того, как информация кодируется в памяти. Он основан на идее, что люди не просто реагируют на раздражители из окружающей среды. Вместо этого люди обрабатывают информацию, которую они получают. В то время как эксперты считают, что механизмы и функции мозга относительно просты, размеры и масштабы нейронных сетей и их поведения в целом весьма сильны (Wang, Liu, & Wang, 2003).

Они включают в себя то, как мозг обрабатывает информацию. Теория обработки информации не только объясняет, как информация собирается, но и как она хранится и извлекается (Çeliköz, Erişen, & Şahin, 2019). Процесс начинается с получения информации, также называемой стимулом, из окружающей среды с использованием различных органов чувств. Затем ввод описывается и сохраняется в памяти, которая извлекается при необходимости. Разум или мозг сравнивают с компьютером, способным анализировать информацию из окружающей среды.

Следовательно, обработка информации влияет на поведение человека (Hann, Hui, Lee, & Png, 2007). В теории мотивации ожидания человек обрабатывает информацию об отношениях поведение-результат. Затем они могут формировать ожидания на основе информации и принимать решения.

Истоки теории обработки информации

Джордж Армитаж Миллер был первым, кто выдвинул идею теории обработки информации. Он был одним из первых основоположников изучения познания в психологии. Его исследования основаны на теории знаков и латентного обучения Эдварда К. Толмана, которые предполагают, что обучение является внутренним и сложным процессом, включающим психические процессы (Çeliköz, Erişen, & Şahin, 2019).).

Миллер обнаружил емкость рабочей памяти, которая обычно может вмещать до семи плюс-минус два элемента. Кроме того, он ввел термин «дробление» при описании функций кратковременной памяти.

Помимо Миллера, Джон Уильям Аткинсон и Ричард Шиффрин также связаны с теорией когнитивной обработки информации. Это относится к предложенной многоэтапной теории памяти, которая является одной из ведущих моделей теории обработки информации (Сала, 2007).

Два других психолога, Алан Бэддели и Грэм Хитч, внесли значительный вклад в теорию благодаря своим собственным исследованиям. Они представили более глубокую модель памяти с различными этапами, такими как зрительно-пространственный блокнот, фонологическая петля и центральный исполнительный механизм (Baddeley, 2006).

Элементы теории обработки информации

Хотя основные модели теории обработки информации различаются, они в основном состоят из трех основных элементов (Çeliköz, Erişen, & Şahin, 2019):

Хранилища информации – Различные места в уме, где хранится информация, такие как сенсорная память, кратковременная память, долговременная память, семантическая память, эпизодическая память и многое другое.
Когнитивные процессы – Различные процессы, передающие память между различными хранилищами памяти. Некоторые из процессов включают восприятие, кодирование, запись, фрагментацию и извлечение.
Исполнительное познание – Осведомленность человека о том, как информация обрабатывается внутри него или нее. Это также относится к знанию их сильных и слабых сторон. Это очень похоже на метапознание.

Модели теории обработки информации

Существуют различные попытки разработать модели обработки информации. Двумя наиболее популярными являются модель с несколькими магазинами Аткинсона и Шиффрина и модель рабочей памяти Баддели и Хитча.

Модель Аткинсона и Шиффрина

Джон Уильям Аткинсон и Ричард Шиффрин предложили модель с несколькими магазинами в 1968 году, чтобы проиллюстрировать свой взгляд на человеческую память (Аткинсон и Шиффрин, 1977). Модель показывает три подраздела человеческой памяти и то, как они работают вместе.

Итак, какие 3 этапа обработки информации? Они следующие:

Сенсорная память – содержит информацию, которую разум воспринимает с помощью различных органов чувств, таких как зрительная, обонятельная или слуховая информация. Эти органы чувств часто постоянно получают шквал раздражителей. Тем не менее, большинство из них игнорируются и забываются разумом, чтобы не перегрузиться. Когда сенсорная информация привлекает внимание ума, она переносится в кратковременную память.
Кратковременная память (Рабочая память) – Информация в кратковременной памяти сохраняется только около 30 секунд. Когнитивные способности влияют на то, как люди обрабатывают информацию в рабочей памяти. Кроме того, внимание и концентрация на самой важной информации также играют важную роль в ее кодировании в долговременную память. Кроме того, повторение значительно помогает способности запоминать детали в течение длительного времени.
Долговременная память . Считается, что долговременная память имеет неограниченный объем памяти, так как в ней можно хранить воспоминания давно минувших дней, которые можно будет извлечь позже. Для хранения информации в долговременной памяти используются различные методы, такие как повторение, связывание информации, соотнесение информации со значимым опытом или другой информацией, а также разбиение информации на более мелкие фрагменты.

Модель рабочей памяти Баддели и Хитча

Алан Баддели и Грэм Хитч предложили модель рабочей памяти еще в 1974 году. Они обеспечили глубокое понимание разума и того, как он обрабатывает информацию. Для дальнейшей иллюстрации теории обработки информации добавлены еще четыре элемента (Goldstein & Mackewn, 2005), а именно:

Центральный исполнительный орган — считается центром управления разумом, где регулируются информационные процессы между различными хранилищами памяти. Он контролирует и реализует когнитивные процессы, которые кодируют и извлекают информацию. Кроме того, центральный исполнитель получает информацию из зрительно-пространственного блокнота, эпизодического буфера и фонологического цикла. Считается, что в лобной доле головного мозга находится центральный исполнительный орган, поскольку именно здесь обрабатываются все активные решения.
Фонологическая петля . Она работает в тесном контакте с центральным исполнительным органом и хранит слуховую информацию. Кроме того, он состоит из двух подкомпонентов:
- Фонологическое хранилище – Хранит слуховую информацию в течение короткого периода времени.
- Артикуляционный репетиционный процесс . Он сохраняет информацию в течение более длительных периодов времени во время репетиций (Baddeley & Hitch, 2019).
Визуально-пространственный блокнот для рисования – считается еще одной частью центральной исполнительной власти, которая содержит пространственную и визуальную информацию. Это помогает уму представлять объекты и маневрировать в окружающей среде.
Эпизодический буфер — позже Баддели добавил четвертый элемент модели, который также содержит информацию. Это увеличивает способность ума хранить информацию. Он считал, что эпизодический буфер передает информацию между кратковременной памятью, восприятием и долговременной памятью. Поскольку это все еще относительно новое явление, все еще проводятся исследования его конкретных механизмов (Goldstein & Mackewn, 2005).

Ограничения теории обработки информации

Как и любая теория, теория обработки информации имеет свои ограничения. В то время как представленные модели адекватно описывают, как обрабатывается информация, возникает несколько вопросов: новая информация с сохраненной информацией раскрывает новую информацию, которая может обеспечить решения различных проблем.

Компьютер имеет центральный процессор с ограниченной вычислительной мощностью. Точно так же центральный исполнительный орган у людей имеет ограниченные возможности, которые влияют на систему внимания человека.

Одним из очевидных ограничений этой аналогии является способность человеческого мозга хранить информацию размером порядка 108432 бит. Это означает, что объем человеческой памяти значительно выше, чем у компьютера (Wang, Liu, & Wang, 2003). Этот количественный разрыв между компьютером и человеческим мозгом означает, что последний может выполнять процессы, которые первый просто не может. Кроме того, аналогия также не учитывает мотивационные и эмоциональные факторы, влияющие на познание человека.

Модели предполагают последовательную обработку

Существующие модели теории обработки информации предполагают последовательную обработку, что означает, что один процесс должен быть завершен до начала следующего процесса. Это очень похоже на то, как работает компьютер, отсюда и аналогия.

Однако мозг способен к параллельной обработке, что означает одновременную обработку различных входных данных с разным качеством (Laberge & Samuels, 1974). Такая способность человеческого мозга зависит от процессов, необходимых для выполнения задачи, и/или количества практики и способностей человека.

Например, слепая машинистка может читать отрывки, печатая их на клавиатуре. С другой стороны, начинающий машинист будет сосредотачиваться на букве или слове за раз.

Организационные преимущества теории обработки информации

Теория обработки информации может быть расширена за пределы отдельных лиц. Подобно человеческому разуму, организация также является сущностью, которая обрабатывает информацию как часть своих критических функций. Таким образом, концепции теории обработки информации могут быть применены к организациям.

Существуют четыре основных этапа обработки информации в организациях, которые обычно, но не всегда, происходят по порядку (Kmetz, 2020):

Сбор или поиск — Отдельные лица в организации получают или ищут информацию. Источником информации может быть внутри организации, например, база знаний, эксперты или даже комментарии сотрудников по результатам оценки эффективности. Информация также может поступать извне организации через другие организации, сторонних экспертов и т. д.
Хранилище — Первоначально это может происходить в памяти людей. Хранение может также происходить на других носителях, таких как компьютеры, базы данных или серверы. Хранение является важной частью всего рабочего процесса обработки информации, так что другие члены организации могут получить доступ к информации, когда это необходимо. Это также важно для обучения, поскольку организация может учиться на своем прошлом опыте с помощью хранимой информации.
Преобразование — Это происходит, когда люди изменяют или преобразовывают полученную или хранимую информацию. Это может включать анализ, расширение или сжатие, которые помогут им в принятии решений. Преобразование может включать в себя извлечение или получение результата из новой информации.
Передача — Информация с одного из первых трех этапов распространяется на другие. Это может включать отчетность или представление соответствующим заинтересованным сторонам.

Понимая, как информация обрабатывается в задаче, организации могут уменьшить неопределенность. Чем больше неопределенность, тем больше информации необходимо обработать лицам, принимающим решения, чтобы полностью выполнить задачу и понять ее последствия (Galbraith, 1974). С другой стороны, когда обрабатывается достаточно информации, относящейся к задаче, она становится хорошо понятной еще до ее выполнения. Таким образом, многие из его шагов могут быть запланированы заранее, что повышает эффективность, управление ресурсами и управление изменениями. Кроме того, можно сформулировать соответствующие стратегии, чтобы воспользоваться возможностями и свести к минимуму потенциальные проблемы.

Такими примерами являются наукоемкие виды деятельности в глобальных организациях. Глубокое понимание обработки информации позволяет организациям распространять такую деятельность на участников из разных мест. Затем они могут изучить различные этапы обработки информации и понять важность и влияние различных факторов, таких как потребности клиентов, коммодитизация задач и технологии совместной работы (Chen & Lin, 2016). Затем организация может спроектировать наиболее эффективное распределение деятельности, которое максимизирует человеческие и другие ресурсы.

Теория обработки информации и ее современные области исследований

Теория обработки информации в настоящее время используется в различных отраслях, областях обучения и технологических карьерах. Помимо отдельных лиц, концепции, модели и идеи в области обработки информации применяются к различным организациям, таким как:

Бизнес — Теория обработки информации использовалась для описания организационного поведения (пример обсуждается в предыдущем разделе). . Например, различные модели используются для понимания того, как компании используют рыночную информацию, как они решают, какая информация актуальна или важна, и как она влияет на их долгосрочные стратегии (Rogers, Miller, & Judge, 19). 99).
Семейная единица — Теория используется для понимания семейных систем, которые включают внимание, восприятие и кодирование стимулов внутри семьи в целом или отдельных лиц. Затем семейная ячейка разрабатывает взаимные и индивидуальные схемы, которые влияют на то, как информация обрабатывается и принимается во внимание. Схемы можно использовать для описания семейной динамики, культуры и отношений (Ариэль, 1987).
A Искусственный интеллект (ИИ) — Теория обработки информации была разработана в когнитивной психологии и стремлении ученых и экспертов понять, как работает человеческий разум. Исследования ИИ направлены на то, чтобы понять человеческое познание и воспроизвести процессы в машинах, такие как обработка естественного языка, кодирование памяти, поиск информации, обучение и многое другое (Langley, 2016).

По мере роста интереса к тому, как работает человеческий разум, растет и применение теории обработки информации. Кроме того, это улучшает понимание того, как различные лица, от отдельных лиц до целых организаций, работают с информацией. Следовательно, новые модели, идеи и концепции разрабатываются в различных контекстах, ядром которых служит теория обработки информации. Учащиеся, которые хотят узнать больше об этом, могут получить степень в области психологии на местах или в Интернете.

Ссылки:

Ариэль, С. (1987). Теория обработки информации о семейной дисфункции. Психотерапия: теория, исследования, практика, обучение , 24 (3S), 477-495. https://doi.org/10.1037/h0085745
Аткинсон Р. и Шиффрин Р. (1977). Человеческая память: предлагаемая система и процессы управления ею. Человеческая память , 7-113. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-121050-2.50006-5
Баддели, А. (2006). Рабочая память. В С. Пикеринг (ред.), Рабочая память и образование , 1-31. https://doi.org/10.1016/b978-012554465-8/50003-x
Баддели, А. Д., и Хитч, Г. Дж. (2019). Фонологическая петля как буферное хранилище: обновление. Кортекс, 112 , 91-106. https://doi.org10.1016/j.cortex.2018.05.015
Чен С. и Лин Н. (2016). Глобальное рассредоточение оффшорных поставщиков услуг: перспектива обработки информации. Journal of Knowledge Management, 20 (5), 1065–1082. https://doi.org/10.1108/jkm-11-2015-0449
Гэлбрейт, младший (1974). Организационный дизайн: представление обработки информации. Интерфейсы, 4 (3), 28-36. https://doi.org/10.1287/inte.4.3.28
Гольдштейн, Э. Б., и Макьюн, А. (2005). Когнитивная психология, объединяющая разум, исследования и повседневный опыт . Белмонт, Калифорния: Томсон Уодсворт. Google Книги
Ханн, И., Хуэй, К., Ли, С.Т., и Пнг, И.П. (2007). Преодоление проблем конфиденциальности информации в Интернете: подход теории обработки информации. Journal of Management Information Systems, 24 (2), 13–42. https://doi.org/10. 2753/mis0742-1222240202
Кметц, Дж. Л. (2020). Теория обработки информации в организации: управление присоединением технологий в сложных системах . Абингдон-на-Темзе, Англия: Рутледж. Google Книги
Лаберж, Д., и Сэмюэлс, С. (1974). К теории автоматической обработки информации при чтении. Когнитивная психология, 6 (2), 293-323. https://doi.org/10.1016/0010-0285(74)
-2
Лэнгли, П. (2016). Центральная роль познания в обучении. Достижения в области когнитивных систем, 4 . Ученый-семантик
Роджерс, П.Р., Миллер, А., и Джадж, В.К. (1999). Использование теории обработки информации для понимания взаимосвязей между планированием и исполнением в контексте стратегии. Журнал стратегического управления, 20 (6), 567–577. https://doi.org/10.1002/(sici)1097-0266(199906)20:63.0.co;2-k.
Сала, Южная Дакота (2007). Небылицы о разуме и мозге: отделить факты от вымысла . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. Психнет
Ван Ю., Лю Д. и Ван Ю. (2003). Открытие возможностей человеческой памяти. Мозг и разум, 4 , 89–198. https://doi.org/10.1023/A:1025405628479
Челикоз, Н., Эришен, Ю., и Шахин, М. (2019). Когнитивные теории обучения с упором на латентное обучение, теории гештальта и обработки информации. Journal of Educational and Instructional Studies in the World, 9 (3). ЭРИК

Что такое информационная система? – Информационные системы для бизнеса и не только

Дэйв Буржуа и Дэвид Т. Буржуа

После успешного завершения этой главы вы сможете:

определяют, что такое информационная система, путем определения ее основных компонентов;
описывают основную историю информационных систем; и
описывают основной аргумент статьи «Имеет ли ИТ значение?» Николас Карр.

Обратите внимание, что обновленное издание этой книги доступно по адресу https://opentextbook. site. Если вы не обязаны использовать это издание для курса, вы можете проверить его.

Если вы читаете это, то, скорее всего, вы изучаете курс по информационным системам, но знаете ли вы, о чем пойдет речь в этом курсе? Когда вы говорите своим друзьям или семье, что посещаете курс по информационным системам, можете ли вы объяснить, о чем он? Последние несколько лет я веду курс «Введение в информационные системы». В первый день занятий я прошу своих студентов рассказать мне, что они думают об информационной системе. Обычно я получаю такие ответы, как «компьютеры», «базы данных» или «Excel». Это хорошие ответы, но определенно неполные. Изучение информационных систем выходит далеко за рамки понимания некоторых технологий. Давайте начнем наше исследование с определения информационных систем.

Почти все программы по бизнесу требуют, чтобы студенты прошли курс чего-то под названием информационных систем . Но что именно означает этот термин? Давайте взглянем на некоторые из наиболее популярных определений, сначала из Википедии, а затем из нескольких учебников:

«Информационные системы (ИС) – это исследование взаимодополняющих сетей аппаратного и программного обеспечения, которые люди и организации используют для сбора, фильтрации, обработки, создания и распространения данных”. ^[1]
«Информационные системы — это комбинации аппаратного, программного обеспечения и телекоммуникационных сетей, которые люди создают и используют для сбора, создания и распространения полезных данных, как правило, в организационных условиях». ^[2]
«Информационные системы — это взаимосвязанные компоненты, работающие вместе для сбора, обработки, хранения и распространения информации для поддержки принятия решений, координации, контроля, анализа и визуализации в организации». ^[3]

Как видите, эти определения сосредоточены на двух разных способах описания информационных систем: компонентов , составляющих информационную систему, и роли , которую эти компоненты играют в организации. Давайте посмотрим на каждый из них.

Как я уже говорил ранее, первый день занятий по информационным системам я провожу за обсуждением того, что именно означает этот термин. Многие студенты понимают, что информационная система имеет какое-то отношение к базам данных или электронным таблицам. Другие упоминают компьютеры и электронную коммерцию. И они правы, по крайней мере частично: информационные системы состоят из различных компонентов, которые работают вместе, чтобы приносить пользу организации.

Первый способ, которым я описываю студентам информационные системы, состоит в том, чтобы сказать им, что они состоят из пяти компонентов: оборудования, программного обеспечения, данных, людей и процессов. Первые три, подходящие под категорию технологий, как правило, представляют собой то, о чем большинство студентов думают, когда их просят дать определение информационным системам. Но последние два, люди и процесс, на самом деле отделяют идею информационных систем от более технических областей, таких как информатика. Чтобы полностью понять информационные системы, учащиеся должны понимать, как все эти компоненты работают вместе, чтобы приносить пользу организации.

Технология

Технологию можно рассматривать как применение научных знаний в практических целях. От изобретения колеса до использования электричества для искусственного освещения, технологии являются частью нашей жизни во многих отношениях, что мы склонны воспринимать их как должное. Как обсуждалось ранее, первые три компонента информационных систем — аппаратное обеспечение, программное обеспечение и данные — относятся к категории технологий. Каждому из них будет посвящена отдельная глава и гораздо более продолжительное обсуждение, но здесь мы уделим немного времени, чтобы представить их, чтобы получить полное представление о том, что такое информационная система.

Оборудование

Аппаратное обеспечение информационных систем — это часть информационной системы, к которой можно прикоснуться, — физические компоненты технологии. Компьютеры, клавиатуры, дисководы, iPad и флэш-накопители — все это примеры аппаратного обеспечения информационных систем. Мы потратим некоторое время на изучение этих компонентов и их совместной работы в главе 2.

Программное обеспечение

— это набор инструкций, которые сообщают оборудованию, что делать. Программное обеспечение неосязаемо — его нельзя потрогать. Когда программисты создают программы, на самом деле они просто печатают списки инструкций, которые сообщают оборудованию, что делать. Существует несколько категорий программного обеспечения, причем две основные категории — это программное обеспечение операционной системы, которое делает аппаратное обеспечение пригодным для использования, и прикладное программное обеспечение, которое делает что-то полезное. Примеры операционных систем включают Microsoft Windows на персональном компьютере и Android от Google на мобильном телефоне. Примерами прикладного программного обеспечения являются Microsoft Excel и Angry Birds. Программное обеспечение будет рассмотрено более подробно в главе 3.

Данные

Третий компонент — данные. Вы можете думать о данных как о наборе фактов. Например, ваш почтовый адрес, город, в котором вы живете, и ваш номер телефона — все это фрагменты данных. Как и программное обеспечение, данные также нематериальны. Сами по себе фрагменты данных не очень полезны. Но агрегированные, проиндексированные и объединенные в базу данных данные могут стать мощным инструментом для бизнеса. На самом деле все определения, представленные в начале этой главы, касались того, как информационные системы управляют данными. Организации собирают всевозможные данные и используют их для принятия решений. Затем эти решения могут быть проанализированы на предмет их эффективности, и организация может быть улучшена. Глава 4 будет посвящена данным и базам данных, а также их использованию в организациях.

Сетевые коммуникации: четвертая часть технологии?

Помимо компонентов аппаратного обеспечения, программного обеспечения и данных, которые долгое время считались базовой технологией информационных систем, было предложено добавить еще один компонент: связь. Информационная система может существовать без возможности коммуникации — первые персональные компьютеры были автономными машинами, не имеющими выхода в Интернет. Однако в современном гиперподключенном мире крайне редко компьютер не подключается к другому устройству или сети. Технически компонент сетевой связи состоит из аппаратного и программного обеспечения, но это настолько важная особенность современных информационных систем, что она стала отдельной категорией. Мы рассмотрим сетевое взаимодействие в главе 5.

Люди

Думая об информационных системах, легко сфокусироваться на технологических компонентах и забыть, что мы должны смотреть дальше этих инструментов, чтобы полностью понять, как они интегрируются в организацию. Следующим шагом станет акцент на людях, вовлеченных в информационные системы. От рядовых сотрудников службы поддержки до системных аналитиков, программистов и вплоть до директора по информационным технологиям (CIO) люди, связанные с информационными системами, являются важным элементом, который нельзя упускать из виду. Компонент «люди» будет рассмотрен в главе 9..

Процесс

Последним компонентом информационных систем является процесс. Процесс – это последовательность шагов, предпринимаемых для достижения желаемого результата или цели. Информационные системы все больше и больше интегрируются с организационными процессами, повышая производительность и улучшая контроль над этими процессами. Но просто автоматизировать деятельность с помощью технологий недостаточно — компании, стремящиеся эффективно использовать информационные системы, делают больше. Конечной целью является использование технологий для управления и улучшения процессов как внутри компании, так и за ее пределами с поставщиками и клиентами. Технологические модные словечки, такие как «реинжиниринг бизнес-процессов», «управление бизнес-процессами» и «планирование ресурсов предприятия», связаны с постоянным совершенствованием этих бизнес-процедур и интеграцией с ними технологий. Предприятия, надеющиеся получить преимущество перед своими конкурентами, уделяют большое внимание этому компоненту информационных систем. Мы обсудим процессы в главе 8.

Теперь, когда мы изучили различные компоненты информационных систем, нам нужно обратить внимание на роль, которую информационные системы играют в организации. До сих пор мы рассматривали компоненты информационной системы, но что эти компоненты на самом деле делают для организации? Из наших определений выше мы видим, что эти компоненты собирают, хранят, систематизируют и распределяют данные по всей организации. На самом деле можно сказать, что одна из ролей информационных систем состоит в том, чтобы брать данные и превращать их в информацию, а затем преобразовывать их в организационные знания. По мере развития технологий эта роль превратилась в основу организации. Чтобы получить полное представление о той роли, которую играют информационные системы, мы рассмотрим, как они изменились за эти годы.

Мейнфрейм IBM 704 (Авторское право: Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса)

Эпоха мэйнфреймов

С конца 1950-х по 1960-е годы компьютеры рассматривались как средство более эффективного выполнения вычислений. Эти первые бизнес-компьютеры были монстрами размером с комнату, с несколькими соединенными вместе машинами размером с холодильник. Основная работа этих устройств заключалась в организации и хранении больших объемов информации, которые было утомительно обрабатывать вручную. Их могли позволить себе только крупные предприятия, университеты и государственные учреждения, и для их обслуживания требовалась команда специализированного персонала и специализированные помещения. Эти устройства обслуживали от десятков до сотен пользователей одновременно посредством процесса, называемого разделением времени. Типичные функции включали научные расчеты и бухгалтерский учет в более широком смысле «обработки данных».

Зарегистрированная торговая марка International Business Machines

В конце 1960-х годов были введены системы планирования производственных ресурсов (MRP). Это программное обеспечение, работающее на мейнфрейме, дало компаниям возможность управлять производственным процессом, сделав его более эффективным. Системы MRP (а позже и системы MRP II) — от отслеживания запасов до составления спецификаций и планирования производства — дали большему количеству компаний повод интегрировать вычисления в свои процессы. IBM стала доминирующей компанией по производству мейнфреймов. Компания, получившая прозвище «Большая синяя», стала синонимом бизнес-вычислений. Постоянное совершенствование программного обеспечения и доступность более дешевого оборудования в конечном итоге привели к тому, что мейнфреймы (и их младший брат, миникомпьютер) стали использоваться в большинстве крупных предприятий.

Компьютерная революция

В 1975 году на обложке Popular Mechanics был анонсирован первый микрокомпьютер: Altair 8800. Его немедленная популярность зажгла воображение предпринимателей во всем мире, и вскоре появились десятки компаний, производящих эти «персональные компьютеры». Хотя сначала это был просто нишевый продукт для любителей компьютеров, улучшения в удобстве использования и доступность практичного программного обеспечения привели к росту продаж. Самым известным из этих первых производителей персональных компьютеров была небольшая компания, известная как Apple Computer, возглавляемая Стивом Джобсом и Стивом Возняком, с чрезвычайно успешным «Apple II». Не желая остаться в стороне от революции, в 1981 IBM (вместе с небольшой компанией под названием Microsoft для их операционной системы) поспешно выпустила собственную версию персонального компьютера, названную просто «ПК». Предприятия, которые годами использовали мэйнфреймы IBM для ведения своего бизнеса, наконец получили разрешение, необходимое им для использования персональных компьютеров в своих компаниях, и IBM PC взлетели. IBM PC был назван журналом Time «Человеком года» в 1982 году.

Благодаря открытой архитектуре IBM PC другим компаниям было легко скопировать или «клонировать» ее. В течение 19В 80-х годах появилось много новых компьютерных компаний, предлагающих менее дорогие версии ПК. Это привело к снижению цен и стимулировало инновации. Microsoft разработала свою операционную систему Windows и сделала ПК еще проще в использовании. Обычное использование ПК в этот период включало обработку текстов, электронные таблицы и базы данных. Эти ранние ПК не были подключены к какой-либо сети; по большей части они стояли в одиночестве как островки инноваций внутри более крупной организации.

клиент-сервер

В середине 1980-х предприятия начали осознавать необходимость соединения своих компьютеров вместе как способ совместной работы и совместного использования ресурсов. Эту сетевую архитектуру называли «клиент-сервер», потому что пользователи входили в локальную сеть (LAN) со своего ПК («клиент»), подключаясь к мощному компьютеру, называемому «сервером», который затем предоставлял им права на различные ресурсы в сети (такие как общие файловые области и принтер). Компании-разработчики программного обеспечения начали разрабатывать приложения, которые позволяли нескольким пользователям одновременно получать доступ к одним и тем же данным. Это превратилось в программные приложения для общения, и в это время появилось первое по-настоящему популярное использование электронной почты.

Зарегистрированная торговая марка SAP

. Эти сети и обмен данными по большей части оставались в рамках каждого бизнеса. Несмотря на то, что компании обменивались электронными данными, это была очень специализированная функция. Компьютеры теперь рассматривались как инструменты для совместной работы внутри организации. На самом деле, эти компьютерные сети становились настолько мощными, что заменяли многие функции, ранее выполнявшиеся более крупными мейнфреймами, за небольшую часть стоимости. Именно в эту эпоху были разработаны первые системы планирования ресурсов предприятия (ERP), которые работали на архитектуре клиент-сервер. ERP-система — это программное приложение с централизованной базой данных, которое можно использовать для управления всем бизнесом компании. ERP-системы с отдельными модулями для бухгалтерского учета, финансов, инвентаризации, управления персоналом и многими другими, во главе с немецкой SAP, представили передовые достижения в области интеграции информационных систем. Мы обсудим ERP-системы в главе о процессах (глава 9).).

Всемирная паутина и электронная коммерция

Впервые изобретенный в 1969 году, Интернет в течение многих лет использовался только университетами, государственными учреждениями и исследователями. Его довольно загадочные команды и пользовательские приложения сделали его непригодным для основного использования в бизнесе. Единственным исключением из этого правила была возможность распространения электронной почты за пределы одной организации. В то время как первые сообщения электронной почты в Интернете были отправлены в начале 1970-х годов, компании, которые хотели расширить свою электронную почту в локальной сети, начали подключаться к Интернету в 1919 году.80-е годы. Компании начали подключать свои внутренние сети к Интернету, чтобы обеспечить связь между своими сотрудниками и сотрудниками других компаний. Именно с этими ранними подключениями к Интернету компьютер действительно начал развиваться из вычислительного устройства в устройство связи.

В 1989 году Тим Бернерс-Ли разработал более простой способ для исследователей обмениваться информацией по сети в лабораториях ЦЕРНа, концепцию, которую он назвал Всемирной паутиной. ^[4] Это изобретение стало отправной точкой роста Интернета как способа обмена информацией о себе для бизнеса. Когда веб-браузеры и подключение к Интернету стали нормой, компании бросились захватывать доменные имена и создавать веб-сайты.

Зарегистрированная торговая марка Amazon Technologies, Inc.

В 1991 году Национальный научный фонд, который регулировал использование Интернета, снял ограничения на его коммерческое использование. В 1994 году были созданы eBay и Amazon.com, два настоящих пионера в использовании нового цифрового рынка. Безумный наплыв инвестиций в интернет-бизнес привел к буму доткомов в конце 1990-х, а затем к краху доткомов в 2000 году. Важным итогом для бизнеса стало то, что за это время по всему миру были проложены тысячи километров интернет-соединений. Мир стал по-настоящему «запрограммированным», направляясь в новое тысячелетие, открывая эру глобализации, которую мы обсудим в главе 119. 0003

По мере того, как компании все больше ожидали подключения к Интернету, цифровой мир также становился все более опасным местом. Компьютерные вирусы и черви, которые когда-то медленно распространялись через совместное использование компьютерных дисков, теперь могут распространяться с огромной скоростью через Интернет. Программному обеспечению, написанному для изолированного мира, было очень трудно защититься от подобных угроз. Возникла целая новая индустрия компьютерной и интернет-безопасности. Мы будем изучать информационную безопасность в главе 6.

Веб 2.0

По мере того, как мир оправлялся от краха доткомов, использование технологий в бизнесе продолжало развиваться бешеными темпами. Веб-сайты стали интерактивными; вместо того, чтобы просто посетить сайт, чтобы узнать о бизнесе и приобрести его продукты, клиенты хотели иметь возможность настраивать свой опыт и взаимодействовать с бизнесом. Этот новый тип интерактивного веб-сайта, где вам не нужно было знать, как создать веб-страницу или программировать, чтобы размещать информацию в Интернете, стал известен как веб 2. 0. Примером Web 2.0 являются блоги, социальные сети и интерактивные комментарии, доступные на многих веб-сайтах. Этот новый мир веб-2.0, в котором онлайн-взаимодействие стало ожидаемым, оказал большое влияние на многие предприятия и даже целые отрасли. Некоторые отрасли, такие как книжные магазины, оказались в нишевом статусе. Другие, такие как сети видеопроката и туристические агентства, просто начали прекращать свою деятельность, поскольку их заменили онлайн-технологии. Этот технологический процесс замены посредника в сделке называется дезинтермедиацией.

По мере того, как мир становился все более связанным, возникали новые вопросы. Должен ли доступ в Интернет считаться правом? Могу ли я скопировать песню, скачанную из Интернета? Как я могу сохранить конфиденциальность информации, размещенной на веб-сайте? Какую информацию допустимо собирать от детей? Технологии развивались так быстро, что у политиков не было достаточно времени, чтобы принять соответствующие законы, создавая атмосферу Дикого Запада. Этические вопросы, связанные с информационными системами, будут рассмотрены в главе 12.

Мир пост-ПК

После тридцати лет в качестве основного вычислительного устройства, используемого в большинстве предприятий, продажи ПК сейчас начинают снижаться по мере роста продаж планшетов и смартфонов. Так же, как и мэйнфрейм до него, ПК продолжит играть ключевую роль в бизнесе, но больше не будет основным средством взаимодействия людей и ведения бизнеса. Ограниченная мощность хранения и обработки этих устройств компенсируется переходом к «облачным» вычислениям, которые позволяют хранить, совместно использовать и резервировать информацию в больших масштабах. Это потребует новых подходов и инноваций со стороны бизнеса, поскольку технологии продолжают развиваться.

Эпоха бизнес-вычислений
Эра	Оборудование	Операционная система	Применение
Базовый блок (1970-е годы)	Терминалы, подключенные к мейнфрейму.	с разделением времени (TSO) на MVS	Написанное по заказу Программное обеспечение MRP
ПК (середина 1980-х)	IBM PC или совместимый. Иногда подключается к мейнфрейму через 9Карта расширения 2037.	MS-DOS	WordPerfect, Lotus 1-2-3
Клиент-сервер (конец 80-х — начало 90-х)	«Клон» IBM PC в сети Novell.	Windows для рабочих групп	Microsoft Word , Microsoft Excel
Весь мир Широкая сеть (середина 90-х – начало 2000-х)	«клон» IBM PC, подключенный к внутренней сети компании.	Windows XP	Microsoft Office, Internet Explorer
Web 2.0 (с середины 2000-х по настоящее время)	Ноутбук подключен к корпоративной сети Wi-Fi.	Windows 7	Microsoft Office , Firefox
Post-PC (сегодня и позже)	Apple iPad	iOS	Мобильные веб-сайты, мобильные приложения

Всегда предполагалось, что внедрение информационных систем само по себе принесет бизнесу конкурентное преимущество. В конце концов, если установка одного компьютера для управления товарно-материальными запасами может сделать компанию более эффективной, не будет ли установка нескольких компьютеров для выполнения еще большего количества задач продолжать улучшать ее?

В 2003 году Николас Карр написал статью в Harvard Business Review , в которой поставил под сомнение это предположение. В статье под названием «ИТ не имеет значения» поднимается мысль о том, что информационные технологии стали просто товаром. Вместо того, чтобы рассматривать технологии как инвестиции, которые сделают компанию выдающейся, их следует рассматривать как что-то вроде электричества: им нужно управлять, чтобы снизить затраты, обеспечить его постоянную работу и быть как можно более безрисковым.

Как вы понимаете, эту статью и приветствовали, и презирали. Могут ли ИТ дать конкурентное преимущество? Это точно было для Walmart (см. врезку). Мы обсудим эту тему далее в главе 7.

Зарегистрированная торговая марка Wal-Mart Stores, Inc.

. Walmart – крупнейший в мире ритейлер, заработавший 15,2 млрд долларов США при продажах в размере 443,9 млрд долларов США в финансовом году, закончившемся 31 января 2012 года. В настоящее время Walmart обслуживает более 200 миллионов клиентов каждую неделю по всему миру. ^[5] Популярность Walmart в немалой степени объясняется использованием ими информационных систем.

Одним из ключей к этому успеху стало внедрение Retail Link, системы управления цепочками поставок. Эта система, уникальная при первоначальном внедрении в середине 1980-х, поставщики Walmart получили прямой доступ к уровням запасов и информации о продажах своей продукции в любом из более чем десяти тысяч магазинов Walmart. Используя Retail Link, поставщики могут анализировать, насколько хорошо их товары продаются в одном или нескольких магазинах Walmart, с различными вариантами отчетности. Кроме того, Walmart требует, чтобы поставщики использовали Retail Link для управления собственными уровнями запасов. Если поставщик чувствует, что его продукты распродаются слишком быстро, он может использовать Retail Link, чтобы подать прошение Walmart о повышении уровня запасов своей продукции. По сути, это позволило Walmart «нанять» тысячи продакт-менеджеров, каждый из которых кровно заинтересован в продуктах, которыми они управляют. Этот революционный подход к управлению запасами позволил Walmart продолжать снижать цены и быстро реагировать на изменения рынка.

Сегодня Walmart продолжает внедрять инновации в области информационных технологий. Благодаря своему огромному присутствию на рынке любая технология, которую Walmart требует от своих поставщиков, немедленно становится бизнес-стандартом.

В этой главе вы познакомились с концепцией информационных систем. Мы рассмотрели несколько определений, сосредоточив внимание на компонентах информационных систем: технологиях, людях и процессах. Мы рассмотрели, как с годами развивалось использование информационных систем в бизнесе, начиная с использования больших мэйнфреймов для обработки чисел и заканчивая появлением ПК и сетей и вплоть до эры мобильных вычислений. На каждом из этих этапов новые инновации в программном обеспечении и технологиях позволяли предприятиям более глубоко интегрировать технологии.

Сейчас мы подошли к моменту, когда каждая компания использует информационные системы и задается вопросом: дает ли это конкурентное преимущество? В конце концов, именно об этом книга. Каждый бизнесмен должен понимать, что такое информационная система и как ее можно использовать для получения конкурентного преимущества. И это задача, которая стоит перед нами.

Какие пять компонентов составляют информационную систему?
Какие три примера аппаратного обеспечения информационной системы?
Microsoft Windows является примером компонента какой информационной системы?
Что такое прикладное программное обеспечение?
Какие роли люди играют в информационных системах?
Что такое определение процесса?
Что было изобретено раньше, персональный компьютер или Интернет (ARPANET)?
В каком году впервые были сняты ограничения на коммерческое использование Интернета? Когда были основаны eBay и Amazon?
Что значит сказать, что мы живем в «пост-компьютерном мире»?
Каков главный аргумент Карра об информационных технологиях?

Предположим, вам нужно объяснить члену вашей семьи или одному из ваших ближайших друзей концепцию информационной системы. Как бы вы это определили? Напишите описание из одного абзаца своими словами , которое, по вашему мнению, лучше всего описывает информационную систему вашим друзьям или родственникам.
Из пяти основных компонентов информационной системы (аппаратное обеспечение, программное обеспечение, данные, люди, процессы) какой, по вашему мнению, является наиболее важным для успеха бизнес-организации? Напишите ответ на этот вопрос, состоящий из одного абзаца, который включает пример из вашего личного опыта в поддержку вашего ответа.
Все мы ежедневно взаимодействуем с различными информационными системами: в продуктовом магазине, на работе, в школе, даже в машине (по крайней мере, некоторые из нас). Составьте список различных информационных систем, с которыми вы взаимодействуете каждый день. Посмотрите, сможете ли вы определить технологии, людей и процессы, задействованные в обеспечении работы этих систем.
Согласны ли вы с тем, что мы находимся на посткомпьютерной стадии эволюции информационных систем? Некоторые люди утверждают, что нам всегда будет нужен персональный компьютер, но он не будет основным устройством, используемым для манипулирования информацией. Другие считают, что наступает совершенно новая эра мобильных и биологических вычислений. Проведите оригинальное исследование и сделайте свой прогноз о том, как будут выглядеть бизнес-вычисления в следующем поколении.
Пример Walmart познакомил вас с тем, как эта компания использовала информационные системы, чтобы стать ведущим розничным продавцом в мире. Walmart продолжает внедрять инновации и по-прежнему считается лидером в использовании технологий. Проведите оригинальное исследование и напишите одностраничный отчет с подробным описанием новой технологии, которую Walmart недавно внедрил или является пионером.

Запись в Википедии об информационных системах на 19 августа 2012 г. Википедия: Бесплатная энциклопедия . Сан-Франциско: Фонд Викимедиа. http://en.wikipedia.org/wiki/Information_systems_(дисциплина). ↵
Выдержки из Информационные системы сегодня – Управление в цифровом мире , четвертое издание. Prentice-Hall, 2010. ↵
Выдержка из Management Information Systems , двенадцатое издание, Prentice-Hall, 2012. ↵
ЦЕРН «Рождение Интернета». http://public.web.cern.ch/public/en/about/web-en.html ↵
Годовой отчет Walmart за 2012 год. ↵

Адаптация информационных технологий здравоохранения (HIT): переориентация пути к успешному внедрению HIT

1. Thompson T, Brailer D. Стратегическая основа ИТ в здравоохранении. Вашингтон: Министерство здравоохранения и социальных служб США; 2004. [Google Scholar]

2. Adler-Milstein J, DesRoches C, Furukawa M, Worzala C, Charles D, Kralovec P. Более половины больниц США имеют как минимум базовую электронную медицинскую карту, но критерии стадии 2 остаются сложными для большинства . Health Aff (Millwood) 2014 [PubMed] [Google Scholar]

3. DesRoches CM, Charles D, Furukawa MF, Joshi MS, Kralovec P, Mostashari F, Worzala C, Jha AK. Распространение электронных медицинских карт быстро растет, но в 2012 г. менее половины больниц США имели хотя бы базовую систему. Health Aff (Millwood) 2013 Aug;32(8):1478–1485. doi: 10.1377/hlthaff.2013.0308. http://content.healthaffairs.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=23840052. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

4. Центры услуг Medicare и Medicaid США, программы стимулирования электронных медицинских карт (EHR), 2017 г. [18 августа 2017 г.]. https://www.cms.gov/Regulations-and-Guidance/Legislation/EHRIncentivePrograms/index.html?redirect=/EHRIncentivePrograms сайт .

5. ДеСальво К.Б., Салавитт А. Движение к улучшению ухода за помощью через информацию. 2016. [2017-08-18]. https://www.healthit.gov/buzz-blog/from-the-onc-desk/moving-improved-care-information/ веб-сайт .

6. Manchikanti L, Helm IS, Calodney AK, Hirsch JA. Система поощрительных выплат на основе заслуг: значимые изменения в окончательном правиле внушают осторожный оптимизм. Врач боли. 2017;20(1):E1–E12. http://www.painphysicianjournal.com/linkout?issn=1533-3159&vol=20&page=E1. [PubMed] [Google Scholar]

7. Манчиканти Л., Беньямин Р., Фалько Ф., Хирш Дж. Метаморфозы медицины в США: политика кнута и пряника в отношении электронных медицинских карт. Врач боли. 2014;17(6):e671–e680. [PubMed] [Google Scholar]

8. Manchikanti L, Hirsch JA. Дело для сдерживания взрывного роста информационных технологий здравоохранения: во-первых, не навреди. Врач боли. 2015;18(3):E293–E298. http://www.painphysicianjournal.com/linkout?issn=1533-3159&vol=18&page=E293. [PubMed] [Google Scholar]

9. Ammenwerth E, Gräber S, Herrmann G, Bürkle T, König J. Оценка информационных систем здравоохранения — проблемы и вызовы. Int J Med Inform. 2003 г., сен; 71 (2–3): 125–135. [PubMed] [Google Scholar]

10. Сингх Р., Сингх А., Сингх Д.Р., Сингх Г. Улучшение рабочего процесса и процессов для облегчения и обогащения значимого использования медицинских информационных технологий. Adv Med Educ Pract. 2013; 4: 231–236. doi: 10.2147/AMEP.S53307. doi: 10.2147/AMEP.S53307. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [CrossRef] [Google Scholar]

11. McAlearney A, Hefner J, Sieck C, Rizer M, Huerta T. Основанное на фактических данных управление внедрением системы амбулаторных электронных медицинских карт: оценка концептуальной поддержки и качественных доказательств. Int J Med Inform. 2014;83(7):484–494. [PubMed] [Google Scholar]

12. McAlearney AS, Hefner JL, Sieck C, Rizer M, Huerta TR. Основные вопросы внедрения электронной медицинской карты амбулаторного лечения. J Am Board Fam Med. 2015;28(1):55–64. doi: 10.3122/jabfm.2015.01.140078. http://www.jabfm.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=25567823. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

13. McAlearney AS, Song PH, Robbins J, Hirsch A, Jorina M, Kowalczyk N, Chisolm D. Движение от хорошего к лучшему во внедрении амбулаторных электронных медицинских карт. J Healthc Qual. 2010;32(5):41–50. doi: 10.1111/j.1945-1474.2010.00107.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

14. Studeny J, Coustasse A. Личные медицинские записи: мешает ли быстрое внедрение интероперабельности? Perspect Health Inf Manag. 2014;11:1д. http://europepmc.org/abstract/MED/25214822. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

15. Д’Амор Дж. Д., Мандель Дж. К., Креда Д. А., Суэйн А., Коромиа Г. А., Сундаресваран С., Альшулер Л., Долин Р. Х., Мандл К. Д., Кохане И. С., Рамони Р. Б. Готовы ли EHR, сертифицированные по стандарту значимого использования Stage 2, к функциональной совместимости? Результаты совместной работы SMART C-CDA. J Am Med Inform Assoc. 2014;21(6):1060–1068. doi: 10.1136/amiajnl-2014-002883. http://europepmc.org/abstract/MED/24970839. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

16. Ford E, Pettit L, Silvera G, Huerta T. Скорость внедрения EMR: парадокс культуры безопасности пациентов. J Healthc Информировать Управление. 2014;28(3):24–31. [Академия Google]

17. Саката К., Стефенсон Л., Муланакс А., Бирман Дж., МакГрат К., Шолль Г. Профессиональные и межпрофессиональные различия в использовании электронных медицинских карт и признание проблем безопасности у пациентов в критическом состоянии. Джей Интерпроф Уход. 2016: 1–7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

18. Лоренци Н., Новак Л., Вайс Дж., Гэдд С., Унертл К. Преодоление пропасти реализации: предложение для решительных действий. J Am Med Inform Assoc. 2008;15(3):290–296. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

19. Афонсо А., Альфонсо С., Морган Т. Краткосрочное влияние реализации этапа 1 рационального использования: сравнение результатов для здоровья в 2 клиниках первичной медико-санитарной помощи. J Ambul Care Manage. 2017 [PubMed] [Google Scholar]

20. Гринспан З., Бао И., Эдвардс А., Джонсон П., Каушал Р., Керн Л. Медикейд, этап 1, поощрительные выплаты EHR связаны с более высоким качеством, но не с улучшением качества. Am J Med Qual. 2016 13 октября; doi: 10.1177/1062860616673905. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

21. Левин Д.М., Хили М.Дж., Райт А., Бейтс Д.В., Линдер Дж.А., Самал Л. Изменения качества медицинской помощи при переходе от этапа 1 к этапу 2 осмысленного использования. J Am Med Inform Assoc. 2017 01 декабря; 24 (2): 394–397. doi: 10.1093/jamia/ocw127. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

22. Каплан Б. Оценка приложений информатики — некоторые альтернативные подходы: теория, социальный интеракционизм и призыв к методологическому плюрализму. Int J Med Inform. 2001 ноябрь; 64 (1): 39–56. [PubMed] [Академия Google]

23. Нос Р.Л., Берг М. Компьютерные технологии и клиническая работа: все еще ждем Годо. ДЖАМА. 2005 г., 09 марта; 293 (10): 1261–1263. doi: 10.1001/jama.293.10.1261. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

24. Уорд Р. Применение технологий принятия и распространения инновационных моделей в информатике здравоохранения. Политика и технологии здравоохранения. 2013;2:222–228. [Google Scholar]

25. Центры услуг Medicare и Medicaid США. Шаг 5: достижение значимого использования, этап 2. 2014 г. [18 августа 2017 г.]. https://www.healthit.gov/providers-professionals/step-5-achieve-meaningful-use-stage-2 сайт .

26. Ботта М.Д., Катлер Д.М. Разумное использование: пол или потолок? Healthc (Амст) 2014 Mar;2(1):48-52. doi: 10.1016/j.hjdsi.2013.12.011. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

27. Накамура М.М., Харпер М.Б., Кастро А.В., Ю Ф.Б., Джа А.К. Влияние программы стимулирования конструктивного использования на внедрение электронных медицинских карт детскими больницами США. J Am Med Inform Assoc. 2015 март; 22 (2): 390–398. doi: 10.1093/jamia/ocu045. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

28. Модель внедрения EMR HIMSS Analytics. 2009. [2017-08-18]. http://www.himssanalytics.org/hc_providers/emr_adoption.asp веб-сайт .

29. Phichitchaisopa N, Naenna T. Факторы, влияющие на внедрение информационных технологий в здравоохранении. EXCLI J. 2013; 12: 413–436. http://europepmc.org/abstract/MED/26417235. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

30. Venkatesh V, Sykes T, Zhang X. «То, что доктор прописал:» пересмотренный UTAUT для принятия и использования системы EMR врачами. Материалы 44-й Гавайской международной конференции по системным наукам; 2011 г.; Кауаи. 2011. [Google Академия]

31. Патель В., Джамум Э., Хсиао С., Фурукава М., Бунтин М. Изменения в принятии электронных медицинских карт и их готовность к осмысленному использованию: 2008–2011 гг. J Gen Intern Med. 2013 июль; 28 (7): 957–964. doi: 10.1007/s11606-012-2324-x. http://europepmc.org/abstract/MED/23371416. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

32. Steininger K, Stiglbauer B, Baumgartner B, Enggleder B. Факторы, объясняющие принятие врачами электронных медицинских карт. 47-я Гавайская международная конференция по системным наукам; 2014; Вайколоа. 2014. [Google Академия]

33. Liu Z, Min Q, Ji S. Всесторонний обзор исследований в области внедрения ИТ. 4-я Международная конференция по беспроводной связи, сетям и мобильным вычислениям; 2008 г.; Далянь. 2008. [Google Scholar]

34. Дэвис Ф. Принятие пользователями характеристик информационных технологий, их восприятия и поведенческих воздействий. Int J Man Mach Stud. 1993;38(3):475–487. [Google Scholar]

35. Дэвис Ф.Д. Воспринимаемая полезность, воспринимаемая простота использования и принятие пользователями информационных технологий. МИС ежеквартально. 1989;13(3):318–340. [Google Scholar]

36. Gangwar H, Date H, Raoot A. Обзор внедрения ИТ: выводы из новейших технологий. Джей Энтерпрайз Информ Менеджмент. 2014;27(4):488–502. [Google Scholar]

37. Центр услуг Medicare и Medicaid. Клинические показатели качества. 2014. [2017-08-18]. http://www.cms.gov/Regulations-and-Guidance/Legislation/EHRIncentivePrograms/2014_ClinicalQualityMeasures.html веб-сайт .

38. Спец Дж., Берджесс Дж.Ф., Фиббс С.С. Влияние внедрения медицинских информационных технологий в больницах Управления здравоохранения ветеранов на результаты лечения пациентов. Healthc (Амст) 2014 Mar;2(1):40-47. doi: 10.1016/j.hjdsi.2013.12.009. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

39. Agha L. Влияние информационных технологий здравоохранения на стоимость и качество медицинской помощи. J Health Econ. 2014 март; 34:19–30. doi: 10.1016/j.jhealeco.2013.12.005. http://europepmc.org/abstract/MED/24463141. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

40. Робертсон А., Крессвелл К., Такиан А., Петракаки Д., Кроу С., Корнфорд Т. Внедрение и внедрение общенациональных электронных медицинских карт в вторичной медицинской помощи в Англии : качественный анализ промежуточных результатов проспективной национальной оценки. Брит Мед Дж. 2010:341. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

41. Ван Ю, Гу Дж, Чжоу З. Взгляд теории сложных адаптивных социотехнических систем на исследования вездесущих вычислительных систем. Ubiquitous Computing и Ambient Intelligence Персонализация и услуги, адаптированные для пользователей; 2014; Белфаст. 2014. С. 216–223. [Google Scholar]

42. Sittig D, Singh H. Новая социотехническая модель изучения медицинских информационных технологий в сложных адаптивных системах здравоохранения. Квалификационная безопасность Healthc. 2010;19:68–74. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

43. Эллис Б., Герберт С. Комплексные адаптивные системы (CAS): обзор ключевых элементов, характеристик и приложений к теории управления. Сообщите об этом Prim Care. 2011;19(1):33–37. [PubMed] [Google Scholar]

44. Харрисон М.И., Коппел Р., Бар-Лев С. Непреднамеренные последствия информационных технологий в здравоохранении — интерактивный социотехнический анализ. J Am Med Inform Assoc. 2007;14(5):542–549. doi: 10.1197/jamia.M2384. http://europepmc.org/abstract/MED/17600093. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

45. Эллис Б. Сложность на практике: понимание первичной медико-санитарной помощи как сложной адаптивной системы. Сообщите об этом Prim Care. 2010;18(2):135–140. [PubMed] [Google Scholar]

46. Gagnon M, Desmartis M, Labrecque M, Car J, Pagliari C, Pluye P. Систематический обзор факторов, влияющих на внедрение информационных и коммуникационных технологий медицинскими работниками. J Med Syst. 2012;36(1):241–277. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

47. Патель В., Каннампаллил Т. Человеческий фактор и информационные технологии в области здравоохранения: текущие проблемы и будущие направления. Годб Мед Информ. 2014;9(1): 58–66. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

48. Coiera E. Возвращение технологий в исследование социотехнических систем. Int J Med Inform. 2007; 76:S98–S103. [PubMed] [Google Scholar]

49. Балка Э., Толар М., Коутс С., Уайтхаус С. Социально-технические проблемы и проблемы при осуществлении безопасной передачи пациентов: выводы из этнографических тематических исследований. Int J Med Inform. 2013;82(12):e345–e357. [PubMed] [Google Scholar]

50. Ludwick D, Doucette J. Внедрение электронных медицинских карт в первичную медико-санитарную помощь: уроки, извлеченные из опыта внедрения информационных систем здравоохранения в семи странах. Int J Med Inform. 2009 г.;78(1):22–31. [PubMed] [Google Scholar]

51. Каннампаллил Т., Шауэр Г., Коэн Т., Патель В. Рассмотрение сложности систем здравоохранения. Дж. Биомед Информ. 2011;44(6):943–937. [PubMed] [Google Scholar]

52. Майхрзак А., Райс Р., Малхотра А., Кинг Н. Адаптация технологии: случай межорганизационной виртуальной команды, поддерживаемой компьютером. МИС ежеквартально. 2000;24(4):569–600. [Google Scholar]

53. Купер Р., Змуд Р. Исследование внедрения информационных технологий: подход к распространению технологий. Управление наук. 1990;36:123–139. [Google Scholar]

54. Центр программ Medicare и Medicaid Services EHR Incentive Programs. 2014. [2017-08-18]. http://www.cms.gov/Regulations-and-Guidance/Legislation/EHRIncentivePrograms/Stage_2.html веб-сайт .

55. Блюменталь Д., Тавеннер М. Положение о «значительном использовании» электронных медицинских карт. New Engl J Med. 2010;363(6):501–504. [PubMed] [Google Scholar]

56. Marcotte L, Seidman J, Trudel K, Berwick D, Blumenthal D, Mostashari F. Достижение значимого использования информационных технологий в области здравоохранения: руководство для врачей по программам стимулирования EHR. Arch Intern Med. 2012;172(9): 731–736. [PubMed] [Google Scholar]

57. Донабедян А. Качество медицинской помощи. Наука. 1978 г., 26 мая; 200 (4344): 856–864. [PubMed] [Google Scholar]

58. Kukafka R, Johnson S, Linfante A, Allegrante J. Обоснование новой структуры внедрения информационных технологий в науке о поведении: систематический анализ литературы по использованию ИТ. Дж. Биомед Информ. 2003;36(3):218–227. [PubMed] [Google Scholar]

59. Обсерватория электронного здравоохранения и Школа медицинских информационных наук Университета Виктории Показатели оценки преимуществ, технический отчет. 2012. [2017-08-18]. https://www.infoway-inforoute.ca/en/component/edocman/450-benefits-evaluation-indicators-technical-report-version-2-0/view-document?Itemid=101 сайт .

60. Агентство медицинских исследований и оценки качества здравоохранения. 2014. [2017-08-18]. https://healthit.ahrq.gov/health-it-tools-and-resources/evaluation-resources/health-it-evaluation-toolkit-and-evaluation-measures-quick-reference веб-сайт .

61. Джамум Э., Патель В., Фурукава М., Кинг Дж. Пользователи ЭУЗ против тех, кто не использует ЭУЗ: влияние, препятствия и федеральные инициативы по внедрению ЭУЗ. Здравоохранение. 2014;2:33–39. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

62. Прайс М., Сингер А., Ким Дж. Внедрение электронных медицинских карт: это просто электронные бумажные записи? Канадский семейный врач. 2013;59(7):e322–e329. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

63. Ash J, Sittig D, Guappone K, Dykstra R, Richardson J, Wright A. Рекомендуемые методы компьютеризированной поддержки принятия клинических решений и управления знаниями в условиях сообщества: качественный исследование. БМК. 2012;12:6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

64. Hsiao J, Chang H, Chen R. Изучение факторов, влияющих на принятие больничных информационных систем: перспектива медсестер. Дж. Нурс Рез. 2011;19(2): 150–160. [PubMed] [Google Scholar]

65. Крессвелл К.М., Шейх А. Проведение социотехнических оценок информационных технологий в области здравоохранения. Сообщите об этом Prim Care. 2014;21(2):78–83. дои: 10.14236/jhi.v21i2.54. дои: 10.14236/jhi.v21i2.54. [PubMed] [CrossRef] [CrossRef] [Google Scholar]

66. Hameed M, Counsell S, Swift S. Концептуальная модель процесса внедрения ИТ-инноваций в организациях. J Engineer Technol Manag. 2012;29(3):358–390. [Google Scholar]

67. Spaulding A, Gamm L, Kim J, Menser T. Многопроектные взаимозависимости в управлении системами здравоохранения: долгосрочное качественное исследование. Управление здравоохранением, ред. 2014; 39(1): 31–40. [PubMed] [Google Scholar]

68. Агентство по исследованиям в области здравоохранения и набор инструментов для оценки информационных технологий в области здравоохранения. 2009. [2017-08-18]. https://healthit.ahrq.gov/sites/default/files/docs/page/Evaluation%20Toolkit%20Revised%20Version. pdf веб-сайт .

Руководство по управлению записями для систем информационных технологий

Информационные системы представляют собой организованные наборы процедур и методов, предназначенных для хранения, извлечения, обработки, анализа и отображения информации. Системы ведения записей организованы для поддержки функций создания, хранения, управления и доступа к записям.

Информационные системы и системы учета не обязательно одно и то же. При правильной настройке и соответствующей функциональности информационные системы могут удовлетворить потребности организации в ведении записей. Поскольку все больший процент университетских документов создается электронными информационными системами и, вероятно, останется частью таких систем, для тех, кто отвечает за документы, важно понимать, как работают информационные системы и как они связаны с ведением документации.

Если информационная система не может удовлетворить потребности в ведении записей, то необходимо разработать альтернативную стратегию для защиты записей. Административное правило штата Висконсин № 12 устанавливает требования к информационным системам, которые будут использоваться в качестве систем ведения документации.

Административное управление штата Висконсин, Глава Adm 12 («Управление электронными записями — Стандарты и требования») гласит, что государственные и местные органы должны «вести электронные общедоступные записи, которые являются доступными, точными, аутентичными, надежными, разборчивыми и удобочитаемыми на протяжении всей записи. жизненный цикл”; и разработайте политику, распределите обязанности и разработайте механизмы для ведения публичных записей на протяжении всего жизненного цикла записи. Жизненный цикл записи в этом контексте означает общую продолжительность времени, в течение которого записи будут храниться в соответствии с утвержденным графиком хранения записей.

При администрировании систем информационных технологий Система Университета Висконсина обязуется

Соблюдать действующие федеральные, государственные и ведомственные политики в отношении хранения документации;
Достижение эффективности управления записями за счет использования графиков хранения записей систем информационных технологий;
Улучшение услуг для пользователей записей;
Защита всей личной информации о физических лицах; и
Внедрение управления электронными записями наиболее экономичным способом

Управление электронными записями требует интеграции концепций управления записями с системой информационных технологий, которая создает, управляет, хранит и т. д. информацию/записи. Целью этого раздела руководящих принципов является оказание помощи в реализации этой политики для систем информационных технологий. Эти системы варьируются по размеру, стоимости и области применения от одного пакета электронной почты или утилиты обмена сообщениями до крупного приложения ERP и включают в себя программные, а иногда и аппаратные компоненты. Системы информационных технологий создают и поддерживают записи, и поэтому их необходимо проектировать, внедрять и поддерживать с учетом требований к управлению записями.

Для систем информационных технологий существуют две основные категории записей: те записи, которые связаны с фактическим созданием, обслуживанием и выводом из эксплуатации самой системы информационных технологий, и те записи, которые составляют содержание данных системы. Каждый из этих наборов записей должен управляться согласованно с другим. Требования к управлению записями для содержания данных в системе такие же, как если бы записи хранились на неэлектронном носителе, с дополнительным требованием, что должны поддерживаться технологии, которые позволяют записям быть доступными, точными, аутентичными, надежными, разборчивыми. , и доступным для чтения в течение всего срока службы записи данных. Записи, необходимые для создания и обслуживания самой системы информационных технологий, включают документы проекта внедрения, такие как предложения о закупках и документация по поддержке системы. Требования к управлению записями и графики хранения, вероятно, будут различаться между этими двумя категориями записей.

Внедрение, техническое обслуживание и вывод из эксплуатации систем информационных технологий включают множество процессов, часто называемых жизненным циклом разработки программного обеспечения. Используя модифицированную модель жизненного цикла разработки программного обеспечения Enterprise Unified Process (EUP), этапы жизненного цикла системы информационных технологий включают:

Бизнес-моделирование, требования и планирование
Анализ и проектирование
Реализация
Тестирование/Бизнес-моделирование
Развертывание
Обзор
Производство
Выход на пенсию

Каждый из этих этапов включает в себя необходимость идентификации записей и принятия мер для обеспечения надлежащего управления записями. Далее следует список потенциальных вопросов, которые следует задавать на каждом этапе жизни информационной системы. (Это не попытка составить исчерпывающий список всех таких вопросов, которые будут различаться в зависимости от конкретной ситуации).

ПЕРВЫЙ ЭТАП – БИЗНЕС-МОДЕЛИРОВАНИЕ, ТРЕБОВАНИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПО УПРАВЛЕНИЮ ЗАПИСЯМИ: ВКЛЮЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПИСЯМИ

Первый этап включает, помимо прочего, определение объема бизнес-процесса, идентификацию записей, связанных с бизнес-процессом, моделирование процесса, определение системных требований, принятие решения о том, следует ли покупать или строить, приобретать технологии, добиваться согласия руководства, документировать бизнес-процессы, собирать технические требования и организовывать проект. Некоторые факторы, которые следует учитывать на этом этапе, включают:

Поддерживает ли предлагаемая система свои данные в открытом или гибком формате, чтобы облегчить сохранение, хранение и поиск записей/данных, которые она создает?
Подготовлен ли график хранения записей?
Если покупка рассматривается, говорится ли об этом требовании в запросе предложений (RFP)?
Убеждены ли спонсоры проекта в необходимости затрат времени и ресурсов на создание этой функциональной области?
Кому-то из участников проекта поручено не только защищать записи, созданные в ходе проекта, но и обеспечивать соответствие новой технологии требованиям, предъявляемым к будущему управлению данными?

ВТОРОЙ ЭТАП – АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПО УПРАВЛЕНИЮ ЗАПИСЯМИ: ВЫЯВЛЕНИЕ ЗАПИСЕЙ И ТРЕБОВАНИЙ К ВЕДЕНИЮ ЗАПИСЕЙ план переноса данных.

Некоторые факторы, которые следует учитывать на этом этапе, включают:

Были ли потребности в создании/сохранении записей определены как «соответствие» или «пробел»?
Сохранились ли сами записи, созданные на этом этапе проекта? Обычно документация на этапе анализа и проектирования имеет решающее значение для понимания того, как создается система, а лежащие в ее основе допущения полезны для реализации будущих проектов.
Поскольку в новой системе моделируется информационный рабочий процесс, были ли смоделированы потенциальные потребности в хранении записей как компонент жизненного цикла данных в новой системе?
Существуют ли процедуры для подтверждения подлинности записей?
Существует ли план обеспечения безопасности для ограничения доступа к частной информации и план обеспечения доступности общедоступной информации?
Можно ли экспортировать записи в другую систему? Могут ли записи автоматически удаляться из системы в соответствии с графиком хранения? Удалено из системы?
Была ли разработана программа управления записями для данных и бизнес-процессов?
Соответствует ли система университетским, государственным и федеральным требованиям, которые могут применяться к конкретной оперативной области?
Был ли проведен анализ затрат с учетом кадровых ресурсов, необходимых для реализации и предоставления постоянной поддержки, а также потенциальной экономии, сдерживания затрат и/или улучшения преимуществ обслуживания?

ТРЕТИЙ ЭТАП – РЕАЛИЗАЦИЯ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЗАПИСЕЙ: СОЗДАНИЕ ЗАПИСЕЙ И МЕТАДАННЫХ

После завершения этапа анализа и проектирования начинается этап реализации с создания подробных проектных документов, преобразования данных, создания подробных планов реализации проекта, документирования проблем или рисков, разработки программного обеспечения и создания планов тестирования и скрипты для всех бизнес-процессов. Некоторые вопросы управления записями, которые следует рассмотреть на этом этапе, включают:

Были ли идентифицированы элементы данных, составляющие записи?
Были ли разработаны и утверждены соответствующие метаданные? Метаданные должны включать соответствующее время хранения.
Какие существуют варианты хранения и извлечения? Склад? Репозиторий?
Каковы стратегии долгосрочного сохранения всех записей? К ним относятся:

а. Проектные документы, а также деловые документы
b. Решения и почему они были приняты
c. Решения о преобразовании и сопоставление данных
d. Архитектура проектирования

ЭТАП ЧЕТЫРЕ – ТЕСТИРОВАНИЕ

ЗАПИСЬ ДЕЙСТВИЕ: УПРАВЛЕНИЕ ЗАПИСЯМИ ТЕСТИРОВАНИЕ

Этап тестирования включает загрузку предварительных данных для тестирования новых бизнес-процессов в рамках подготовки к переключению на производство. Этот этап включает в себя тестирование новых методов ведения бизнеса, получение одобрения пользователей, подтверждение того, что сопоставление данных и сценарии преобразования завершены, тестирование преобразования в режиме реального времени и обучение конечных пользователей. Некоторые вопросы, которые следует рассмотреть на этом этапе, включают:

Есть ли в проекте документированные планы обучения, приемочное тестирование пользователей на функциональность и тестирование стратегических вариантов использования?
Будут ли проводиться аудиты конверсии и пробные конверсии перед переходом на производство?
Существует ли контроль версий для отката к предыдущей тестовой среде?

ПЯТЫЙ ЭТАП – РАЗВЕРТЫВАНИЕ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ С ЗАПИСЯМИ: СБОР ЗАПИСЕЙ И ПЛАНИРОВАНИЕ ЗАПИСЕЙ

На этапе развертывания система помещается в работающую производственную среду; обучение завершено (или продолжается), и факторы риска оцениваются в новой среде. Планы на случай непредвиденных обстоятельств/резервного копирования оцениваются на предмет необходимости выполнения других вариантов. Все оставшиеся вопросы решаются. Вот некоторые вопросы, которые следует рассмотреть на этом этапе:

Кто отвечает за сохранность 2 категорий записей: связанных с самой системой и связанных с содержимым системных данных?
Документированы ли системы обеспечения непрерывности бизнеса (аварийного восстановления) и установлены ли они?
Были ли процедуры управления записями распространены на другие среды (при необходимости — например, тестирование, разработка)?
Готова ли документация для конечного пользователя и существует ли процедура внесения в нее изменений с течением времени?

ЭТАП ШЕСТОЙ – ОБЗОР

РАБОТА С ЗАПИСЯМИ: АУДИТ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПИСЯМИ

Этап обзора предназначен для оценки новых бизнес-процессов и общего решения. Новая система должна быть оценена на предмет любой настройки производительности. Документация, созданная на этом этапе, включает рекомендации спонсорам и руководству проекта, “извлеченные уроки” и соображения по планированию будущих этапов этого проекта или аналогичных будущих проектов. Некоторые факторы, которые следует учитывать на этом этапе, включают:

Какая конфигурация системы и записи об управлении изменениями требуются? Кто отвечает за ведение этих записей?
Будут ли предусмотрены меры для периодической проверки ведения документации?
Являются ли записи удобными и понятными? Было ли собрано достаточно контекстной информации? Были ли надлежащим образом перенесены все составные части записи?

ФАЗА СЕДЬМАЯ – ПРОИЗВОДСТВО

РАБОТА С ЗАПИСЯМИ: ПОДДЕРЖАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗАПИСЕЙ

Этап производства – это срок полезного использования информационной системы. Как правило, необходимы периодические обновления системы; основные из них проходят через многие из тех же шагов, описанных выше, и представляют собой аналогичные проблемы управления записями.

Реферат «Создание, переработка и хранение информации в технике» заказать в Москве от 270 руб.

Нужен реферат для вуза или колледжа на тему Создание, переработка и хранение информации в технике?

Как заказать реферат?

Почему именно у нас берут реферат на заказ?

Помощь в написании реферата на тему

Реферат На Тему Информация В Технике – Telegraph

Создание, переработка и хранение информации в технике, выполненный реферат по информатике на Автор24

Урок 4. информационные процессы – Информатика – 7 класс

Реферат технологии защиты информации | Рефераты Информатика

Способы защиты информации | Методы и средства защиты информации

Способы неправомерного доступа к информации

Методы защиты

Организационные средства защиты информации

Технические средства защиты информации

Аутентификация и идентификация

ПОПРОБУЙТЕ «СЁРЧИНФОРМ КИБ»!

3 Связь, обработка информации и хранение данных

обработка информации | Определение, примеры, элементы и факты

Прочтите краткий обзор этой темы

Общие положения

Основные понятия

Информация как ресурс и товар

Что такое теория обработки информации? Этапы, модели и ограничения

Теория обработки информации Содержание

Что такое теория обработки информации?

Истоки теории обработки информации

Элементы теории обработки информации

Модели теории обработки информации

Модель Аткинсона и Шиффрина

Модель рабочей памяти Баддели и Хитча

Ограничения теории обработки информации

Модели предполагают последовательную обработку

Организационные преимущества теории обработки информации

Теория обработки информации и ее современные области исследований

Что такое информационная система? – Информационные системы для бизнеса и не только

Технология

Оборудование

Программное обеспечение

Данные

Сетевые коммуникации: четвертая часть технологии?

Люди

Процесс

Эпоха мэйнфреймов

Компьютерная революция

клиент-сервер

Всемирная паутина и электронная коммерция

Веб 2.0

Мир пост-ПК

Адаптация информационных технологий здравоохранения (HIT): переориентация пути к успешному внедрению HIT

Руководство по управлению записями для систем информационных технологий

ПЕРВЫЙ ЭТАП – БИЗНЕС-МОДЕЛИРОВАНИЕ, ТРЕБОВАНИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПО УПРАВЛЕНИЮ ЗАПИСЯМИ: ВКЛЮЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПИСЯМИ

ВТОРОЙ ЭТАП – АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПО УПРАВЛЕНИЮ ЗАПИСЯМИ: ВЫЯВЛЕНИЕ ЗАПИСЕЙ И ТРЕБОВАНИЙ К ВЕДЕНИЮ ЗАПИСЕЙ план переноса данных.

ТРЕТИЙ ЭТАП – РЕАЛИЗАЦИЯ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЗАПИСЕЙ: СОЗДАНИЕ ЗАПИСЕЙ И МЕТАДАННЫХ

ЭТАП ЧЕТЫРЕ – ТЕСТИРОВАНИЕ

ЗАПИСЬ ДЕЙСТВИЕ: УПРАВЛЕНИЕ ЗАПИСЯМИ ТЕСТИРОВАНИЕ

ПЯТЫЙ ЭТАП – РАЗВЕРТЫВАНИЕ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ С ЗАПИСЯМИ: СБОР ЗАПИСЕЙ И ПЛАНИРОВАНИЕ ЗАПИСЕЙ

ЭТАП ШЕСТОЙ – ОБЗОР

РАБОТА С ЗАПИСЯМИ: АУДИТ УПРАВЛЕНИЯ ЗАПИСЯМИ

ФАЗА СЕДЬМАЯ – ПРОИЗВОДСТВО

РАБОТА С ЗАПИСЯМИ: ПОДДЕРЖАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗАПИСЕЙ

Оставить комментарий Отменить ответ