INFORMATIKA

Terminas informatika (pranc. Informatique) kilęs iš dviejų prancūzų kalbos žodžių: information ir automatique. Taigi pažodžiui jis reikštų informacija+automatika. Pagal tai informatikos kaip mokslo esmė būtų automatinis informacijos apdorojimas. Terminas informatika pradėtas naudoti XX-ojo amžiaus 7-ajame dešimtmetyje buvusioje Sovietų Sqjungoje, Prancūzijoje, Vokietijoje ir kai kuriose kitose Rytų Europos šalyse. Tuo tarpu daugelyje Vakarų Europos šalių ir JAV naudojamas kitas terminas – kompiuterių mokslas ir inžinerija (Computer Science and Engineering) arba tiesiog Computer Science.

Praktinės ir teorinės informatikos prielaidos susiformavo iš kitų mokslų – dokumentacijos mokslo arba dokumentalistikos, bibliografijos, kibernetikos.

Dokumentalistika atsirado XIX-ojo amžiaus pabaigoje ir XX-ojo amžiaus pradžioje, labiausiai klestėjo apie 20-30-uosius praėjusio amžiaus metus, vėliau (1936 m.) buvo sutapatinta su bibliografijos mokslu. Šie mokslai siekė tobulinti mokslininkų ir specialistų informacinį aptarnavimą, pavyzdžiui, referatų žurnalų leidybą, pagrindinį dėmesį skyrė referato kokybei bei referavimo metodams.

Kitas, artimas informatikai mokslas – kibernetika – mokslas apie valdymą. Kibernetikos tėvu vadinamas JAV mokslininkas Norbertas Vineris (Norbert Wiener) teigė, kad mūsų pasaulyje kiekvienas objektas – tai kibernetinė sistema, susidedanti iš elementų, kurie sąveikauja vienas su kitu keisdamiesi informacija. Šiandien kibernetikos tyrimo objektai – tai automatizuoto valdymo principų ir metodų kūrimas, sprendimų priėmimo procesų modeliavimas, ryšio tarp žmogaus psichologijos ir matematinės logikos tyrimas, dirbtinio intelekto principų ir metodų kūrimas. Kaip matome, šie klausimai labai artimi ir informatikai, kitaip sakant, šie mokslai artimai susiję. Kibernetika naudoja technines ir programines informatikos priemones, o informatika naudoja kibernetikos matematinę bei loginę bazę toms priemonėms sukurti.

Informatika – tai disciplina, grindžiama kompiuterinės technikos naudojimu, nagrinėjanti informacijos struktūrą ir savybes, informacijos kūrimo, saugojimo, paieškos, apdorojimo, perdavimo ir naudojimo metodus ir dėsningumus įvairiose žmogaus veiklos srityse.

Jau 1978 metais tarptautinis mokslinis kongresas oficialiai patvirtino, kokio veiklos sritys priklauso informatikai: tai informacijos apdorojimo sistemų, įskaitant kompiuterius ir jų programinę įrangą, kūrimas, gamyba, diegimas, naudojimas ir techninis-materialinis aptarnavimas, taip pat įvairūs organizaciniai, komerciniai, administraciniai ir socialiniai-politiniai masinio kompiuterinės technikos diegimo aspektai.

UNESCO dokumentuose apibrėžta tokia informatikos sąvoka: ,,Informatika – mokslas, nagrinėjantis informaciją apdorojančių sistemų projektavimą, realizavimą, įvertinimą, naudojimą ir priežiūrą, įskaitant techninę ir programinę įrangą, organizacinius ir socialinius aspektus bei įtaką industrijai, komunikacijai, vyriausybei ir politikai”.
Informatika – kompleksinė mokslinė disciplina su plačiausiu taikymų diapazonu. Paminėsime juos:
•    Skaičiavimo technika ir programinė įranga;
•    Informacijos teorija, nagrinėjanti informacijos savybes, struktūrą, procesus;
•    Programavimas;
•    Matematinis modeliavimas, skaičiavimo metodai;
•    Dirbtinis intelektas;
•    Sistemų analizė (sprendimų priėmimo metodai);
•    Bioinformatika (informaciniai procesai biologinėse sistemose);
•    Socialinė informatika (informacijos visuomenė ir žmogus);
•    Telekomunikacijos sistemos ir tinklai;
•    Kompiuterinės grafikos metodai ir daugialypės terpės priemonės
•    Įvairių veiklos sričių informatikos ypatumai (ekonomikos, teisės, medicinos, žemės ūkio, švietimo, prekybos ir t.t.).

Kaip matome, informatika stengiasi aprėpti be galo daug klausimų, tiksliau, viską, kas susiję su informacija. Bet iki šiol nėra tikslaus šio mokslo objekto arba objekto ribos yra labai plačios. Informacijos mokslų raida dabar yra pasiekusi kritinį tašką, jų problemos reikalauja esminių sprendimų bei integracijos. Įvairiuose tyrinėjimuose vyrauja metodologinė įvairovė, nepakankamas tyrimo objekto apibrėžtumas ir visumoje susidaro tam tiktas chaosas. Lyg ir susiformavo dvi tarpusavyje konkuruojančios, viena kitai oponuojančios, bet ir glaudžiai tarpusavyje susijusios informatikos koncepcijos: pirmoji – apima visas socialinės informatikos koncepcijas (gerinti visų socialinės veiklos sričių informacinį aptarnavimą), o antroji remiasi skaičiavimo technikos panaudojimu ir automatizuotu informacijos apdorojimu. Kai kurie mokslininkai siūlo sekti JAV pavyzdžiu, kur apie informatiką visai nekalbama. Atskyrus taip vadinamą ,,mašininės informatikos” variantą, kaip grybai po lietaus atsiranda naujos informatikos, vadinamos naujaisiais informacijos mokslais: taikomoji, socialinė, specialioji, verslo, ekonominė, teisinė, medicinis, sporto ir t.t. informatikos, informologija, informodinamika ir kt.

Nuo to, kaip pakryps tolesni informatikos tyrinėjimai, priklausys jos statusas, vieta mokslų sistemoje ir kuriuo iš mokslų – technikos ar socialiniu – ji taps. Reikėtų tikėti, kad informatika, sutaikiusi visas konfrontuojančias kryptis ir praturtėjusi geriausiais visų krypčių mokslininkų sukurtais rezultatais, taps normaliu mokslu su bendrai pripažintais tyrimo objektais.

Ekonominė informatika – mokslo šaka, nagrinėjanti ūkinėje veikloje esančios informacijos susidarymą, judėjimą, apdorojimą ir naudojimą, taip pat kompiuterinės technikos ir programinės įrangos taikymą šiems procesams atlikti. Jai aktualios tos priemonės ir tie metodai, kuriais tvarkoma ekonominė informacija:
•    Techninės priemonės – kompiuteriai, ryšio priemonės, pagalbinė technika;
•    Programinė įranga ir programavimo metodai: operacinės sistemos, programavimo sistemos, sisteminė ir taikomoji programinė įranga;
•    Organizacinės priemonės: informacijos ir komunikacijos technologijų naudojimo formos, duomenų apdorojimo technologiniai procesai, kontrolės metodai ir kt.

2.    INFORMACIJA

01.    Informacijos sąvoka

Nežiūrint į tai, kad su informacija mes susiduriame kiekvieną dieną ir, atrodo, visi suprantame, kas tai yra, vis dėl to griežto ir visiems priimtino mokslinio jos apibrėžimo iki šiol nėra. Dažnai mokslininkai vengia termino ,,informacijos apibrėžimas”, o vietoje jo naudoja terminą ,,informacijos samprata”. Samprata, priešingai nei apibrėžimas, nėra vienareikšmė, ji paaiškinama konkrečiais pavyzdžiais, be to, kiekvienas mokslas tą daro savaip. Todėl informacijos apibrėžimų ir jos sampratų yra visokių:
•    Informacija – tai žinios, perduodamos vienų asmenų kitiems tiesiogiai (žodžiu, veiksmu) arba netiesiogiai (įvairiomis komunikacijos priemonėmis) (D. Janickienė, VDU);
•    Informacija – tai visuma žinių apie kokius nors faktinius duomenis (aplinkos reiškinius, visuomenės procesus, techninius objektus ir kt.) ir jų tarpusavio ryšius (ECDL);
•    Informacija – tai mūsų nežinojimo apie kažką sumažinimo priemonė (Claude Shannon);
•    Informacija – tai, ką mes sužinome iš mus supančio pasaulio bandydami prisitaikyti jame (Norbert Wiener);
•    Informacija – tai duomenys apie mus supančio pasaulio objektus ir reiškinius, jų parametrus, savybes ir būklę, viskas, kas sumažina mūsų nežinojimo laipsnį (N. V. Makarova);
•    Informacija – tai duomenų ir juos atitinkančių (jiems adekvačių) metodų kombinacija (S. V. Simonovič);
•    Informacija – tai atskirtos nuo savininko, išreikštos tam tikros kalbos abėcėlės ženklų pagalba, užrašytos materialioje laikmenoje žinios, kurias galima atgaminti nedalyvaujant autoriui ir perduoti į visuomeninės komunikacijos kanalus (publikuoti)  (A. M. Karminskij, P. V. Nesterov).

Labiausiai paplitusi taip vadinama signalinė informacijos samprata.

Viskas, kas egzistuoja materialiame pasaulyje, yra arba fiziniai kūnai, arba fiziniai laukai, kurie nepaliaujamai juda ir keičiasi, ko pasekoje viena energijos forma pereina į kitą. Tokio energijos formos pasikeitimo metu atsiranda tam tikri signalai, kuriems sąveikaujant su fiziniais kūnais, pastaruosiuose atsiranda tam tikrų savybių pokyčiai. Tuos pokyčius galima stebėti, pamatuoti ir užfiksuoti įvairiais būdais ir šis procesas vadinamas signalų registravimu. Taip atsiranda duomenys. Duomenys – tai užregistruoti signalai. Jie turi savyje informacijos apie tam tikrus materialaus pasaulio įvykius, nes jie yra užregistruoti signalai, atsirandantys įvykio metu. Bet duomenys – tai ne tas pats, kas yra informacija. Ar duomenys virs informacija, priklauso nuo daugelio dalykų. Aptarsime kelis pavyzdžius.

Stebėdami lengvaatlečio bėgimą, mechaniniu sekundometru registruojame pradinę ir galutinę prietaiso rodyklės padėtį, taip išmatuodami rodyklės pasislinkimą per bėgimo laiką – tai duomenų registravimas. Bet informacijos, per kiek laiko bėgikas įveikė distanciją, dar neturime. Kad duomenys apie rodyklės poslinkį pavirstų informacija apie bėgimo laiką, būtina žinoti vieno dydžio perskaičiavimo kitu metodą (reikia žinoti prietaiso skalės padalos vertę ir mokėti ją padauginti iš padalų skaičiaus, kitaip sakant, reikia žinoti matematinį daugybos metodą). Net jeigu vietoje mechaninio sekundometro naudosime elektroninį, esmė nesikeis. Tegu sekundometras tiesiogiai rodo laiką sekundėmis ir mums nereikalingas skaičiavimo metodas, bet tas metodas vis tiek buvo panaudotas, nors jis realizuotas elektroninių komponentų pagalba ir veikia automatiškai be žmogaus įsikišimo.

Klausydamiesi per radiją laidos nežinoma kalba, mes gauname duomenis, tačiau nesame įvaldę metodo (kalbos), todėl negauname informacijos. Jei tie duomenys būtų užrašyti popieriuje (o ne pasakyti per radiją), tada galėtume pasirinkti atitinkamą metodą jiems paversti informacija, šiuo atveju pasinaudotume žodynu. Jei šiame pavyzdyje radijo laidą paverstume televizijos laida, tai, nors ji ir būtų transliuojama nežinoma kalba, bet kartu su duomenimis mes gautume tam tikrą informacijos dalį, aišku, nepilną. Tokiu atveju yra sakoma, kad metodas žinomas pagal kontekstą, t.y. matydami laidą, suvokiame savaime, apie ką eina kalba.

Signalinė informacijos samprata yra kiekybinė, nes suprantama, jei informacija yra kažkieno savybė ir ji perduodama fizinių signalų pagalba, tai juos nesunku pamatuoti. Naudojant tokią informacijos teoriją, kokybinė informacijos pusė lieka visiškai neaiški. Kaip pamatuoti prasmės kiekį? Todėl daugelis mokslininkų, kritikuodami signalinę informacijos teoriją, bando atkreipti dėmesį į žmogiškąjį informacinių procesų aspektą. Iš tokių mokslininkų galima paminėti Russell Ackoff (prof., sistemų teoretiką) arba Gene Bellinger, kurie nagrinėja duomenis, informaciją, žinias, supratimą ir išmintį kaip KONTINUUMĄ (Continuum – apibrėžta, susijusi aibė).

Pagal Russell Ackoff žmogaus protas skirstomas į penkias kategorijas:
1.    Duomenys;
2.    Informacija;
3.    Žinios;
4.    Supratimas;
5.    Išmintis.

Duomenys yra žaliava. Jie tiesiog egzistuoja bet kokia forma, jie gali būti tinkami vartoti arba ne, tai tik kažkokie faktai laike ir erdvėje. Tai panašu į įvykį, raidę ar žodį, iškritusius iš konteksto. Jei duomuo iškritęs iš konteksto, jis neturi sąryšio su kuo nors kitu. Taigi, kai žmogus susiduria su duomenimis, jeigu jie jį aplamai sudomina, tai pirmasis veiksmas paprastai būna toks: pabandyti surasti būdą, kaip jiems suteikti reikšmę, prasmę. Mes tai darome susiedami duomenį su kitais dalykais. Pavyzdžiui, jei aš matau skaičių 5, aš galiu akimirksniu jį susieti su pagrindiniais skaičiais ir žinau, kad 5>4, bet 5<6. Jei aš matau pavienį žodį ,,laikas”, tai vėl nedelsiant formuoju jo sąryšius su kažkuo, kas suteiktų jam prasmę: ,,laikas niekada nesustoja”, ,,nėra laiko”, ,,laikas eiti” ir t.t. Taigi žmogus naudoja supratimo sąryšius tam, kad duomenims suteiktų prasmę, nes rinkinys duomenų, tarp kurių nėra tarpusavio ryšių, nėra informacija.

Informacija reikalauja ryšių tarp duomenų supratimo, ji priklauso nuo konteksto. Informacija – tai duomenys, kuriems suteikiama reikšmė, prasmė taikant supratimo sąryšius. Ši reikšmė gali būti naudinga, bet nebūtinai. Informacija – tai objektų aprašymai, apibrėžimai, perspektyvos; ji gali pagelbėti atsakant į klausimus ,,Kas vyksta”? ,,Kur”? ,,Kada”? Pavyzdžiui, jeigu kažkas pasakė žodį ,,lyja”, aš žinau, kas vyksta: iš dangaus krinta vandens lašai.

susietumas

IŠMINTIS (Kodėl? Kokios pasekmės?)

Supratimo  principai

ŽINIOS (Kaip?)

Supratimo  šablonai

INFORMACIJA (Kas?)

Supratimo sąryšiai

DUOMENYS                                                                                        supratimas

Žinios – tai subjektų (žmonių) strategija, praktika, metodai. Žinios mums pateikia supratimo šablonus ir mes žinome, kaip viskas vyksta. Pavyzdžiui, mes žinome, kad lyja tada, kai oro drėgmė yra didelė. Vaikas įgyja žinių išmokęs daugybos lentelę, todėl jis gali atsakyti, kad 2*2=4 ar net 8*9=72, bet jis tikriausiai negalės atsakyti į klausimą, kiek bus1267*300, nes jo supratimo šablonas yra daugybos lentelė, kurioje tokio atsakymo nėra. Teisingas atsakymas šiuo atveju reikalauja pažintinių ir analitinių įgūdžių, kurie pasiekiami tik aukštesniame lygyje.

Supratimas – tai pažintinis-analitinis procesas, kurio metu iš turimų žiniųformuojamos naujos žinios. Skirtumas tarp supratimo ir žinių toks pat, kaip tarp mokymosi ir įsiminimo. Žmonės, turintys supratimą, bet kada gali atlikti naudingus veiksmus ir kurti naujas žinias.

Išmintis įkūnija supratimo principus, intuiciją (įžvalgumą), ji priklauso nuo žmogaus sąmonės, proto, moralės, etinių normų ir t.t. Ji įgalina atsakyti į klausimus ,,Kodėl?”, ,,Kokios pasekmės?” Šiame lygyje sprendžiami klausimai, į kuriuos nėra aiškaus ar lengvai pasiekiamo atsakymo, o kai kuriais atvejais net negali būti jokio žmonijai žinomo atsakymo. Išmintis – tai lyg teisėjas, kuris nusprendžia, kas gera, o kas bloga, kas teisus ir kas kaltas. Manoma, kad kompiuteriai niekada nepasieks išminties kategorijos (nors žinių kategoriją jie pasiekė, pavyzdžiui, įvairios programos; jie pasiekė net supratimo kategoriją, čia galime paminėti dirbtinį intelektą). Išmintis – tai unikali žmogaus būsena. Kaip teigia ponas Gene Bellinger savo straipsnyje ,,Data, Information, Knowledge and Wisdom” – ,,tas, kas turi išmintį, turi turėti ir sielą, nes išmintis gyvena tiek širdyje, tiek prote, tiek sieloje, o siela – tai kažkas tokio, ko tikrai neturi jokia mašina…”

Reikia pastebėti, kad ši seka – duomenys, informacija, žinios, išmintis – yra susijusi aibė, t.y. kontinuumas. Duomenų virtimas informacija, žiniomis, išmintimi progresuoja toje aibėje, tai nėra atskiri procesai. Žmogus gali turėti dalinį supratimą apie supratimo ryšius, šablonus, principus, ir kai šis supratimas tampa pilnesniu, gilesniu, įvyksta poslinkis link aukštesnės fazės. Savaime aišku, kad gali vykti ir atbuliniai prosesai, kurių metu išminties ir turimų žinių pagrindu yra kuriama informacija arba ji paverčiama duomenimis.

Žinios gimsta ir funkcionuoja visuomenėje. Jos turi įvairias egzistavimo ir pateikimo formas. Pavyzdžiui, kvalifikacija – tai ,,gyvos” žinios, jos neatskiriamos nuo jų gyvosios laikmenos – žmogaus, jos pasireiškia per patirtį, mokėjimą atlikti tam tikrą naudingą protinį ar fizinį darbą. Tuo tarpu ,,sudaiktintos, materialios žinios” – materializuotos tam tikruose produktuose ar paslaugose žmogaus kūrybos ir darbo dėka. Informacija – tai žinios kitiems, atskirtos nuo jų pirminės gyvosios laikmenos ir tapusios pranešimais, prieinamais visur ir visada. Informacija – tai atskirtos nuo savininko, išreikštos tam tikros kalbos abėcėlės ženklų pagalba, užrašytos materialioje laikmenoje žinios, kurias galima atgaminti nedalyvaujant autoriui ir perduoti į visuomeninės komunikacijos kanalus (publikuoti). Informacijos kodavimas įvedant ją į technines informacijos sistemas paverčia informaciją duomenimis. Duomenys – tai kompiuterinis informacijos atvaizdavimas, o informacija – tai prasmė, kuri suteikiama dvejetainiams kodams. Taigi pranešimo turinys (prasmė) – tai informacija, o jo užrašymo ženklai – duomenys.

02.    Informacijos savybės

Informacijos charakteris yra dinaminis. Statinėje būklėje gali būti tik duomenys. Informacija egzistuoja tik informacinių procesų eigos metu, t. y. kai sąveikauja duomenys ir metodai. Visą likusį laiką informacija randasi duomenų pavidale.

Iš vienų ir tų pačių duomenų galima gauti skirtingą informaciją, ir tai priklauso nuo žmogaus turimų žinių bei pasirinkto apdorojimo metodo. Pavyzdžiui, jei aš gavau laišką iš Pekino, tai, naudodama tik stebėjimo metodą ir turimas žinias, galiu pasakyti, kad laiškas iš Kinijos sostinės, kiek popieriaus lapų, kokia popieriaus ar rašalo spalva, koks gražus kiniečių raštas … Bet visai kitokią informaciją gausiu tada, kai pasirinksiu tinkamą metodą – žodyną ar vertėjo paslaugas.

Taigi duomenys yra objektyvūs, nes tai užregistruoti objektyviai egzistuojantys signalai. Metodai yra subjektyvūs, nes juos pasirenka žmogus. Natūralūs metodai (klausa, regėjimas, jutimas) subjektyvūs, duomenų apdorojimo metodai taip pat, nes algoritmai yra sugalvoti žmonių.
Tokiu būdu informacija turi dvilypę prigimtį: jos savybės priklauso nuo duomenų savybių, bet taip pat priklauso ir nuo subjekto pasirinktų duomenų apdorojimo metodų.

Dažniausiai išskiriamos šios informacijos savybės:

1.    Objektyvumas ir subjektyvumas. Informacijos objektyvumas yra santykinis dydis, kadangi metodai yra subjektyvūs. Objektyvia galima būtų laikyti tą informaciją, kuriai metodas suteikia mažiausia subjektyvumo. Pavyzdžiui, tam tikro vaizdo fotografija yra objektyvesnė, negu dailininko piešinys. Informacinio proceso metu, į kurį įsikiša žmogus informacijos objektyvumas visada sumažėja. Objektyvia vadinama tikia informacija, kuri nepriklauso nuo asmens nuomonės.
2.    Informacijos pilnumas. Nusako, kiek pakankamai turima informacija aprašo tam tikro objekto ar reiškinio esmę. Jei sakome, kad informacija yra pilna, tai reiškia, kad ji turi minimalų, bet pakankamą teisingam sprendimui priimti rodiklių (parametrų) rinkinį arba turimų duomenų pakanka reikiamai informacijai gauti.
3.    Informacijos tikrumas (arba tapačios sąvokos yra teisingumas, adekvatumas), susijęs su jos atrinkimo ir formavimo teisingumu siekiant kuo tiksliau pavaizduoti objekto savybes. Informacijos tikrumas – tai tam tikras gautos informacijos dėka sukurto vaizdo atitikimo realiam objektui, procesui ar reiškiniui lygis. Realiame gyvenime vargu ar gali būti pasiekta situacija, kada būtų galima teigti apie visišką informacijos tikrumą. Visada yra tam tikras netikrumo laipsnis. Taigi gyvenime ir ūkinėje veikloje susiduriame su dvejopa informacija, duomenimis. Duomenys, kurie turi nustatytą formalų pavidalą, formą, laikmeną ir dažniausiai vieną aiškią prasmę (pvz., prekės kodas, kaina ar kliento pavardė, adresas ir t.t.), vadinami formaliais duomenimis (angl. hard data – kieti duomenys). Ekonominėje informatikoje daugiausiai kalbame apie tokius duomenis, tačiau vien jų efektyviai veiklai nepakanka. Todėl dažnai intensyviai naudojama ir neformali, intuityvi informacija (angl. soft data – minkšti duomenys), kuri papildo formalius duomenis profesine ir bendrąją patirtimi, verslo strategijomis ir bendrąja pasaulėžiūra. Minėti duomenų tipai gaunami iš skirtingų šaltinių: formalūs duomenys sudaromi ir saugomi formaliose informacinėse sistemose, o neformalūs duomenys gaunami dažniausiai neformaliais kanalais – asmeniškai bendraujant, per masinės informacijos priemones. Niekas negali užtikrinti, kad neformali informacija yra tikra, tačiau ji daro didžiulį poveikį formuojant žmonių pasaulėžiūrą, nuomonę įvairiais klausimais, priimant valdymo ir kitokius sprendimus ir t.t. Informacija gali būti netikra jau nuo jos atsiradimo ar sukūrimo momento. Jos tikrumas taip pat gali sumažėti ją perduodant, saugant, apdorojant. Ypač daug techninio pobūdžio klaidų atsiranda atliekant rankines informacijos apdorojimo operacijas. Tikrumas gali būti prarandamas ir tyčia, kai sąmoningai iškreipiama informacija. Tokiu iškreipimu gali būti suinteresuoti tam tikri asmenys, kurie nori nuslėpti esamą padėtį ar pateikti neteisingą informaciją, siekiant iš to gauti sau naudingą rezultatą.
4.    Informacijos naudingumas, aktualumas, reikšmingumas. Tai savybės, kurios parodo, kiek informacija yra reikalinga jos panaudojimo metu. Aktualumas nėra pastovi informacijos savybė laiko atžvilgiu; kitaip tariant, buvusi labai aktuali informacija gali prarasti savo aktualumą ir atvirkščiai. Net ir aukštos kokybės informacija gali būti nenaudinga, jei ji sunkiai prieinama arba tada, kai ja nusakomų veiksmų ar procesų negalima realizuoti dėl techninių ar kitų galimybių stokos, taip pat tada, kai to daryti aiškiai neapsimoka. Be to, informacijos reikšmingumas yra specifinė savybė, priklausanti nuo vartotojo. Tai, kas vienam asmeniui atrodo reikšminga informacija, kitam asmeniui gali būti beprasmiais duomenimis arba informaciniu “triukšmu”. Vienos dalykinės srities informacija gali nieko nesakyti kitos srities specialistui (pvz., mediko – ekonomistui); arba tą pačią informaciją kai kurie vartotojai gali neteisingai suprasti, tuomet ji nebus nei reikšminga, nei naudinga.
5.    Informacijos savalaikiškumas rodo, kaip informacijos gavimo momentas sutampa su jos poreikio momentu. Savalaikiška informacija turi būti gauta ne vėliau nustatyto laiko, kuris yra suderintas su tam tikro uždavinio sprendimo laiku. Ši charakteristika ypač svarbi informacijai, kuri naudojama priimant strateginius ir taktinius valdymo sprendimus, kai būtina greita ir pagrįsta reakcija į pasikeitusias veiklos sąlygas. Taip pat ši charakteristika labai svarbi operatyvios veiklos informacijai, kai siekiama kaip galima greičiau pranešti apie įvykusį nuokrypį nuo normalios procesų eigos. Pvz., gamybos ar prekybos sistemos, paremtos įtemptais tiekimų grafikais, kai reikiamos atsargos papildomos dažnai ir tiksliai pagal grafiką (angl. tokios sistemos vadinamos “just-in-time”).
6.    Informacijos prieinamumas susijęs su atitinkamomis jos gavimo bei apdorojimo procedūromis. Jei neprieinami duomenys ar metodai – rezultatas bus vienodas –informacija neprieinama. Jei duomenys prieinami, o reikiamas metodas – ne, tai dažniausiai naudojami neadekvatūs metodai, todėl ir gaunama informacija bus neadekvati, netikra arba nepilna.

Kai kalbame apie duomenis, informaciją ir žinias, tai juos nagrinėjame trimis aspektais: sintaksiniu, semantiniu ir pragmatiniu.

Sintaksiniam lygmeniui priklauso duomenys, kurie parodo struktūrines informacijos charakteristikas neatsižvelgiant į turimos informacijos prasmę. Sintaksiniame lygyje įvertinamas informacijos šaltinio tipas, informacijos vaizdavimo būdas, perdavimo ir apdorojimo sparta, informacijos kodavimo būdas, jo patikimumas ir tikslumas ir t.t. Tik sintaksiniu požiūriu nagrinėjamą informaciją paprastai ir vadiname duomenimis, jų prasmė šioje formoje nėra svarbi.

Semantiniam (prasminiam, reikšminiam)  lygmeniui priklauso informacija, kurios dėka sukuriame tam tikrą objekto vaizdo (gauto tos informacijos dėka) atitikimo realiam objektui laipsnį. Ši forma jau įvertina informacijos turinį jos prasmės atžvilgiu ir naudojama išsiaiškinant informacijos prasmę, ją apibendrinant, formuojant supratimą apie tam tikrą objektą, procesą ar reiškinį ir t.t.

Pragmatinis (vartotojiškas, dalykiškasis) lygmuo parodo santykį tarp informacijos ir jos vartotojo, informacijos tinkamumą valdymo sprendimams priimti.  Pragmatinė forma susijusi su informacijos naudingumu vartotojui, kai jis turi priimti tam tikrus sprendimus savo tikslams pasiekti, t.y. ši forma yra tiesiogiai susijusi su praktiniu informacijos panaudojimu.
03.    Informaciniai procesai
Informaciniai procesai – tai informacijos atsiradimo, judėjimo, apdorojimo ir naudojimo procesų visuma. Išvardinsime juos:

•    Kūrimas
•    Rinkimas    •    Apdorojimas
•    Kopijavimas
•    Perdavimas
•    Priėmimas
•    Kaupimas
•    Platinimas    •    Paieška
•    Naudojimas
•    Saugojimas
•    Naikinimas ir t.t.

Kiekviena informacinė veikla yra modeliuojama kaip informacinis procesas. Informacinis objektas yra informacijos apie konkretų objektą modelis. Jis skiriasi nuo jo prototipo (realaus objekto), nes jį stebint ir jo pažinimo modelyje yra įvertinama tiktai dalis realaus objekto savybių. Informacinis modelis gali būti materializuotas (pavyzdžiui, sudarant fizinį modelį) ir tokiu būdu jį vėl galima naudoti stebėjimams. Į kiekvieną informacinį procesą (veiklą) galima žiūrėti kaip į 4 jos pagrindinių elementų kompoziciją – surinkimą (stebėjimą), apdorojimą (realizavimą), saugojimą (įsiminimą) ir siuntimą (paskleidimą).

3.    INFORMACIJOS IR EKONOMIKOS SANTYKIS
01.    Informacija – ketvirtasis ekonominis išteklius, informacija – prekė

Antrojoje XX a. pusėje vis dažniau iškildavo klausimas, kas yra informacija. Ar tai yra ketvirtasis išteklius? Ištekliais, kaip žinia, vadiname ekonominio potencialo elementus, kuriais disponuoja visuomenė ir kurie gali būti naudojami siekiant konkrečių ūkinio ir socialinio vystymo tikslų. Ekonomikoje išskiriamos trys pagrindinės išteklių grupės: gamtiniai, darbo jėga, kapitalas. Žvelgiant įmonės mastu, ištekliais vadinama personalas, medžiagos, įrengimai ir finansai. Ekonominė minėtų išteklių reikšmė visiems suprantama: ištekliai yra tai, kas turi materialinį pagrindą (mus maitina, šildo, rengia …). Todėl šios išteklių grupės dažnai vadinamos materialiais ištekliais. Tačiau gana neseniai (užsienio šalyse apie 1950-60 m.m., Lietuvoje prieš keletą metų) atsirado informacijos kaip ekonominio ištekliaus samprata. Jau 1961 m. amerikiečių ekonomistas F. Machlup’as informaciją apibūdino kaip prekę, kurią galima įvertinti, įkainoti, parduoti. Ekonomikoje prekėmis yra vadinama tai, ką galima parduoti ir gauti pelną. Jei informacija yra prekė, tai aišku, kad ji yra nesuvartojama prekė, nes ji nemateriali. Nemažą bet kokio produkto ar paslaugos dalį sudaro informacija. Žinių gamyba, žvelgiant iš ekonominės pusės, didele dalimi nereguliuojama rinkos mechanizmo. Dauguma žinių informacijos vartotojui neparduodama už pinigus, o pateikiama nemokamai (bibliotekos, archyvai, žmonių pasikeitimas mintimis ir pan.).

Šiandieninis informacijos supratimas siejamas su informacinės veiklos kompiuteriza-vimu, naujomis technikos rūšimis, informacijos apdorojimo, saugojimo ir perdavimo technologijomis. Dabar į informaciją žiūrima kaip į ekonominį išteklių. ,,Žmogaus santykis su informacija įgauna (ar įgaus) tiekėjo ir vartotojo santykio formą. Žinojimas yra ir bus gaminamas tam, kad būtų parduotas” – rašė prancūzų filosofas Loytard’as.

Komercijos tikslais naudojama informacija tampa preke. Vartotojiškų prekės savybių informacija įgauna tuomet, kai atsiranda paklausa, vartotojas, kaina. Prekinės informacijos charakteristikos (pavyzdžiui, operatyvumas, pateikimo forma ir kt.) gali keisti jos kainą. Informacinio produkto vertę sukuria sėkmingai parinkti kriterijai, tokie kaip laikas, kokybė, forma, užklausos ir poreikio atitikimas ir kt.

Į informacinę rinką savo produkciją pateikia įvairios organizacijos (vyriausybinės agentūros, komercinės firmos, prekybos asociacijos, nekomercinės organizacijos – viešosios ir mokslinės bibliotekos, moksliniai institutai ir kt.). Sukuriamas informacinės produkcijos paskirstymo tinklas. Natūralu, kad tarp rinkos dalyvių įsivyrauja rinkos santykiai ir pirmiausia – konkurencija, užtikrinanti aukštos kokybės informacinį aptarnavimą.

02.    Informacijos kaip ištekliaus ypatybės

1.    Informacija turi dvi nuosavybės formas: visuomeninę ir privačią. Informacinis produktas neatsiejamas nuo jo gamintojo, tačiau žinios, įdėtos į informacinį produktą, negali ilgai išlikti asmens paslaptyje. Parduodamas informacinį produktą, pardavėjas jį pasilieka pas save, taigi tik platina jį, turėdamas intelektualios nuosavybės teisę. Taigi gamintojas gali informaciją parduoti daugelį kartų ir likti jos savininku. Todėl informacijos gamintojo ir vartotojo teisės reglamentuojamos teisės aktais.
2.    Informacija neatsiranda iš nieko. Ją galima saugoti, perduoti, sunaikinti. Turint omenyje šiuos procesus, lyg ir galima būtų sakyti, kad informacija priklauso materialiems objektams.
3.    Tačiau informacija neturi materialios formos. Parduodant informaciją, praktiškai parduodama tik teisė ja naudotis.
4.    Taigi informacija yra nemateriali, bet ji negali egzistuoti be savos materialios laikmenos, kurios pagalba galėtų judėti laike ir erdvėje.
5.    Informacijai nebūdingas išeikvojimas, kas natūralu materialiems produktams. Perduodant informaciją, šaltinio informacija nesumažėja, o gavėjo – padidėja. Čia galima būtų pasakyti amerikonišką patarlę: ,,Jei mes turime po obuolį, tai pasikeitę vėl turėsime po obuolį, bet jeigu mes turime po idėją, tai pasikeitus jomis, kiekvienas turėsime jau po dvi idėjas”.
6.    Informacija gali būti naudojama daug kartų, skirtingai nuo kitų produktų, naudojant ji nepraranda savo vertės ir jis nereikia pakartotinai gaminti.
7.    Atitinkamose sąlygose informacija gali būti saugoma neribotą laiką. Tačiau informacija sensta, todėl laikas nuo laiko ją reikia atnaujinti.

03.    Informacijos produktai ir paslaugos

Informacijos išteklių pagrindu kuriami informaciniai produktai ir paslaugos.

Informacinis produktas – tai žmogaus intelektualios veiklos rezultatas, konkrečios dalykinės srities informacinis modelis. Bet kuri gaminama prekė irgi yra informatyvi, nes prieš pradedant ją gaminti, reikia turėti tam tikrų žinių, kaip tą padaryti, o be to, pagamintos prekės charakteristikos (pavadinimas, išmiera, kaina ir t.t.) – tai informacija. Informacija reikalinga bet kuriam vartotojui, kai jis nori išspręsti tam tikrą uždavinį ar problemą. Kai bet koks informacinis produktas pateikiamas vartotojui, atliekama informacinė paslauga.

Informacinė paslauga – tai žmogaus ar organizacijos veikla, kuria siekiama patenkinti vartotojo informacinius poreikius. Kompiuterinės informacinės sistemos ir jų teikiamos paslaugos šiandieną yra žinomos visame pasaulyje. Gausybė žmonių naudojasi jomis savo kasdieniniame gyvenime net nenutuokdami, kad yra informacinių paslaugų vartotojai. Pavyzdžiui, namų šeimininkė, gaunanti buto mokesčių atsiskaitymo lapelį ar studentas, Internte surastą dominančią informaciją, o ką jau kalbėti apie įmonių ar įstaigų dirbančiuosius. Sunku įsivaizduoti jų darbą net be pačių paprasčiausių informacinių sistemų paslaugų. Galime teigti, kad informacinių paslaugų vartotoju šiandieną yra beveik kiekvienas žmogus. Skiriasi tik jų vartojamų paslaugų kiekis ir tipas.

Paslaugos, teikiamos informacinės veiklos srityje, yra labai įvairios:
1.    Didmeninė ir mažmeninė prekyba kompiuterine technika bei programine įranga.
2.    Įvairiausios informacijos pateikimas naudojant tam tikras duomenų bazes ar saugyklas (bibliotekos, informaciniai leidiniai, reklama, specialios tarnybos, teikiančios statistinius, demografinius duomenis, finansinę informaciją, informaciją apie įvairius objektus, firmas ir t.t.).
3.    Duomenų apdorojimas pagal užsakymą.
4.    Ryšio paslaugos duomenims perduoti.
5.    Programinės įrangos gamyba ir legalus platinimas.
6.    Informacinių technologijų kūrimas ir diegimas.
7.    Informacinių sistemų kūrimas ir diegimas.
8.    Konsultavimas – tai intelektualios paslaugos, susiję su sudėtingų organizacijos valdymo problemų sprendimu. Konsultavimas gali būti kelių rūšių: ekspertinis, nuolatinis ir mokomasis. Konsultantas-ekspertas paprastai nustato problemą, pasiūlo sprendimo būdus ir rekomendacijas jiems įgyvendinti. Šiuo atveju konsultantas viską atlieka pats, o užsakovas tik pateikia būtiną informaciją. Nuolatinio konsultavimo metu konsultantas pastoviai dirba su klientu, vertina idėjas, kuria ir įgyvendina sprendimus. Mokomasis konsultavimas yra toks, kai konsultantas klientui pateikia būtiną teorinę ir praktinę informaciją paskaitų, seminarų pavidalu arba pateikia atitinkamą literatūrą. Ekonomikoje svarbiausios konsultavimo kryptys yra šios: bendrieji valdymo klausimai, administracijos veikla, finansų valdymas, personalo vadyba, marketingas, gamyba, IKT, strateginis valdymas, antikrizinė politika, rizikos valdymas, kontrolė, kompanijos saugumo užtikrinimas ir t.t.
9.    Rekruitmentas (Recruitment – verbavimas) – tai finansų, marketingo, telekomunikacijų ir kompiuterių, pardavimų, logistikos ir kitokių specialistų atranka organizacijoms.
10.    Autsorsingas (Outsourcing – išorinių šaltinių naudojimas) – tai kai kuri. Organizacijos verslo procesų perdavimas pašalinėms kompanijoms ar kompanijai. Naudojantis kvalifikuotų kitų įmonių specialistų paslaugomis, sutaupoma laiko ir lėšų, nes šiuolaikinės IKT leidžia tai daryti lengvai ir greitai, paslaugas galima užsisakyti bet kurioje pasaulio šalyješ
11.    Reikia paminėti ir tokias naujas informacines paslaugas, kurios žymimos žodeliais ,,tele” arba ,,e”-,,elektroninis”: e-verslas, e-komercija, e-bankininkystė, e-paštas, e-vyriausybė, e-diagnostika, teledarbas ir t.t.

Didelę įtaką informacinių paslaugų vartotojų skaičiaus augimui turi pastaraisiais dešimtmečiais padidėjęs įmonių, tiesiogiai  nesusijusių su gamyba, skaičius. Tai bankai, prekybos, mokymo, sveikatos apsaugos, draudimo, teisės ir panašios įstaigos, kurių dirbantieji tiesiogiai susiduria su  informacinių paslaugų teikimu klientams.

04.     Informacijos svarba organizacijos veiklai

Kai visa ekonomika yra pagrįsta žiniomis, kai informacija, žinios ir mokymasis yra pagrindiniai ištekliai, iškyla idėja, kad gali būti sukurtos organizacijos, kurios idealiai atitiktų skaitmeninio amžiaus reikalavimus. Tai taip vadinama besimokanti organizacija (Learning organization) arba mokslioji organizacija. Šiuolaikiška organizacija turi sugebėti valdyti informacijos išteklius ir galimybes, transformuoti informaciją į žinias, suvokimą bei intuiciją, skirstyti savo žinojimą per veiksmus ir iniciatyvą, ko pasėkoje organizacija taptų sėkmingai besimokančia ir prisitaikančia prie besikeičiančios aplinkos.

Organizacija nesugebėtų įvertinti pagrindinių informacijos išteklių ir IKT svarbos, jeigu aiškiai nesuvoktų pačios organizacijos ir pavienių žmonių vykdomų pagrindinių procesų, kurių metu informacija yra paverčiama į žinias ir į atitinkamus veiksmus. Visi šie procesai atliekami priklausomai nuo gaunamos informacijos, kuri pirmiausia turi būti atitinkamai interpretuojama. Informacijos suvokimas priklauso nuo pačios organizacijos, jos darbuotojų turimų žinių, patirties, įgūdžių. Informacijos, žinių kūrimas ir vystymas yra strategiškai svarbus trijose pagrindinėse organizacijos veiklos sferose:
1.    Organizacija naudoja informaciją tam, kad suvoktų išorinės aplinkos pasikeitimus ir vystymąsi. Šiuolaikinės organizacijos veikia dinamiškame ir nenuspėjamame pasaulyje. Organizacijos veiksmus keičia rinkos jėgos ir kitimo dinamika. Valstybinės ir įstatyminės struktūros apibrėžia organizaciją ir jos įtakos sferą. Socialinės normos ir visuomenės nuomonė taip pat varžo organizacijos veiklą. Organizacijos ir jos išorinės aplinkos tarpusavio priklausomybė akivaizdi, todėl organizacija turi būti pasirengusi keistis ir prisitaikyti prie kintančios išorinės aplinkos. Taigi organizacijos veikla priklauso nuo gaunamos informacijos apie minėtus išorinės aplinkos reikalavimus. Bet tai tik viena pusė. Kita vertus, reikia pastebėti, kad gaunama informacija apie išorinės aplinkos  pokyčius skirtingų individų dažniausiai suvokiama ir interpretuojama skirtingai. Tokiu būdu svarbiausias organizacijos uždavinys – išskirti pagrindinius išorinės aplinkos pokyčius, juos teisingai traktuoti ir suvokti bei vykdyti atitinkamus veiksmus, t.y. reaguoti į tuos pokyčius.
2.    Antroji organizacijos veiklos sritis, kurioje yra strategiškai svarbi informacija – tai organizacijos informacijos kūrimas, organizavimas, tvarkymas, papildymas, keitimas, tikrinimas, peržiūrėjimas ir t.t. Šie procesai naudojami tam, kad būtų sukurtos naujos žinios, kas leistų organizacijai vystyti naujas galimybes, kurti naujus produktus bei paslaugas, didinti esamą paklausą ir įtvirtinti procesus, vykstančius organizacijoje.
3.    Organizacija ieško informacijos ir ją naudoja priimant svarbius sprendimus. Sprendimo pasirinkimas turi būti priimtas remiantis racionaliu mąstymu, pagrįstas išsamia, išanalizuota ir patikrinta informacija, taip pat turi būti atsižvelgta į organizacijos tikslus ir galimas kitas sprendimo priėmimo alternatyvas, turi būti įvertintos pasekmės ir modeliuojamos pasirinktos alternatyvos ir jų pasekmių rezultatai, svarba, kaina ir rizika. Analizuojant realią situaciją išryškėja visai skirtingi sprendimo priėmimo būdai, t.y. praktikoje racionalus sprendimo pasirinkimas yra vykdomas laviruojant tarp organizacijos savininkų nuomonės, derantis su įvairiomis įtakos grupėmis ar individais.
Pagal savo prigimtį pati mokslioji organizacija yra sukurta keisti pagrindinius iki šiol vadyboje taikytus metodus, keisti veikimo strategiją. Jei anksčiau pagrindinis organizacijos strategijos tikslas buvo produkcijos gamyba ir pelnas, tai dabar veiklos strategija ir veiklos principai yra orientuojami į informaciją ir žinias. Tai yra – vadyba, ilgą laiką buvusi ekonomikos vadyba, dabar tampa informacijos, dar tiksliau žinių vadyba. Pagrindinis veiklos tikslas yra žinių kaupimas ir maksimalus jų panaudojimas prisitaikant prie besikeičiančios aplinkos sąlygų.

Kiekvienoje organizacijoje įvairiais lygmenimis vyksta informacijos vadybos procesai. Informacijos vadybą galima analizuoti kaip šešių artimai susijusių procesų ciklą:
1.    informacijos poreikių identifikavimas;
2.    informacijos įsigijimas;
3.    informacijos apdorojimas ir kaupimas;
4.    informacijos produktų ir paslaugų gamyba;
5.    informacijos paskirstymas;
6.    informacijos naudojimas.
Informacijos poreikis atsiranda organizacijai savo veikloje susidūrus su tam tikromis problemomis, netikrumais, dviprasmiškumais. Įvairių organizacijos grupių ir individų informacijos poreikiai labai nevienodi, atsitiktiniai, kintami, įvairiaaspekčiai, todėl analizuojant ir nustatant informacijos poreikius, būtina identifikuoti informacijos vartotojų grupes, pažinti problemas, su kuriomis jie dažniausiai susiduria, ištirti jų darbo ir socialinę aplinką ir suprasti būdus, kuriais jie mano išspręsti problemas (nes kiekviena žmonių grupė turi skirtingą suvokimą apie sprendimų priėmimą).
Organizacijos informacijos poreikiai yra platūs, atspindintys jos domėjimąsi įvykiais bei pokyčiais išorinėje aplinkoje, bet iš kitos pusės, žmogiškasis dėmesys ir pažinimo galimybės yra ribotos, taigi organizacija iš visų ją sudominusių pranešimų turi atrinkti ir įsigyti svarbiausius. Turėtų būti naudojama daug šaltinių, tačiau tam, kad išvengti informacijos pertekliaus, siūloma informacijos įvairovė turi būti kontroliuojama ir valdoma. Informacijos išteklių atranka ir naudojimas turi būti detaliai planuojamas, nuolatos tikrinamas. Organizacija, įsigydama informaciją, turėtų teikti pirmenybę specializuotoms žinioms iš informacijos profesionalų, naudoti IT ir t.t. Žmonės, o ne spausdinti šaltiniai ar duomenų bazės, visada bus patys vertingiausi informacijos šaltiniai, nes jie gali filtruoti informaciją ir daryti informacijos santraukas, atskleisti paslėptąsias prasmes, interpretuoti ir panašiai.
Dalis informacijos, kuri yra įsigyta ar sukurta, kaupiama organizacijos archyvuose, kompiuterinėse duomenų bazėse, bylų sistemose ar kitose IS tam, kad būtų galimybė gauti ir dalintis informacija. Saugoma informacija yra organizacijos atminties komponentas. Lanksčiai naudojant informaciją, pateikiant duomenis įvairiems vartotojams, informacijos saugojimo sistemų (saugyklų) vaidmuo didėja.
Vartotojas dažnai pageidauja informacijos ne tik pateikiančios atsakymą į klausimą, pavyzdžiui, ,,kas čia vyksta?”, bet ir nukreipiančios, vedančios link sprendimų ir veiksmų, kurie išspręstų tam tikrą problemą. Pagal tokį požiūrį IS, produktai ir paslaugos išvystomi į poveikio grupes, kurios padidina informacijos vertę, teikdamos vartotojui informaciją, padedančią priimti geresnius sprendimus, geriau suvokti situaciją ir tuo pačiu efektyviau veikti. Informacijos vertę didinantis poveikis pasireiškia per tokias kategorijas: informacijos kokybė, pritaikomumas, naudojimo nesudėtingumas, laiko ir kaštų taupymas ir kt.
Informacijos paskirstymas – tai procesas, kurio metu informacija yra skleidžiama ir nukreipiama taip, kad reikiamą informaciją gauna reikiamas asmuo laiku, vietoje ir tinkamu pavidalu. Vienas iš būdų yra tiesioginis, asmeninis bendravimas ir keitimasis informacija arba darbas grupėse ir pan. Taip pat naudojami ir kiti informacijos perdavimo kanalai. IKT, tokios kaip e-paštas, diskusijų grupės on-line, vaizdo konferencijos, informacijos saugyklos tinkle, – tai dar vienas dalijimosi informacija modelis.

05.    Informacija ir valdymas

Tarp įvairių šiuolaikinio žmogaus veiklos sričių yra viena, be kurios neįmanomos visos kitos veiklos sritys – tai organizacinis valdymas, t.y. gamybinių, ūkinių bei socialinių procesų valdymas.

Mokslas apie valdymą vadinamas kibernetika. Kalbant jos terminais, valdymo procesas – tai didelė ir sudėtinga sistema. Ją sudaro valdymo objektas, valdančioji sistema ir informaciniai ryšiai. Valdymas yra informacinis procesas, kuris reiškia valdomos sistemos būklės pasikeitimą, vedantį užsibrėžto tikslo link.

Bet kuri sistema, tiek socialinė-ekonominė, tiek gyvosios ar negyvosios gamtos sistema pastoviai palaiko ryšius su išorine aplinka, t.y. su žemesnio arba aukštesnio lygio sistemomis. Šį tarpusavio ryšį užtikrina informacija. Informaciniams ryšiams aprašyti vartojama informacijos srautų sąvoka. Informaciniu srautu vadinama viena kryptimi perduodamų vienodos struktūros duomenų grupė. Skiriami tiesioginio ryšio informacijos srautai, perduodantys funkcionavimo tikslus bei įvairias valdymo komandas iš aukštesniojo lygio sistemų į žemesniojo lygio sistemas; taip pat atbulinio ryšio informacijos srautai, kuriais perduodami visi duomenys iš žemesniųjų į aukštesniuosius valdymo lygius.

Informacijos srautą apibrėžia tokios jo pagrindinės savybės:
•    turinys – kokie būtent duomenys yra perduodami;
•    kilimo vieta – objektas, kur šie duomenys susidaro ir užregistruojami;
•    adresatas arba vartotojas – objektas arba asmuo, kuriam šie duomenys reikalingi savo veiklai;
•    perdavimo forma – žodinis pranešimas, dokumentas, teletaipo ryšys, kompiuterių ryšys ir t.t.;
•    reguliarumas – duomenys perduodami pastoviais ar atsitiktiniais laiko momentais;
•    periodiškumas – kokie laiko intervalai skiria vieną perdavimo momentą nuo kito;
•    galingumas – duomenų apimtis, perduodama srautu per vieną laiko vienetą ar vieną perdavimo aktą.

Be to, įvairūs srautai gali skirtis reikalavimais informacijos formavimo (ar pateikimo) operatyvumui ir patikimumui. Dar viena svarbi informacijos (o ne tiek srauto) charakteristika yra jos gyvavimo ciklas. Juo laikomas laikotarpis nuo informacijos atsiradimo iki to momento, kai informacija nustoja savo reikšmės ir gali būti fiziškai likviduota. Įvairių informacijos rūšių gyvavimo ciklo trukmė gali gerokai skirtis. Pavyzdžiui, normatyvinės informacijos – mokesčių, muitų, įkainių – gyvavimo ciklas žymiai ilgesnis negu operatyvinių duomenų apie kasdienę veiklą. Ilgiausiu gyvavimo ciklu pasižymi archyvinė informacija, skirta ilgalaikiam saugojimui.

Realioje ūkinėje aplinkoje jos subjektai, siekdami savo tikslų, atlieka konkrečius darbus. Ūkinėje veikloje atliekami įvairūs darbai vadinami ūkiniais procesais. Ūkiniai procesai – tai susietų žingsnių ar veiklų (darbų) grupė, kurią atlieka žmonės ar organizuotos žmonių grupės.

Bet kuris ūkinis procesas turi būti valdomas, siekiant tam tikrų šio proceso tikslų. Tokie tikslai gali būti maksimalus pelnas, minimalios gamybos sąnaudos, visuomenės poreikių tenkinimas ir kt. Konkrečios veiklos valdymo procese vykdomos tam tikros valdymo funkcijos. Įvairiose situacijose šios funkcijos gali būti skirtingo turinio. Ypač svarbios yra sprendimų priėmimo ir vykdymo funkcijos, nes pagrįsti ir laiku priimti sprendimai lemia ne tik efektyvų valdymą ar racionalų įrengimų, darbo, medžiagų ir kitų išteklių naudojimą, bet gali nulemti ir organizacijos likimą aplamai. Kad būtų galima efektyviai valdyti ir spręsti, būtina reikiamu laiku ir reikiamoje vietoje pateikta reikiamo turinio ir pavidalo informacija. Tam tikslui objekte organizuojama informacinė tarnyba, kurios duomenimis gali būti grindžiami sprendimai ir konkretūs veiksmai įvairiose valdymo situacijose.

Patį sprendimo formulavimo procesą gali sudaryti tokios stadijos:
•    problemos identifikavimas ir bendrų žinių apie situaciją rinkimas;
•    sprendimo kelio paieška, metodų, idėjų bei veikimo schemų tobulinimas;
•    alternatyvų analizė ir sprendimo priėmimas;
•    priimto sprendimo įgyvendinimas.

Dažnai sprendimų priėmimo teisės paskirstomos padaliniais pagal atliekamas valdymo funkcijas: prognozavimo, apskaitos, analizės, tiekimo, gamybos, prekybos ir kitas. Kiekvienas valdymo padalinys turi savo klausimų ir sprendimų aibę. Nuo šių klausimų ir sprendimų pasiskirstymo priklauso informacijos poreikių struktūra. Patys svarbiausi sprendimai dažniausiai priimami aukščiausiu valdymo lygiu.

Tiek valdymo veikla, tiek joje vykstantys informaciniai procesai ir juos aptarnaujančios informacinės sistemos turi savo hierarchiją. Joje dažniausiai išskiriami trys lygiai pagal valdymo hierarchiją: viršutinis (strateginis), vidurinis ir apatinis (operatyvusis). Tai istoriškai susiklosčiusi hierarchija, prie kurios prisitaikė ir kompiuterizuotos informacinės sistemos. Valdymo lygiai (valdymo veiklos pobūdis) apibūdinami sprendžiamų uždavinių sudėtingumu. Kuo sudėtingesnis uždavinys, tuo aukštesnis valdymo lygis reikalingas jam išspręsti. Paprastų uždavinių, reikalaujančių greito (operatyvaus) sprendimo, iškyla žymiai daugiau, todėl ir valdymo lygis jiems spręsti reikalingas kitoks, žemesnis, kuriame priimami operatyvūs sprendimai. Schematiškai galima pavaizduoti tris valdymo lygius, kur nurodyti ir kiti faktoriai: valdžios ir atsakomybės augimo laipsnis, sprendžiamų uždavinių sudėtingumas.

Valdymo lygiai

Valdžios didėjimo,                 Stra-              Ilgalaikiai
teginis
Atsakomybės didėjimo,                                                            Sprendimų
Vidurinis                   Vidutiniai              priėmimo
Sprendžiamų                (taktinis)                                    dinamika uždavinių sudėtingumo
augimo                     Operatyvus        Operatyvūs
(apatinis)        (greiti)
LAIPSNIS

Operatyvus (apatinis) valdymo lygis priima daugelį kartų pasikartojančių uždavinių sprendimus, greitai reaguoja į gautos informacijos pasikeitimą. Šiame lygyje atliekama daug operacijų ir valdymo sprendimų priėmimo dinamika taip pat didelė. Operatyviu šis lygis vadinamas todėl, kad reikia priimti greitus sprendimus, pvz., reikia greitai sužinoti, kiek parduota produkcijos, kiek sunaudota žaliavų, laiko ir t.t. Šiame lygyje svarbų vaidmenį vaidina apskaitos funkcija.

Viduriniajame (taktiniame) valdymo lygyje priimami sprendimai, kurie reikalauja išankstinio pirmojo lygio informacijos nagrinėjimo. Taigi šiame lygyje didelę svarbą įgyja analizės funkcija. Sprendžiamų uždavinių kiekis mažesnis, bet jie sudėtingesni. Be to, ne visada pasiseka priimti operatyvų, greitą sprendimą, kartais reikia papildomo laiko analizei, trūkstamiems duomenims gauti. Taigi nuo informacijos gavimo iki sprendimo priėmimo momento praeina šiek tiek laiko. Taip pat kažkiek laiko praeina ir nuo sprendimo priėmimo iki pasirodo šio sprendimo rezultatai. Pvz., išanalizavus duomenis apie tam tikros produkcijos paklausą, konkurentų kainas ir t.t., prognozuojamas pelnas ir kuriamas produkcijos gamybos planas artimiausiu metu (savaitę, mėnesį, ketvirtį). Šio sprendimo rezultatai bus žinomi tik po tam tikro laiko.

Strateginiame lygyje priimami aukščiausiojo lygio valdymo sprendimai skirti tam, kad firma (organizacija) įgyvendintų savus tikslus. Rezultatai atsiskleidžia po ilgesnio laiko, t.y. gali praeiti mėnesiai ir metai. Šiame lygyje svarbiausia funkcija yra strateginis planavimas. Atsakomybė labai didelė. Sėkmę lemia išsami analizė, taip pat ir profesinė vadovų intuicija.
Dabartiniu metu ūkinės veiklos turinys ir formos nuolat keičiasi: įvairesni tampa ryšiai tarp ūkio subjektų, atsiranda naujos paslaugų ir produktų kombinacijos, nyksta geografiniai ir laiko apribojimai, smarkiai kinta valdymo technologija, organizacinės struktūros tampa plokštesnės, t.y. mažiau hierarchinės.

Šiuolaikinis vadovas turi mokėti:
1.    operatyviai surasti ir apibendrinti valdymo sprendimams priimti reikalingą informaciją;
2.    analizuoti turimą informaciją;
3.    prognozuoti ekonominio vystymosi tendencijas;
4.    visapusiškai pagrįsti valdymo sprendimus;
5.    priimti valdymo sprendimus neaiškiose situacijose, kai informacijos trūksta arba ji nėra pakankamai tikra, tuo pačiu :vertinti rizukos laipsnį;
6.    derinti įvairius metodus: finansų analizės, investicijų planavimo, marketingo ir valdymo;
7.    valdyti verslo procesus, taikant šiuolaikines informacines technologijas (ekonominio-matematinio modeliavimo, statistinės analizės, dinaminio planavimo ir valdymo priemones, CASE – automatizuoto programinės įrangos projektavimo technologijas (Computer-Aided Software engineering)), tame tarpe ir intelektualias (ekspertines sistemas, neuroninius tinklus, intelektualias kreipties į duomenų, žinių bazes priemones).

06.    Ekonominė informacija

Pagal savo turinį informacija yra labai įvairi. Pagal tai, kokias žmogaus veiklos sritis ji aptarnauja, informacija skirstoma į mokslinę, gamybinę, valdymo (socialinė-ekonominė), medicinos, ekologinė: teisės ir t.t. Kiekvienai iš informacijos rūšių būdingi savi apdorojimo metodai ir technologijos, pateikimo formos, tikslumo, prasmės, savalaikiškumo ir kiti reikalavimai.

Informacija, kuri aptarnauja materialinių gėrybių gamybos, paskirstymo, mainų ir vartojimo procesus bei užtikrina viso ūkio ar jo grandžių valdymą, vadinama valdymo informacija. Tai gali būti įvairaus pobūdžio duomenys – ekonominiai, technologiniai, socialiniai, juridiniai, demografiniai ir t.t. Svarbiausia valdymo informacijos sudėtinė dalis – ekonominė informacija, atspindinti socialinius-ekonominius procesus tiek gamybos sferoje, tiek ir negamybinėje veikloje, visuose valdymo lygiuose.

Ekonominė informacija – tai informacija apie visuomeninės gamybos procesų ekonominius santykius, kuri naudojama šalies ūkio valdyme kartu su kitomis informacijos rūšimis. Ekonominė informacija – tai tie duomenys, kurie vartotojui yra priimtini, naudingi ir naudojami valdant ūkinę veiklą. Tai duomenys apie įvairius ūkinių procesų eigos aspektus, pavyzdžiui, apie įvairių išteklių ir vertybių judėjimą, gamybą ir pan. Šios žinios reikalingos valdymo funkcijoms atlikti, todėl jas reikia surinkti, apdoroti, perduoti, o prireikus ir saugoti.
Ekonominės informacijos išskirtiniai bruožai yra šie:

1.    Ekonominė informacija atspindi gamybinės-ūkinės veikos kiekybinius rodiklius, jų skaitines reikšmes. Ši ekonominės informacijos savybė leidžia efektyviai naudoti ekonomikoje skaičiavimo techniką.
2.    Kita būdinga ekonominės informacijos savybė – jos cikliškumas. Daugeliui gamybinių ir ūkinių procesų būdingas jų pasikartojimas, taigi kartojasi ir informacija, atspindinti tuos procesus. Ši ekonominės informacijos savybė leidžia daug kartų naudoti tą patį algoritmą (programą) duomenims apdoroti, o tai gerokai supaprastina automatizuoto duomenų apdorojimo projektavimą.
3.    Didelę reikšmę apdorojant duomenis turi jų pateikimo forma. Ekonominė informacija, kaip ir kita informacija, saugoma tam tikrose fizinėse laikmenose: tai gali būti popieriniai pirminiai dokumentai, tam tikros ataskaitos, suvestinės, taip pat mašininėse laikmenose. Ekonominę informaciją galima perduoti ryšių kanalais. Ekonominei informacijai būdinga tai, kad jos apdorojimas ir perdavimas vykdomas tik esant teisingam juridiniam apiforminimui (pavyzdžiui, parašas arba kodas perduodant elektroniniu būdu).
4.    Skiriamasis ekonominės informacijos bruožas – jos didžiulė apimtis, nes kokybiškas ekonominių procesų valdymas neįmanomas be didelio kiekio detalios informacijos.

07.    Ekonominės informacijos matavimo vienetai

Ekonominiai rodikliai aprašo įvairias objektų savybes. Kiekvienas objektas, reiškinys ar procesas turi tam tikras kiekybines ir kokybines savybes. Pavyzdžiui, tam tikra medžiaga turi spalvą, kvapą, svorį, matmenis, kainą, priklauso tam tikrai išteklių grupei ir t.t. Arba tiekėjo informacija – tai jo vardas ir pavardė, adresas, kokią produkciją jis tiekia, kokios tiekimo sąlygos ir pan. Aprašant objektų, reiškinių, procesų savybes, naudojami  tam tikri informacijos matavimo vienetai.

Vartotojo aplinkoje ir vidiniuose kompiuterio informaciniuose procesuose struktūriniai informacijos vienetai yra skirtingi.

Vartotojo aplinkoje dažniausiai naudojami tokie informacijos vienetai: rekvizitas, rodiklis, įrašas, pranešimas, failas, duomenų bazė.

Rekvizitas, arba pavienis duomuo – tai logiškai nedalomas informacinės visumos elementas (pvz., mėnuo, pavardė, kiekis, suma ir t.t.). Skiriami rekvizitai-požymiai ir rekvizitai-pagrindai. Rekvizitas-požymis savo reikšme apsprendžia kokios nors veiklos aplinkybes (pvz., kada įvyko – mėnuo, kur įvyko – įmonėje). Rekvizito-pagrindo reikšmė apsprendžia kokios nors veiklos dydį (pvz., parduotų prekių kiekis, gauta pinigų suma).

Vienas rekvizitas-pagrindas su keliais jį charakterizuojančiais rekvizitais-požymiais sudaro rodiklį. Pvz., studento X per vieną sesiją surinktų balų skaičius (kas, kada, kiek); banko indėlininko Y tam tikrą dieną paimta iš sąskaitos numeris N pinigų suma (kas, kada, kokia sąskaita, kiek).

Iš rekvizitų sudaromi įrašai. Skirtingi rekvizitai, esantys įraše, drauge apibūdina kokį nors ūkinį veiksmą ar kitą reiškinį. Iš įrašų sudaromi failai.

Pranešimas paprastai tapatinamas su informacijos kiekiu, esančiu viename materialiame dokumente. Pranešimą gali sudaryti vienas įrašas (mokestinis pavedimas, algos lapelis) arba keli įrašai (prekių užsakymas, stipendijų mokėjimo žiniaraštis).

Duomenų bazė – tai pagal nustatytas sąlygas organizuotų duomenų visuma; sąlygos numato bendruosius aprašymo, saugojimo ir operavimo duomenimis principus.

Kompiuterio aplinkoje, naudojančioje dvejetainę skaičiavimo sistemą duomenų matavimo vienetas yra bitas (angl., bit – binary digital – dvejetainis skaitmuo). Stambesni vienetai yra:
baitas = 8 bitai; kilobaitas = 1024 baitai; megabaitas = 1024 kB ir t.t.

08.    Ekonominės informacijos klasifikavimas

Ekonominė informacija skirstoma (klasifikuojama) į tam tikras grupes. Informacijos klasifikavimas yra sąlyginis dalykas. Tas pats objektas gali būti priskirtas įvairioms grupėms priklausomai nuo išorinės aplinkos sąlygų. Pateikiame tam tikros organizacijos informacijos klasifikavimo pagal įvairius požymius lentelę:

INFORMACIJOS KLASIFIKAVIMAS
Pagal kilmę    Pagal stabilumą    Pagal apdorojimo laipsnį    Pagal vaizdavi-
mo būdą    Pagal atliekamą valdymo funkciją    Pagal gamybos procesus    Pagal gamybos elementus
(faktorius)    Pagal struktūrinius vienetus
vidinė    kintama    pirminė    tekstinė    planinė    gamybos    darbo ištekliųs    ūkio šakų
išorinė    pastovi    antrinė    vaizdinė    apskaitos    paskirstymo    gamtinių išteklių    ekonominių regionų
tarpinė    garsinė    normatyvinė    mainų    produktų ir paslaugų    įmonių ir organizacijų
rezultatinė        prognozavimo    vartojimo    piniginių lėšų
kontrolės
statistinė

Kilmė. Vidinė informacija, kuri atsiranda pačioje organizacijoje, išorinė – už objekto ribų.

Stabilumas. Kintama informacija parodo faktinius kokybinius ir kiekybinius organizacijos veiklos rodiklius. Jie gali keistis tam tikrais laiko momentais, pvz., pagamintos produkcijos kiekis per pamainą ir kt. Pastovi informacija nekinta naudojant ją ilgą laiką, pvz., darbuotojo tabelinis numeris, cecho numeris, įvairūs normatyvai (minimalus darbo užmokestis, pelno mokestis), planiniai rodikliai (kiek reikia pagaminti traktorių) ir kt.

Apdorojimo laipsnis. Pirminė – tai informacija, kuri atsiranda objekto veiklos procese ir tokioje pradinėje būklėje yra užregistruojama. Antrinė – tai informacija, kuri gaunama apdorojus pirminę; ji gali būti arba tarpinė, arba jau rezultatinė. Tarpinė – naudojama tolesniam apdorojimui, rezultatinė – gaunama apdorojus pradinę arba tarpinę informaciją ir naudojama valdymo sprendimams priimti. Pvz., ceche kiekvienos pamainos pabaigoje registruojamas bendras pagamintos produkcijos kiekis ir kiekvieno darbuotojo pagaminta produkcija atskirai. Tai – pirminė informacija. Kiekvieno mėnesio pabaigoje viskas susumuojama. Tai bus iš vienos pusės – antrinė tarpinė informacija, iš kitos pusės – rezultatinė (parodo mėnesio darbo rezultatus). Šie duomenys pateikiami į buhalteriją, kur skaičiuojamas kiekvieno darbininko darbo užmokestis priklausomai nuo išdirbio. Gauti rezultatai – rezultatinė informacija.

Vaizdavimo būdas. Tekstinė informacija – tai įvairių simbolių ir skaitmenų visuma fizinėse informacijos laikmenose (popieriuje, magnetiniuose diskuose, ekrane). Grafinė informacija – tai įvairūs grafikai, diagramos, schemos, piešiniai įvairiose laikmenose.

Valdymo funkcijos. Pagal šį požymį dažniausiai ir skirstoma ekonominė informacija. Planinė – tai informacija apie būsimus objekto valdymo parametrus, pvz., produkcijos gamybos planas, planuojamas pelnas, laukiama produkcijos paklausa ir kt. Normatyvinė – tai įvairūs normatyviniai duomenys, kurie atnaujinami palyginti retai, pvz., minimalus darbo užmokestis, darbuotojo darbo užmokestis, tiekėjo arba pirkėjo adresas ir kt. Apskaitinė – parodo organizacijos veiklos rezultatus už tam tikrą praėjusį laikotarpį, pvz., įmonės ūkinės veiklos analizė, buhalterinės apskaitos informacija, statistinė informacija ir kt. Operatyvinė – tai informacija, naudojama operatyviame valdyme ir apibūdinanti veiklos procesus dabartiniu laiko momentu, pvz., pagamintų detalių kiekis per valandą, pamainą, parą; kiek parduota produkcijos per tam tikrą valandą, per dieną; kiek gauta žaliavų darbo dienos pradžioje ir t.t.

4.    INFORMACIJOS IR KOMUNIKACIJOS TECHNOLOGIJOS IR INFORMACINĖS SISTEMOS

01.    Informacijos ir komunikacijos technologijos

Žodis ,,technologija” vartojamas nuo senų laikų ir kilęs iš graikų kalbos: ,,techne” – menas, amatas; ,,logos” – sąvoka, žodis. Technologijos sąvoka dažniausiai vartojama gamybos sferoje ir suprantama kaip procesų, reikalingų tam tikrai produkcijai pagaminti, visuma. Šiuo metu dažnai girdime terminus ,,informacijos technologija” bei ,,komunikacijos technologija” arba kartu ,,informacijos ir komunikacijos technologija”.

Informacijos technologiją (IT) galime suprasti kaip priemonių ir metodų informacijai kaupti, saugoti, apdoroti ir pateikti visumą. Informacijos ir komunikacijos technologija (IKT) – tai priemonių ir būdų informacijai apdoroti ir perduoti visuma. Terminas ,,komunikacija” apibrėžiamas įvairiai:
•    informacijos perdavimas tarp subjektų ir objektų – asmenų, vietų, procesų ir mašinų;
•    informacijos perdavimas vienu ar daugiau kanalų tarp šaltinio ir imtuvo pagal ryšio protokolą ir patogiu gavėjui suprasti ir interpretuoti būdu;
•    mokslo ir technikos šaka, tirianti duomenų pateikimo, perdavimo, interpretavimo ir apdorojimo procesus tarp asmenų, vietų ar mašinų, neprarandant tiems duomenims priskirtųjų reikšmių ir t.t.

Vartojami ir termini ,,telekomunikacija” ar ,,teleryšiai”, kurie reiškia tą patį – informacijos perdavimą, apdorojimą per atstumą (graikų kalbos tele reiškia esantį toli, nutolusį). Taigi dažniausiai informacijos ir komunikacijos arba telekomunikacijos technologija suvokiama kaip būdų ir priemonių visuma informacijai apdoroti: priimti, perduoti, kaupti, tvarkyti, skleisti, rūšiuoti ir pan. Norint ką nors su informacija daryti, reikalingos darbo su ja priemonės – techninė bei programinė įranga, be to, reikia žinoti, kaip tą informaciją reikia apdoroti, t.y. reikia žinoti būdus, metodus, turėti darbo su informacija įgūdžių. Informacijos apdorojimo priemonės ir jų naudojimo metodai neatsiejami.

Mūsų laikais daugiausia naudojama priemonė – kompiuteris. Juo apdorojama įvairiarūšė informacija: tekstinė, skaitmeninė, vaizdinė, garsinė. Taigi būtina turėti supratimą apie kompiuterio sandarą bei jį papildančius įrenginius: spausdintuvus, skenerius, modemus, kompaktinių plokštelių ar skaitmeninių diskų rašymo ir skaitymo įrenginius ir kt. Visa tai yra IKT priemonės. Dar daugiau – prie jų priskiriamos modernaus ryšio priemonės, pavyzdžiui, mobilieji telefonai, turintys ryšį su Internetu, banko operacijas atliekantys automatai ir pan. Galima paminėti ir specifines priemones, pavyzdžiui, sintezatorių (garsams išgauti) ar garsų analizatorių (balsui atpažinti). Turime kalbėti ir apie informacijos perdavimo tinklus, kurie kuriami laidiniais (tarp jų ir optiniais) ir bevieliais ryšiais. Tobulėjant technikai, atsirado galimybė telefono ryšių linijomis perduoti ne tik garsinę, bet ir skaitmeninę bei vaizdinę informaciją. Atsirado telekso, telefakso sistemos, kabelinė televizija, susikūrė kompiuterių tinklai, Internetas. Vis daugiau informacijai perduoti naudojami optiniai kabeliai ir mikrobangos, palydovinis ryšys. Sena ir paplitusi komunikavimo priemonė – telefono ryšiai. Sparčiai plečiasi mobilusis ryšys (Telekomo Comliet, Omnitel, Bitė GSM, TELE2). Faksimilinio ryšio (lotynų k. Fac simile – daryk panašų) pagalba per atstumą perduodamas ir priimamas nejudamas vaizdas.

Šiuolaikinę organizaciją sunku įsivaizduoti be modernių IKT, nes kitaip ji atsiliktų nuo konkurentų ir turėtų daug nuostolių. Organizacijos sėkmė priklauso ne tiek nuo turimos technikos, kiek nuo sugebėjimo ją efektyviai kombinuoti ir integruoti į visus procesus. IKT pagrindas – saugomi duomenys ir iš jų gaunama informacija. Turint tinkamą informacinę sistemą tuos duomenis galima efektyviai naudoti organizacijos valdyme ir veikloje. Nei vienos organizacijos darbas nebus efektyvus be asmeninių kompiuterių, telefonų ir faksų, kopijavimo aparatų, spausdintuvų. Kompiuterių tinklai, ypač Internetas, – tai unikali informacijos ir duomenų bazė, kur organizacija gali ne tik rasti ją dominančią informaciją, bet ir pateikti informaciją apie save, savo prekes bei paslaugas.

02.    IKT raida

Apie IKT raidą galima daug kalbėti. Žmonijos vystymosi istorijoje galima išskirti penkis ryškius informacinius etapus:
1.    Kalba – pirmoji informacijos perdavimo ir apdorojimo priemonė. Kalba – tai ženklų sistema, atliekanti pažintinę (informacijos gavimo, laikymo), ekspertinę (norų, tikslų, jausmų reiškimo) ir komunikacinę (informacijos perdavimo, dvasinio bendravimo) funkcijas. Kalbą, kaip ženklų sistemą, tiria semiotikos mokslas. Kalba atsirado labai seniai, kaip spėjama, prieš 3 mln. Metų. Kalba tiesiogiai susijusi su mąstymu. Per kalbą visuomenė gauna ir apibendrina žinias, jas perduoda kitoms kartoms. Nors atsirado ir atsiranda daug naujų komunikacijos priemonių, tačiau kalba savo vertės nenustojo.
2.    Raštas – tai žodinės kalbos grafinė išraiška. Akustiniai signalai paverčiami sutartiniais simboliais. Užrašytą žodį galima perskaityti, t.y. paversti jį garsu, ir atvirkščiai, garsą užfiksuoti, įamžinti popieriuje, lentoje, magnetinėje juostoje ar kompaktinėje plokštelėje. Manoma, kad raštas atsirado prieš porą, o gal ir daugiau mln. metų. Galima paminėti šiuos bendravimo arba komunikacijos ženklus:
a.    Daiktinis raštas, kai pranešimui perteikti buvo naudojamas koks nors daiktas, kaip įgaliojimo simbolis (pasiuntiniai, nešini tuo daiktu, kviesdavo kitus į susirinkimus, talkas ir t.t.);
b.    Piešiniai;
c.    Piktogramos, ideogramos;
d.    Raidinis raštas.
Raštas – tai pirmoji ryšio priemonė. Suprantama, kad kalba reikalauja tiesioginio kalbančiųjų kontakto, tuo tarpu raštas smarkiai išplėtė visuomenės informacijos kaupimo bei daugkartinio vartojimo galimybes.
3.    Spauda. Sukūrus spaudą, atsirado galimybė pereiti nuo tiesioginio ryšio (kalbos) ir brangaus rankraštinio dokumento vartojimo prie plataus informacijos vartojimo spausdintų leidinių pavidale. Knygos pradėtos spausdinti Kinijoje XI a. viduryje. Europoje tik XV a. viduryje Johano Gutenbergo sukonstruota spausdinimo mašina suteikė galimybę leisti knygas, jos tapo prieinamos įvairiems visuomenės sluoksniams.
4.    Teleryšiai iš esmės pakeitė informacinius žmonių santykius bei komunikavimą. Įvairių teleryšių priemonių išradimas leido perduoti informaciją nepriklausomai nuo laiko ir atstumo. Galime paminėti šiuos etapus:
a.    Telegrafas – seniausia elektrinio ryšio rūšis – raidinių skaitmeninių pranešimų (telegramų) perdavimas elektriniais signalais. 1832 m. P. Šilingas (Rusija) išrado klavišinį telegrafo aparatą. 1845 m. pradėtos tiesti tarptautinės telegrafo ryšio linijos;
b.    Telefonas – garso perdavimas elektriniais signalais. Telefono aparatą 1876 m. išrado A. Belas (JAV). 1878 m. buvo įrengta pirmoji telefono stotis (NjuHeivene – JAV);
c.    Radijas – informacijos perdavimas bevieliu būdu – radijo bangomis. Išradėjas – A. Popovas (Rusija, 1895 m.);
d.    Faksimilinis ryšys – nejudamo vaizdo perdavimas bei priėmimas per atstumą (XIX a. 8-9 dešimtmetis);
e.    Televizija – judančių ir nejudančių vaizdų perdavimas per atstumą laidinio arba radijo ryšio priemonėmis. Nors teoriniai pagrindai sukurti XIX a. gale – XX a. pradžioje, pirmosios reguliarios TV laidos pradėtos tik 1936 m. D. Britanijoje ir Vokietijoje
5.    Kompiuteriai papildė teleryšių galimybes tuo, kad suteikė galingas informacijos apdorojimo priemones. Nors apie pirmąją elektroninę skaičiavimo mašiną galima rasti įvairių duomenų, tačiau daugelis pripažįsta, kad tai buvo ENIAC (1945 m.). (Nors J. Atanasovas jau 1939 m. sukonstravo ABC, tačiau jos neužpatentavo). Pirmasis asmeninis kompiuteris sukonstruotas JAV 1974 m. gale. Jo autorius E. Robertsas. 1975 m. S. Vozniakas ir S. Džobsas (JAV) pagamino pramoninį asmeninį kompiuterį APPLE. Dar anksčiau, 1972 m., R. Tomlinsonas išrado elektroninį paštą. Nuo 1981 metų prasidėjo populiariosios serijos IBM PC gamyba.

03.    Informacinės sistemos, jų tipai

Informacine sistema (IS) gali būti laikoma – organizacijoje esanti informacijos srautų, apdorojimo technologijų ir procedūrų, informacinių santykių ir poreikių visuma. Mes šiame kurse nagrinėjame kompiuterines informacines sistemas, kurių materialus pagrindas – kompiuterinė informacinė technologija. Tačiau modernių IS supratimas – tai ne tik IS architektūros, projektavimo elementų ar techninės ir programinės įrangos supratimas, tai ir organizacinių problemų, kurioms spręsti skirta IS, supratimas.

Bendru atveju galima IS sandaroje išskirti tokius komponentus:
1. Skaičiavimo technika
2. Programinė įranga
3. Duomenys
4. Ryšių įranga
5. Žmonės
6. Strategija, taisyklės, procesai, procedūros.

IS būdinga:
•    Iš informacijos šaltinių renkami pradiniai duomenys, kurie reikalingi sistemos funkcionavimui palaikyti;
•    Organizuojamas duomenų saugojimas taip, kad juos būtų galima panaudoti įvairiems praktiniams tikslams;
•    Organizuojamos informacinės paslaugos vartotojams sistemos viduje ir išorėje;
•    Palaikomi informaciniai ryšiai sistemos viduje;
•    Palaikomi informaciniai ryšiai su sistemos išore.

IS svarbūs duomenų šaltiniai, vartotojai ir technologiniai elementai. Duomenų šaltiniai apibūdina, kokie pirminiai duomenys ir kokioje formoje gali būti gaunami, o vartotojai apibrėžia reikalavimus sistemai, jos rengiamai informacijai ir paslaugoms. Technologiniai elementai pertvarko iš pirminių šaltinių gaunamus duomenis į tokią formą (informaciją), kuri reikalinga vartotojams.

Apie informacines sistemas (IS) pradėta kalbėti, ėmus diegti skaičiavimo techniką į ūkinius procesus: gamybą, apskaitą, planavimą etc. Tai įvyko 6-me dešimtmetyje. Pirmosios sistemos buvo skirtos elementariems ūkiniams ir informaciniams procesams aptarnauti (gaminių ir medžiagų judėjimas, mažmeninė prekyba, piniginės operacijos). Vėliau šio elementaraus lygio sistemos buvo pavadintos duomenų apdorojimo sistemomis (angl.Transaction Processing Systems, TPS). Pagrindinė jų funkcija – perkelti elementarius informacinius procesus į kompiuterinę aplinką ir pasiekti, kad kompiuteryje saugoma bei apdorojama informacija būtų savalaikė bei korektiška . Tai nėra taip paprasta pasiekti – daug laiko užima duomenų paruošimo ir įvedimo technologija, o rankinės operacijos gimdo daug klaidų. Šios sistemos egzistuoja ir dabar: aptarnauja žemiausiąjį valdymo lygį. Jų produkcija – paprastos ataskaitos, pvz., gamybos eiga per pamainą, ir elementarios užklausos, pavyzdžiui, kiek detalių A yra likę sandėlyje B? Jų tikslas – registruoti ir informuoti.

Septintajame dešimtmetyje išsivystė nauja sistemų pakopa – valdymo informacinės sistemos (angl. Management Information Systems, MIS), kurių produkcija naudojama kitame, aukštesniame (viduriniame) valdymo lygyje. Tikslas – apibendrinti, agreguoti žemiausiojo lygio duomenis ir leisti įvertinti tendencijas sulyginant laiko ar vietos atžvilgiu (tie patys duomenys skirtingiems laikotarpiams ar skirtingiems padaliniams). Rezultatai pateikiami įvairių periodinių ataskaitų pavidalu. Sprendžiami informaciniai uždaviniai yra struktūrizuoti, t.y iš anksto žinomas laikas, kada informacija bus reikalinga, žinoma jos forma ir turinys, o taip pat procedūros ir pradiniai duomenys, reikalingi jai gauti.

Viduriniajame ir aukštesniajame valdymo lygiuose egzistuoja specifinis sistemų tipas – sprendimų paramos sistemos (SPS, angl. Decision Support Systems, DSS). Jos pasirodė 8-me dešimtmetyje. SPS – sistemas, skirta specifiniams sprendimams ir jungianti savyje duomenis, modelius bei programinę įrangą kartu su interfeisu į integruotą visumą. Šių sistemų tikslas – padėti vartotojui atsakyti į klausimus “Kas, jeigu …?” arba “Kas geriausia?” Sprendžiami informaciniai uždaviniai nėra tradiciniai uždaviniai įprastine savo forma: nėra iš anksto žinomas laikas, kada bus reikalingi rezultatai, o taip pat jų gavimo procedūros ir pradiniai duomenys; tokie uždaviniai vadinami nestruktūrizuotais arba silpnai struktūrizuotais. Pasirodymo faktoriai – daugiausiai vartotojų nepasitenkinimas egzistuojančiomis IS: silpnas dialogas arba jo iš viso nėra; silpna sprendimų parama; dominuoja ataskaitų gamyba. Taip pat įtakos turėjo techniniai faktoriai: atsirado terminalai ir interaktyvūs darbo režimai; vartotojai pradėjo aktyviai dalyvauti apdorojimo procese; sukurta draugiška programinė įranga. Pasirodė pirmosios DBVS ir 4GL. Tapo techniškai įmanoma tiesiogiai kreiptis į dideles DB ir modelių bibliotekas, naudojant draugiškus interfeisus. Potencialiausios SPS taikymo sritys – strateginis planavimas, marketingas, finansai, t.y. tos, kur reikia įvertinti netikėtą situaciją ir/ar išorinius faktorius.

Egzistuoja (JAV) dar vienas sistemų hierarchijos tipas, skirtas aukščiausiam valdymo lygiui. Tai vadovybės informacinė sistemos (angl. Executive Information Systems, EIS). Savo funkcijomis jos atitinka SPS, tačiau skiriasi nuo jų sprendžiamų problemų svarba, neapibrėžtumu, mažesniu vartotojų darbo su kompiuteriu patyrimu. Problemų pavyzdžiai: kokioje gamybos ar paslaugų šakoje kompanijai reikėtų pradėti dalyvauti; kaip išsaugoti kompaniją artėjančios krizės metu etc.)

Tokia IS klasifikacija nėra vienintelė. Greta šios hierarchijos yra ir sistemų tipai, kurie tiesiogiai neaptarnauja valdymo ir sprendimų priėmimo procesų, tačiau tvarko specifinę informaciją ir gali būti sudėtine informacinės sistemos dalimi. Tai: automatizuoto projektavimo sistemos (CAD/CAE/CAM); ATPVS, skirtos technologinių procesų operatoriams; raštinės informacinės sistemos, skirtos sekretoriams ir kitam raštinės personalui.

Sistemos taip pat gali būti klasifikuojamos pagal dalykinę sritį – yra apskaitos, finansų, gamybos, marketingo, personalo ir kt. IS.

Kalbant apie plačiausią informacinių sistemų sritį – vadybos informacines sistemas, reikėtų paminėti jų teikiamų paslaugų vartotojų įvairovę, jų tarpe:
•    įmonės vadybininkai, naudojantys informacines sistemas planuojant, organizuojant ir kontroliuojant įmonės darbą;
•    kiti įmonės dirbantieji (pvz. konstruktoriai, sekretorės);
•    asmenys ir orgamizacijos, susiję su įmone, tačiau joje nedirbantys (pvz. klientai, vyriausybinės organizacijos) .

Dar visai neseniai apie informacines sistemas ir jų teikiamas paslaugas buvo galvojama kaip apie nereikalingą, brangų ir neperspektyvų reiškinį. Vadybininkai svarbiausiu savo darbo įrankiu manė esant tiesioginius kontaktus ir sėkmingą vadovavimą tapatino su kiekvieno iš jų asmeniniais sugebėjimais. Šiandien situacija pasikeitė. Įmonės sėkmę lemia sugebėjimas prisitaikyti prie kintančių aplinkos sąlygų, sugebėjimo greitai ir kokybiškai įvertinti rinkos situaciją, susirasti partnerius, naujas veiklos sritis. Vien asmeninių vadybininko savybių tam nepakanka. Reikia operatyvių žinių apie padėtį rinkoje,  kurias  gali pateikti informacinės sistemos.

04.    Informacijos technologijos ir jų klasifikacija

Valdant ekonominę veiklą naudojamos informacinės sistemos (IS), kurių pagrindinė sudedamoji dalis yra informacinės technologijos (IT).

IT – tai priemonių ir metodų visuma, būtina informacijos rinkimo, registravimo, perdavimo, kaupimo (saugojimo), paieškos, apdorojimo, pateikimo, naudojimo ir apsaugos operacijoms realizuoti. IT yra labai svarbios sprendžiant valdymo uždavinius, ir jų pagrindas yra šiuolaikinė skaičiavimo bei ryšių technika, programinė įranga, taip pat būdai, kuriais informacija pateikiama vartotojui.

IT vystymasis glaudžiai susijęs su informacijos apdorojimo ir perdavimo techninių priemonių atsiradimu bei tobulėjimu. IT evoliucija pateikta 1 lentelėje.

1 lentelė.             IT evoliucija
Metai    ESM
karta    Sprendžiami uždaviniai    IT tipas
1950 – 1960    I, II    ESM naudojamos sprendžiant atskirus, darbui imlius uždavinius, pvz., darbo užmokesčio apskaičiavimas, medžiagų apskaita ir t.t.    Dalinai automatizuotas duomenų apdorojimas
1960 – 1970    II, III    Planinės ir einamosios informacijos apdorojimas, normatyvinių ir kitų duomenų saugojimas ESM atmintyje, mašinogramų pateikimas popieriuje    Elektroninė duomenų apdorojimo sistema
1970 – 1980    III    Kompleksinis informacijos apdorojimas visuose įmonės (organizacijos) valdymo veiklos etapuose, atskirų posistemių sukūrimas, pvz., materialinio-techninio aprūpinimo, prekių judėjimo, atsargų ir pervežimų kontrolės, gatavos produkcijos realizavimo apskaitos, planavimo ir valdymo ir kt.    Centralizuotas, automatizuotas informacijos apdorojimas skaičiavimo centruose
1980 – 1990    IV    Technologinių procesų valdymo automatizavimo, automatizuoto projektavimo, įmonių, šakų bei valstybinių sistemų sukūrimas: statistinių, planavimo, materialinio-techninio aprūpinimo, mokslo ir technikos, finansų ir kt.; duomenų apdorojimo decentralizavimas, daugelio vartotojų dalyvavimas uždavinių sprendime, perėjimas prie nepopierinių technologijų …    Technologinių sprendimų specializacija naudojant mini ESM, AK, prieiga prie nutolusių duomenų masyvų, universalių duomenų apdorojimo metodų sukūrimas naudojant galingus super kompiuterius
1990 – dabartis    IV, V    Kompleksinis ekonominių uždavinių sprendimas; platus programinės įrangos pasirinkimas, tinklinis informacinių struktūrų organizavimas, interaktyvi vartotojo ir skaičiavimo technikos sąveika, intelektualios vartotojo ir kompiuterio sąveikos realizacija    Naujos IT (skaičiavimo technikos, ryšio priemonių, orgtechnikos ir programinės įrangos derinys)

IT gali būti klasifikuojamos pagal įvairius požymius, tačiau tai yra gana keblus dalykas, nes tos pačios technologijos gali būti priskirtos įvairioms grupėms. Literatūroje sutinkame daug IT klasifikavimo variantų, kai kuriuos iš jų pateikiu:

1.    Pagal įgyvendinimo informacinėse sistemose būdą
a.    Tradicinės IT;
b.    Naujos IT.
2.    Pagal technologinio proceso etapus
a.    Duomenų rinkimo, registravimo ir įvedimo IT;
b.    Duomenų perdavimo IT;
c.    Duomenų saugojimo IT;
d.    Duomenų apdorojimo IT;
e.    Informacijos pateikimo IT.
3.    Pagal išteklių tipologiją
a.    Centralizuotos/decentralizuotos IT;
b.    Vieno vartotojo/terminalinės (grupės vartotojų) IT;
c.    Homogeninės/heterogeninės IT;
d.    Kliento serverio/lygiateisių mazgų IT.
4.    Pagal vartotojo sąsajos tipą
a.    Paketinės IT;
b.    Dialoginės IT;
c.    Tinklinės IT.
5.    Pagal valdymo uždavinius
a.    Duomenų apdorojimo IT;
b.    Valdymo IT;
c.    Sprendimų paramos IT;
d.    Įstaigos (raštinės, ofiso) IT;
e.    Intelektualios IT.
6.    Pagal atliekamas technologines operacijas
a.    Darbo su tekstais IT;
b.    Darbo su skaičiuoklėmis IT;
c.    Darbo su DBVS  IT;
d.    Darbo su grafika IT;
e.    Daugialypės terpės (Multimedia) IT;
f.    Hiperteksto IT.
7.    Pagal aptarnaujamas dalykines sritis
a.    Buhalterinės apskaitos IT;
b.    Bankų IT;
c.    Mokesčių IT;
d.    Draudimo IT;
e.    Kitos IT.
Toliau IT klasifikacija pateikta skaidrėse.

1

2

3

4

5

6

Kai kurias svarbesnes IT grupes aptarsime atskirai.

5.    Informacinės technologijos pagal technologinio proceso etapus (atliekamas funkcijas)

Bendru atveju IT atliekamos funkcijos nusako ir jos struktūrą, kurią sudaro tokios procedūros: duomenų rinkimas, įvedimas ir registravimas; duomenų perdavimas (iš jų kilimo vietos saugoti, apdoroti, vartotojui ir pan.); duomenų kaupimas ir saugojimas; duomenų apdorojimas; rezultatinės informacijos formavimas ir pateikimas vartotojui. Ekonominei informacijai gali būti taikomos visos šios procedūros, bet kai kuriais atvejais – tik pasirinktinės. Procedūrų vykdymo eilės tvarka taip pat gali būti įvairi, kai kurios procedūros kartojamos.

01.    Duomenų rinkimo, įvedimo ir registravimo technologijos

Skirtinguose ekonominiuose objektuose šios procedūros atliekamos įvairiai. Ypatingas dėmesys šiuose procesuose skiriamas pirminių duomenų tikrumui, pilnumui ir savalaikiškumui. Įmonėje duomenų rinkimas ir registravimas atliekant įvairias ūkines operacijas (medžiagų gavimas ir išdavimas, gatavos produkcijos priėmimas ir t. t.); banke – informacija registruojama vykdant finansų-kredito operacijas su juridiniais bei fiziniais asmenimis ir pan. Duomenys atsiranda darbo vietose, pavyzdžiui, suskaičiuojant detalių kiekį, surinktus mazgus, gatavus gaminius, broką ir pan. Duomenų rinkimo metu matuojami, skaičiuojami, sveriami materialūs objektai, skaičiuojami pinigai, vertinami darbininkų rodikliai (pvz., darbo valandos) ir t. t. Surinkti duomenys registruojami, t. y. atliekamas jų fiksavimas materialiose laikmenose – popieriniuose dokumentuose ar mašininėse laikmenose, pastaruoju atveju būtina duomenis įvesti į AK. Užrašymas į pirminius dokumentus paprastai atliekamas rankiniu būdu, todėl duomenų rinkimo ir registravimo procedūra pasilieka labiausiai imli darbui. Duomenų įvedimo ir registravimo technologijos atsirado siekiant sumažinti dideles duomenų įvedimo laiko sąnaudas, brangaus rankų darbo panaudojimą ir išvengti klaidų. Kaip tik įvedimo tarpsnyje jų padaroma daugiausia. Be to, duomenų įvedimas yra labai brangus ir sudaro 60 – 70 % visų duomenų apdorojimo sąnaudų. Todėl šios technologijos buvo ir yra tobulinamos siekiant kuo labiau padidinti įvedimo spartą bei minimizuoti sąnaudas ir klaidų kiekį.

Be abejo, naudojami specialūs duomenų įvedimo įtaisai. Šiandien įvesties įrenginių įvairovė labai didelė. Priklausomai nuo to, ar naudojama klaviatūra, ar ne, įvesties įrenginiai skirstomi į klaviatūrinius (Keyboard) ir tiesioginius (Direct Entry). Įvesties įrenginių klasifikacija pateikta schemoje.

Istoriškai išsivystė trys duomenų įvedimo technologijų tipai: seniausias – neautomatizuotas (rankinis) ir naujesni – automatizuotas bei automatinis. Rankiniam ir automatizuotam būdams būtinas žmogaus dalyvavimas. Automatinis duomenų įvedimo būdas nereikalauja žmogaus įsikišimo, nors jame naudojama dauguma tų pačių įvedimo įtaisų, kaip ir automatizuotame būde, tik juos valdo kompiuteris.

Neautomatizuotas duomenų įvedimo būdas

Šiuo atveju duomenų įvedimas gali būti atliekamas balsu arba rankomis. Balsinės sąveikos mechanizmai šiuo metu dar nėra plačiai paplitę, bet tai tikriausiai netolimos ateities dalykas. Dabar pagrindinis neautomatizuoto būdo pavidalas – tiesioginis rankinis duomenų įvedimas į kompiuterį. Įvedimo greitis priklauso nuo operatoriaus darbo greičio. Be abejo, naudojami specialūs įvedimo įtaisai.

Pirmiesiems įvedimo įrenginiams buvo pritaikytos perfokortos (Punch Cards) iš kieto popieriaus. Perforatorius skaitydavo elektros impulsus ir išmušdavo skylių seriją perfokortoje. Joje buvo galima užkoduoti 80 ženklų. Perfokortos buvo nepatogios, nes reikėjo manipuliuoti dideliais jų blokais. Jos susimaišydavo, suplyšdavo, o dėl šios priežasties kortas tekdavo kopijuoti specialiais įrenginiais, tai užimdavo daug laiko. Duomenų įvedimas trukdavo ilgai, be to, vargino duomenų tikrinimas ir taisymas, naudojant specialias perfokortas-tinklelius.

Kompiuterio klaviatūra (Keyboard) – sudėtingas elektromechaninis prietaisas, kuris sukuria specialius elektroninius kodus, kai nuspaudžiamas kuris nors klavišas. Kodai perduodami kabeliu, jungiančiu klaviatūrą su kompiuterio sisteminiu bloku ar terminalu. Jau sukurtos ir naudojamos belaidės, jutiklinės, suvyniojamos, sulankstomos klaviatūros. Gautas kodas analizuojamas ir paverčiamas į kompiuteriui suprantamą kodą, pavyzdžiui, nuspaudus klavišą 5, kompiuterio CPU mato 101, t. y. dvejetainį mašininės kalbos kodą. Klaviatūrai nereikia specialios programinės įrangos (tvarkyklės), nes būtinos jos darbui programos jau įrašytos pastoviojoje atmintyje ir įeina į BIOS sudėtį, todėl kompiuteris, tik jį įjungus, iš karto reaguoja į klavišų paspaudimus.

Standartinės yra 101/102 klavišų klaviatūros. Visos jos pritaikytos pranešti BIOS ir CPU kokie klavišai ir kokia seka yra spaudžiami. Tik tai jos daro skirtingais būdais. Kontaktinėse klaviatūrose klavišo paspaudimas veikia mechaninis jungiklis, uždarantis elektros grandinę. Spyruoklė ar koks kitas mechanizmas grąžina klavišą į pradinę padėtį, kartu nutraukdamas ir elektros kontaktą. Vietoje spyruoklių kontaktinėse klaviatūrose gali būti naudojamas gumos sluoksnis. Taip pat dar žinomos membraninės klaviatūros, kuriose klavišai nėra atskiri – jie yra tiesiog gumos sluoksnio dalis. Pastarosios klaviatūros naudojamos darbuose, kur daug dulkių ar purvo.

Tuo tarpu kondensatorinės klaviatūros nenaudoja mechaninių jungiklių. Jungimo veiksmas atliekamas matuojant elektros krūvį. Po kiekvienu klavišu yra dvi priešingą elektros krūvį turinčios plokštelės. Paspaudus klavišą, tarpas tarp plokštelių sumažėja, lauko stiprumas padidėja. Klaviatūros mikroschema pastebi pokytį ir praneša, kuris klavišas paspaustas.

Klaviatūros, naudojamos kartu su kišeniniais arba kitais nešiojamais prietaisais, išskiriamos į atskirą grupę, kur svarbus dalykas yra klaviatūros matmenų bei svorio mažinimas. Pavyzdžiui, Kanados firma Matias Corporation gamina pusines klaviatūras (Halfkeyboard) su 22 mygtukais. Sulankstoma klaviatūra TouchG500, gamintojų teigimu, yra mažiausia pasaulyje klaviatūra, turinti standartinį mygtukų rinkinį (svoris – 110 g, sulankstytos matmenys – 83x130x23 mm, o dirbant – 83x264x6 mm). Yra atsparių vandeniui ir elastingų klaviatūrų, pavyzdžiui, Flexis kompanijos klaviatūra FX100 (4x85x250 mm). Klaviatūrų gamyboje yra ir daugiau naujų įdomių sprendimų. Pavyzdžiui, kompanijos Fingerworks technologija MultiTouch (daugelio prisilietimų). Klaviatūrą sudaro aparatinė dalis ir programinė įranga, kurių dėka klaviatūra jaučia ne tik pirštų prisilietimus, bet ir jų judėjimo būdą bei kryptį. Dėl šio ypatumo galima net atsisakyti pelės, kadangi žymeklį galima valdyti bet kurioje klaviatūros paviršiaus vietoje. Originalios ir taip vadinamos ergonominės klaviatūros, kurių konstrukcija šiuo metu yra biologiškai patogiausia žmogaus rankų anatomijos atžvilgiu, t. y. vartotojas, dirbdamas su tokia klaviatūra, greičiausiai randa klavišus bei patogiai sėdi prie kompiuterio. Pavyzdžiui, šiai klaviatūrų kategorijai priskiriamas firmos DataHand Systems Inc. gaminys The DataHand Professional II Keyboard System.

Ko galima tikėtis ateityje? Virtualių klaviatūrų! Tokios klaviatūros pagrindas – lustas, kurį sudaro trys dalys: vaizdo projektorius, infraraudonosios spinduliuotės šaltinis ir sensorius (jutiklis). Vaizdo projektorius stalo paviršiuje sukuria klaviatūros vaizdą. Vartotojas pirštais gali liesti stalo paviršiuje vaizduojamus klavišus. Infraraudonasis šaltinis spinduliuoja pluoštą, kurio spinduliai atsispindi nuo įvairių objektų, pavyzdžiui, nuo vartotojo pirštų, liečiančių klavišą, ir grįžta į detektorių. Matuojamas laikas, per kurį spindulys grįžta atgal. Laikas verčiamas atstumu, taip nustatoma kokį atstumą nukeliavo šviesa, prieš pataikydama į virtualią klaviatūrą liečiantį pirštą. Pagal atstumą nustatoma, koks klavišas buvo paspaustas. Išradėjai net papildė savo virtualiąją klaviatūra spragtelėjimo garsu, pasigirstančiu kaskart palietus virtualų klavišą.

Terminalas (Terminal) – tai displėjus, klaviatūra ir kabeliai, kurie jungia vartotojo kompiuterį su kompiuterine sistema. Terminalas su kompiuterine sistema gali būti sujungtas tiesiogiai arba ryšio linijomis – nutolęs terminalas arba nutolęs kompiuteris. Dauguma terminalų yra displėjaus matmenų, bet naudojami ir mažesni, kad būtų patogu juos nešioti. Terminalai jungiami prie galingų AK, mini kompiuterių, universaliųjų ir superkompiuterių. Skiriami paprasti (Dumb) terminalai, kuriais galima tik įvesti duomenis klaviatūra ir atkurti juos displėjaus ekrane. Pavyzdžiui, avialinijose tokie terminalai parodo informaciją apie skrydžius, o patys duomenys saugomi kompiuterinės sistemos, prie kurios prijungti terminalai, atminties įrenginiuose. Yra ir protingesnių terminalų (Smart), kuriais galima ne tik įvesti duomenis, juos atkurti displėjaus ekrane, bet ir atlikti ribotą apdorojimą – redaguoti, tikrinti, kontroliuoti, bet negalima programuoti. Pavyzdžiui, banko tarnautojas įveda duomenis, atlieka nesudėtingus skaičiavimus, iškviečia reikalingus duomenis, patvirtina paskolą ir kt., bet duomenys taip pat saugomi kompiuterinės sistemos, prie kurios prijungti terminalai, atminties įrenginiuose. Intelektualūs terminalai (Intelligent) leidžia įvesti duomenis ir taikomąja programa atlikti duomenų apdorojimą nepriklausomai nuo kompiuterinės sistemos, prie kurios jie prijungti. Šie terminalai turi sisteminį bloką ir atminties įrenginius, taigi jie yra AK – darbo stotys, kurios naudojamos įvairiose valdymo sferose, profesiniame darbe.

Duomenys įvedami ne tik renkant tekstą, skaičius, bet taip pat ir komandas bei nurodant pasirenkamus duomenis ar meniu punktus. Tai galima efektyviai atlikti nuvedant žymeklį į norimą displėjaus ekrano vietą ir pasiunčiant signalą kompiuteriui taško suradimo įtaisais.

Pelė (Mouse). 1963 metais pelę išrado Douglas Engelbartas (JAV Stanfordo mokslinių tyrimų institutas). Pirmoji pelė buvo pagaminta iš medžio. Pelė – tai mažas, ranka valdomas įtaisas, turintis vieną arba daugiau mygtukų, kabeliu sujungtas su kompiuteriu. Pelei judant plokščiu paviršiumi, pavyzdžiui, stalu, žymeklis juda ekrane. Kada žymeklis pasiekia numatytą tašką, vartotojas nuspaudžia pelės klavišą vieną arba du kartus, priklausomai nuo to, kokia operacinė sistema naudojama ir kokia funkcija atliekama. Vartotojas gali manipuliuoti objektais, esančiais ekrane, pasirinkti norimą meniu. Kompiuteryje įdiegiama pelei skirta programinė įranga (tvarkyklė).

Pagal veikimo principą pelės gali būti mechaninės (Mechanical), optinės (Optical), belaidės (Wireless). Didžioji dauguma dabar naudojamų pelių yra optomechaninės, nors gaminamos ir grynai mechaninės bei optinės pelės. Į optomechaninę pelę įdėtas plieninis guma dengtas rutuliukas, kuris liečiasi su dviem stačiu kampu sumontuotais velenėliais. Judinant pelę, rutuliukas sukasi ir kartu suka velenėlius, kurių kiekvienas, savo ruožtu, suka nedidelį diską – tarsi ratą su stipinais, valdantį fotosensorių. Judėdamas diskas nuolat pertraukia šviesos spindulį, nutaikytą į fotodetektorių, esantį kitoje disko pusėje. Pelės tvarkyklė matuoja tokių pertraukimų skaičių bei dažnumą ir taip nustato pelės judėjimo kryptį, greitį ir atstumą. Tuo pačiu duomenų kanalu perduodama informacija ir apie spragtelėjimą kuriuo nors klavišu ir apie koordinate, kuriame taške tai įvyko. Be to, pelės tvarkyklė rūpinasi pelės rodyklės vaizdavimu ekrane, nuolat perduodama vaizdo sistemai tikslią jos vietą.

Optinę pelę nuo optomechaninės lengviausia atskirti pagal specialų jai skirtą padėklą, padengtą specialiu tinkleliu, pagal kurį pelė nustato koordinates, judėjimo kryptį ir greitį. Vietoj diskų ši pelė naudoja sensorius, stebinčius judėjimą padėklo tinklu ir pranešančius informaciją tvarkyklei. Akivaizdu, kad neturinti judančių dalių optinė pelė yra gerokai atsparesnė dulkėms ir nusidėvėjimui.

Rutulinis manipuliatorius (TrackBall) labai panašus į pelę. Jis taip pat naudoja disko ir sensorių sistemą, o jo tvarkyklė apdoroja atstumo, greičio bei taško koordinačių informaciją. Rutulinį manipuliatorių sudaro atramos (guolio) laikomas rutulys, kuris gali laisvai sukiotis bet kuria kryptimi. Vartotojas jį valdo pirštais, keisdamas žymeklio vietą ekrane. Rutuliniai manipuliatoriai naudojami AK, bet daugiau nešiojamuose kompiuteriuose, kur įtaisomi klaviatūroje, nors gaminami ir kaip atskiri įtaisai, kabeliu prijungiami prie sisteminio bloko.

Gaminami ir optiniai rutuliniai manipuliatoriai, pavyzdžiui, TrackMan Marble (Logitech). Šio įrenginio rutulio paviršius padengtas šimtais nedidelių taškelių. Jį judinant, šviesos spindulių, lęšių ir veidrodžių sistema perduoda duomenis apie judėjimą valdymo mikroschemai. Informacija pasiekia tvarkyklę, kur apskaičiuojamos koordinatės. Nebereikia velenėlių ir diskų, kaip standartiniame manipuliatoriuje, tačiau, skirtingai nuo optinės pelės, rutulys išlieka pagrindine manipuliatoriaus dalimi.

Nešiojamieji kompiuteriai, o ir kai kurios stacionarios klaviatūros, naudoja ir kitokių tipų manipuliatorius. Pavyzdžiui, IBM TrackPoint  technologija naudojama tiek nešiojamuose kompiuteriuose, tiek ir klaviatūrose. Ši technologija valdymui naudoja nedidelę lazdelę, primenančią trintuko galvutę pieštukuose, kuri įdedama tarp G, B ir H klavišų ir yra jautri paspaudimo krypčiai ir stiprumui. Valdymo paviršius (TouchPad) yra nedidelis lygus padėklėlis, montuojamas šalia nešiojamo kompiuterio tarpo klavišo. Jis veikia panašiai kaip kondensatorinė klaviatūra – vartotojo pirštai paviršiuje sukuria spaudimą ir pakeičia kondensatoriaus talpą.

Šviesinis rašiklis (Light pen) išoriškai panašus į paprastą rašiklį, tačiau jame įrengta foto-elektroninė schema. Rašiklio smaigalyje įtaisytas šviesai jautrus elementas – fotodiodas. Paspaudus smaigaliu nurodoma vieta ekrane. Šviesinis rašiklis kabeliu prijungiamas prie sisteminio bloko. Nuspaudus rašiklyje esantį jungiklį, uždaroma foto-elektroninė grandinė ir ekrane nurodomos horizontali ir vertikali koordinatės, kurios saugomos kompiuterio atminties įrenginiuose. Naudojant taikomąsias programas galima redaguoti dokumentus. Šviesinius rašiklius noriai naudoja įvairių sričių specialistai: inžinieriai projektuotojai, architektai, iliustratoriai, dizaineriai.

Jutiklinis ekranas (Touch-sensitive Screen) – tai įvesties įrenginys, per kurį vartotojas bendrauja su kompiuteriu pirštais ar rašikliu liesdamas norimą vietą displėjaus ekrane. Jis pasirenka meniu ar duomenis, atšaukia pasirinkimą ir pan. Ne visi AK turi jutiklinius (sensorinius) ekranus. Tokie ekranai įrengiami tų AK displėjuose, kurie naudojami specialiems darbams: oro uostuose, geležinkelio ir autobusų stotyse peržvelgti tvarkaraščius, turistų aptarnavimo centruose pateikti informacijai, parduotuvėse greitai pasirinkti prekę, muziejuose gauti informaciją apie salių išdėstymą, jų turinį ir t. t.

Jutikliniai ekranai gaminami skirtingų technologijų pagalba. Yra rezistyviniai (varžos) jutikliniai ekranai, su kuriais galima dirbti ne tik pirštais, bet ir su pieštukais ir net tada, kai žmogus būna su pirštinėmis. Rezistyviniuose ekranuose naudojama plona skaidri plokštė, pastatoma prieš ekraną. Ji sudaryta iš dviejų laidžių gardelių, kraštuose atskirtų izoliaciniu tarpikliu. Prijungta prie vienos iš gardelių įtampa sudaro tolygų potencialo pasiskirstymą išilgai plokštės. Prisiglaudus prie plokštės pirštu, gardelės susiliečia, ir į kitą gardelę persiduoda įtampos dalis, proporcinga priliesto taško koordinatėms. Kita technologija – ultragarsiniai jutikliniai ekranai. Jie turi pakraščiuose išdėstytus ultragarso keitiklius, skleidžiančius ekrano paviršiumi ultragarso bangas. Praėjimo nuo siųstuvo iki imtuvo laikas yra pastovus, jei nėra pašalinio objekto (piršto). Be minėtų dar yra optiniai jutikliniai ekranai, kuriuose tikslią paspaudimo vietą nustato fotosensoriai.

Grafinė planšetė (Graphic Tablet). Tai įvesties įrenginys, turintis keturkampę lentelę, galinčią fiksuoti koordinates, prie kurios pritaisytas pieštuko pavidalo prietaisas, dažnai vadinamas elektroniniu plunksnakočiu arba tiesiog žymekliu. Juo dirba vartotojas: braižo brėžinius, piešia naujų detalių eskizus, gali iškviesti reikiamą meniu ir kt. Vartotojas piešia lentelėje, o kompiuterio displėjaus ekrane atkuriamas nupieštas vaizdas. Grafines planšetes naudoja inžinieriai, projektuotojai, dizaineriai, finansininkai ir kitų profesijų atstovai. Taip pat labai patogu grafines planšetes naudoti skaitant pranešimus konferencijose, seminaruose ar skaitant paskaitas.

Gaminamos įvairios elektromagnetinės ir akustinės planšetės. Elektromagnetinių laukų pagrindu veikiančių planšečių paviršiuje dviem tarpusavyje statmenomis kryptimis įmontuojami ploni laidininkai. Planšetės žymeklio koordinatės fiksuojamos signalais, kurie indukuojami iš žymeklio įrenginio į laidininkus. Gali būti fiksuojamas signalo reikšmės, fazės ar kodo pokytis. Plunksnakočiai jautrūs prispaudimo prie planšetės pagrindo jėgai. Prispaudimu keičiamas brėžiamos linijos plotis, raštas, spalva ar jos sodrumas. Plunksnakočiai turi nuo 120 iki 256 prispaudimo lygių.

Skaitmeninis keitiklis (Digitizer). Tai panašus į grafines planšetes įtaisas, bet paskirtis kita. Dažniausiai jis naudojamas matematinėms užduotims spręsti, greitai ir patogiai keisti duomenų masyvus ar įvesti visai naujus duomenis, koreguoti mastelius projektuojant žemėlapius ir kt. Veikimo principas identiškas grafinei planšetei – vartotojas bendrauja su kompiuteriu specialiu rašikliu ar tam skirta pele, kurie gali būti prijungti kabeliais ar belaidžiu būdu, t. y. tam tikro dažnio radijo ar infraraudonosiomis bangomis.

Rašiklis (Pen). Naudojamas kišeniniuose kompiuteriuose, turinčiuose specialų ekraną ir tam skirtą programinę įrangą. Rašikliu rašoma ir redaguojama tiesiog ekrane, kur tekstas tuojau pat pakeičiamas spausdintu šriftu. Tai atlikti leidžia speciali skenavimo programinė įranga, įdiegta kompiuteryje.

Vairasvirtė (Joystick). Vairasvirtė arba vairalazdė (su visais įmanomais jos variantais) – populiarus žaidimų manipuliatorius, nors gali būti naudojama kai kuriose projektavimo taikomosiose programose, mokymo sistemose, kompiuteriniuose treniruokliuose. Vairasvirtę sudaro kotas (lazdelė), kuris vertikaliai įtaisytas ant specialaus pagrindo ir turi vieną ar du mygtukus, kuriuos vartotojas valdo pirštais. Judanti lazdelė valdo dvi varžas, nurodančias x ir y koordinates. Vairasvirtės mygtukai yra elektriniai jungikliai, kurių grandinės uždaromos juos paspaudus. Ką reiškia lazdelės pozicijos ar mygtukų paspaudimų informacija, priklauso nuo žaidimo. Net jei vairalazdė neturi lazdelės, jos veikimo principas išlieka toks pat. Pavyzdžiui, vairai naudoja valdymui varžos pokyčius lygiai taip, kaip tai daroma paprastose vairalazdėse.

Automatizuotas duomenų įvedimo būdas

Automatizuotas būdas naudojamas ten, kur daug duomenų. Procese dalyvauja techninės priemonės ir operatorius, kuris privalo mokėti jas valdyti. Tai įdomiausi, patogiausi ir vartotojui parankiausi įvesties įrenginiai, kurie įveda duomenis į kompiuterinę sistemą tiesiogiai, mažina žmogaus aktyvumą bei palengvina ir pagreitina įvesties darbą. Dauguma tiesioginių įvesties įrenginių yra specializuoti prietaisai. Jais negalima įvesti visų rūšių duomenų ar norimų komandų, todėl jie dažniausiai naudojami kartu su klaviatūra ar pele. Aptarsime automatizuoto būdo naudojamas priemones.

Skeneriai (Scanners). 1950 metais pirmą kartą buvo atskleista galimybė nuskaityti duomenis iš dokumentų šaltinių – tekstų, piešinių, fotografijų, įvesti juos į kompiuterį ir pateikti kompiuteriui suprantamais dvejetainiais kodais. Tokie įvesties įrenginiai buvo pavadinti skaitytuvais – skeneriais. Jie veikia optinių žymių atpažinimo principu: naudojami šviesai jautrūs prietaisai, matuojantys šviesos atspindžio ryškumo pokyčius. Skeneriai taškas po taško atkuria teksto simbolius, fotografijos, piešinio linijas tiksliau, nei gali atspausdinti lazerinis spausdintuvas. Fotoelementų skaitomas šviesos pluoštas skaidomas į atskirus taškelius – pikselius (Pixel, Picture Element). Standartinis režimas – 300 pikselių colyje (ppi). Grafika skenuojama didesniu tankiu – 1200 ppi ir daugiau. Asmeninis kompiuteris aprūpinamas optinių žymių atpažinimo programine įranga, kuri skenuotus tekstus gali pervesti į tekstinių redaktorių, skaičiuoklių ar leidybinių sistemų dokumentus. Dažniausiai skeneriai projektuojami ir gaminami konkretiems tikslams, todėl kiekvienu atveju parenkamas patogiausias skenuojamo objekto atžvilgiu veikimo mechanizmas: šviesai jautrus daviklis juda ir nuskaito objektą arba atvirkščiai – objektas juda virš daviklio. Skeneriai vienas nuo kito skiriasi ne tik veikimo principu, bet ir šiomis savybėmis:
•    Spalvomis (Colors);
•    Skenavimo greičiu (Scanning Speed);
•    Dinaminiu diapazonu (Dynamic Range);
•    Skiriamąja geba (Resolution);
•    Raiškumo adapteriu (Transparency Adapters);
•    Optinių simbolių atpažinimu (OCR, Optical Characters Recognition);
•    Lapų padavimo būdu (Sheet Feeders) ir kt.

Skenerių yra skirtingų rūšių.

Plokščiasis (Flat-bed) skeneris turi plokščią stiklinį paviršių, ant kurio dedamas popieriaus lapas, knygos puslapis ar kitas skenuojamas objektas. Šviesai jautrus daviklis juda po stiklu, skenuodamas objektą.
Puslapiniu (Sheet-fed) skeneriu skenuojamas iš atskirų puslapių sudarytas dokumentas. Kiekvienas puslapis traukiamas per stacionarią skenavimo galvutę – šviesai jautrų daviklį. Dėl to surišti dokumentai arba knygos šiuo skeneriu neskenuojami.
Rankinis (Hand Held) skeneris laikomas rankoje, o skenavimo galvutė vedama virš objekto. Rankiniai skeneriai dažniausiai yra maži, patogūs paimti, įvairaus dizaino, konkrečios paskirties ir ne tokie brangūs kaip stacionarūs staliniai skeneriai.
Cilindrinis (Drum) skeneris dažniausiai naudojamas tada, kai reikia gauti aukščiausią vaizdo kokybę, pavyzdžiui, leidybos sistemose skenuoti fotografijas ar kitus dokumentus. Dokumentas apsukamas apie cilindrą ir skenuojamas skenavimo galvutei judant išilgai besisukančio cilindro, į kurio vidų įdedamas šviesos šaltinis, sukantis cilindrui tiesiogine kryptimi apšviečiantis skenuojamą objektą.
Vaizdo (Video) skeneris– fotografijos kopijos elektroninis ekvivalentas. Jis vaizdui sulaikyti naudoja įprastą vaizdo kamerą. Daugelyje vaizdo skenerių kamera įrengiama ant stovo. Taip apibrėžiama sritis, kurioje galima skenuoti objektus. Panaudojus antrinį šviesos šaltinį, galima skenuoti fotografijas, skaidres ar negatyvus, taip pat trimačius objektus. Vaizdo skeneriai leidžia saugoti atmintyje vieną ar daug televizijos kadrų ir juos analizuoti, apdoroti kompiuteriu. Tai gali būti paprasti vienspalviai įrenginiai, skirti nebrangiems darbams, arba labai labaigreiti realiame laike veikiantys įrenginiai, kurie palaikomi galingo procesoriaus gali valdyti manipuliavimą vaizdais.
Skaidrių (Slides) skeneris neturi specialios veikimo technologijos. Jo veikimas grindžiamas plokščiojo arba vaizdo skenerio principais, pritaikant juos skenuoti mažas permatomas fotografijas ar negatyvus. Dažniausiai naudojami vaizdui įvesti iš fotojuostos leidyklose ar dizaino studijose.
Optinių žymių atpažinimo (Optical Marks) skeneriai pradėti naudoti jau 1955 metais. Šie skeneriai galėjo skenuoti, atpažinti ir atkoduoti informaciją, spausdintą arba parašytą tik tam tikro standarto šriftu. Šiandieniniais optinių žymių skeneriais su tam skirta programine įranga galima skenuoti ir ,,atpažinti“:
•    Brūkšninius kodus (Bar Codes);
•    Optines žymes (Optical Marks);
•    Magnetinio rašalo žymes (Magnetic Ink Characters):
•    Ranka rašytus ir spausdintus simbolius (Handwritten and Typewritten Characters).

Brūkšninių kodų technologija – tai nustatytų matmenų šviesių ir tamsių brūkšnių, išdėstytų pagal tam tikras taisykles, raštas, skirtas duomenims vaizduoti tokia forma, kuri būtų tinkama automatizuotam įvedimui ir skaitymui.

Ši prekių numeravimo sistema skirta automatizuoti atsiskaitymą ir apskaitą prekyboje. Įvedus brūkšninius kodus pagerėjo pirkėjų aptarnavimas, pagreitėjo atsiskaitymai, sumažėjo klaidų, palengvėjo kasininkų darbas. Lengvesnis tapo ir prekybos proceso valdymas, nes bet kuriuo metu iš parduotuvės kompiuterinės sistemos galima gauti visą informaciją apie kiekvieną prekę. Tuos pačius kodus galima naudoti ir sudarant sandėrius, vykdant logistines operacijas ir t. t.

Numeriai ant prekių yra pavaizduojami skaitmeninėje ir brūkšninio kodo formoje, kur kiekvienam skaitmeniui skiriami įvairaus pločio brūkšniai ir tarpai, pavyzdžiui, kodas ,,2 iš 5“ – du platūs, trys siauri brūkšniai. Skaitmenys nusako prekių gamintoją, prekės numerį, pagaminimo datą, kainą. Brūkšninio kodavimo principus bei įvairius kitus techninius reikalavimus nusako atitinkami tarptautiniai standartai ir jų pagrindu leidžiami nacionaliniai standartai. Tokiu būdu užtikrinama, kad bet kurioje šalyje paženklintos prekės kodas bus lengvai nuskaitomas viso pasaulio parduotuvėse. Tai yra pasiekiama dar ir todėl. Kad įvairiose šalyse, įvairių firmų gaminama brūkšninių kodų spausdinimo ir nuskaitymo aparatūra atitinka šiems standartams. Pasaulyje žinomi dviejų standartų brūkšniniai kodai: JAV – universalus prekės kodas (UPC, Universal Product Code) ir Europoje – Europos prekės numeravimo kodas (EANC, European Article Numbering Code). Europos standarte skiriamas papildomas skaičius, kuris nurodo valstybę. Brūkšniniai kodai plačiai taikomi ir bibliotekose. Sudaryta pasaulinė tarptautinė knygų numeravimo sistema (ISBN, International Standard Book Numbering).

Brūkšniniai kodai nuskaitomi specialiais skeneriais, kurie būna kelių rūšių. Šviesos diodiniai skeneriai veikia šviesos spindulių principu. Brūkšninį kodą galima nuskaityti arba paspaudžiant mygtuką, arba visuomet aktyviame režime. Taip pat yra lazeriniai brūkšninių kodų skeneriai ir skeneriai su instinktyviu nuskaitymu. Pastarieji yra naujausi. ,,Instinktyvios skaitymo distancijos“ koncepcija remiasi skaitymo atstumo ergonomikos tyrimais. Nagrinėjama vartotojo natūrali padėtis nuskaitant informaciją ir randama tokia, kai skeneris gali greitai nuskenuoti brūkšninį kodą. Šiuose skeneriuose naudojamas žalios šviesos taškas, kuris atsiranda ant skaitomo kodo ir taip signalizuoja, kad skaitymo sąlygos yra geros.

Optinės žymės dedamos specialiame blanke iš anksto numatytose vietose. Jos nuskaitomos skeneriu ir įvedamos į kompiuterį. Optinių žymių skeneris skleidžia šviesos spindulį į nuskaitomą objektą ir aptinka optines žymes, nuo kurių mažiau atspindima šviesos nei nuo nepažymėto popieriaus. Tai gali būti naudojama egzaminuojant, pildant įvairaus pobūdžio anketas, atliekant gyventojų apklausą ir kitais atvejais. Kartais žymės daromos su grafitiniu pieštuku – tai jau nėra optinės žymės, todėl jas atpažįsta specialus įrenginys, naudojantis silpną elektros srovę.

Magnetinio rašalo simbolių atpažinimo technologija pirmą kartą buvo panaudota 1950 metų viduryje JAV kaip priemonė apdorojant didelius kiekius bankų čekių. Buvo naudojami tik skaitmeniniai ir specialūs (stilizuoti) simboliai, kurie išspausdinami čekiuose magnetiniu rašalu (pavyzdžiui, čekio numeris, banko kodas, sąskaitos numeris) ir nuskenuojami specialiais skeneriais. Kadangi simboliai išspausdinami magnetiniu rašalu (su metalo dulkėmis), tai padidina banko dokumentų saugumą, nes apsunkina čekių klastojimą.

Ranka rašyti ir spausdinti simboliai skenuojami ir atpažįstami pasirinkus vieną ar kitą optinių simbolių atpažinimo programinę įrangą (OCR, Optical Character Recognition), nepriklausomai nuo skenuojamo dokumento šrifto stiliaus.

Biometrikai (Biometrics). Siekiant apsaugoti informacijos konfidencialumą, siūlomos įvairiausios priemonės, kurios suteikia vartotojui galimybę prieiti prie duomenų, finansinių išteklių ir kt. Daugelis tokių priemonių pagrįstos biometrine informacija, kurią skenuoja biometrijai. Skenerių projektuotojai ir gamintojai jau pristatė daug perspektyvių įtaisų, gebančių skenuoti žmogaus kūno dalis:
•    Pirštų atspaudus;
•    Veido bruožus;
•    Akies tinklainę ir rainelę;
•    Rankos riešo struktūrą;
•    Kalbą.

Identifikavimo būdas panaudojant biometrines sistemas, yra pranašesnis lyginant su tradiciniais metodais, tokiais kaip PIN kodas ar slaptažodis, nes identifikuojamas žmogus, jo unikalios fiziologinės charakteristikos, kurių negalima pamesti, parduoti, perduoti, užmiršti. Kompiuterinė sistema, turinti biometrinį įvesties įrenginį, kiekvieną kartą skenuoja vieną ar kitą atėjusio dirbti asmens kūno dalį, kuriai sukurtas skeneris. Skenuotas atvaizdas įvedamas į kompiuterinę sistemą ir sulyginamas su atminties įrenginyje saugomu pavyzdžiu. Gaminami ne tik specialūs skeneriai kiekvienai kūno daliai, bet, pavyzdžiui, klaviatūros ir pelės, turinčios įmontuotą piršto atspaudo skenerį. Atlikta biometrinių identifikavimo metodų pagal realizavimo ir atpažinimo sunkumą bei tikslumą analizė, kuri rodo, kad didžiausią identifikavimo tikslumą duoda, bet ir sunkiausiai realizuojamas yra akies rainelės metodas.

Biometrine duomenų apsaugos technologija vis daugiau pasitikima ir jau tyrinėjamos šios krypties naujos technologijos:
•    Veido termogramų sudarymas naudojant infraraudonųjų bangų spinduliuotę;
•    DNR grandinių tyrimas;
•    Odos struktūros ir piršto epitelio sluoksnio tyrimas naudojant ultragarsą;
•    Delnų atspaudų atpažinimas;
•    Akies formos identifikavimas;
•    Žmogaus eisenos analizė;
•    Žmogaus asmeninių kvapų analizė ir kt.

Bankų kortelių technologijos. Dabar naudojamos dviejų rūšių bankų kortelės: senesnės ir nelabai saugios magnetinės ir saugesnės mikroprocesorinės, dar vadinamos išradingosiomis (protingomis) kortomis (Smart Cards). Banko kortelių matmenys apibrėžiami ISO standartais ir tarpusavyje nesiskiria. Skiriasi tik naudojamos informacijos laikmenos bei kortelių panaudojimo galimybės.

Magnetinėse kortelėse, neskaitant vaizdinės informacijos ant kortelės, skaitmeninė informacija yra saugoma kortelės antroje pusėje esančiame magnetiniame takelyje. Magnetinėse kortelėse paprastai saugoma tik kortelės turėtojo identifikavimo informacija, pavyzdžiui, kortelės numeris, todėl jos dar vadinamos ID kortelėmis. Papildomos informacijos kaupimas pačioje kortelėje yra netikslingas dėl mažos talpos bei žemo tokių kortelių apsaugos lygio. Todėl aptarnaujant magnetinę kortelę specialus kortelės aptarnavimo įrenginys kreipiasi į bendrą kortelių sistemos centrinę duomenų bazę, kurioje yra visa informacija apie kortelę ir jos turėtoją, ir gauna leidimą operacijai atlikti. Magnetinės kortelės gali būti naudojamos ne tik finansinėse transakcijose (kreditinės ir debitinės), tačiau ir kitais tikslais – kaip raktas, leidimas, asmens identifikatorius.

Mikroprocesorinė kortelė turi mikroprocesorių ir atmintį, kuri naudojama klientui identifikuoti ar finansiniams pranešimams saugoti. Ši korta įdedama į skaitytuvą ir surenkamas slaptažodis. Ja duomenys perduodami į centrinį kompiuterį arba iš jo. Mikroprocesorinėse kortelėse laikomą informaciją galima perprogramuoti, papildyti bei kitaip ja manipuliuoti. Išradingoji korta gali būti taip užprogramuota, kad porą kartų įvedus neteisingą slaptažodį, ji pati panaikina savo turinį, apsaugodama savininko pinigus. Taigi ji yra saugesnė nei magnetinės kortelės. Tokiu būdu mikroprocesorinėse kortelėse saugomi finansiniai pranešimai ir naudojamas banke esantis lėšų likutis, pavyzdžiui, apmokamos sąskaitos perkant prekes, mokesčiai, telefoniniai pokalbiai ir pan.

Skaitmeninė kamera (Digital Video Camera). Joje vaizdai saugomi ne kaip analoginiai, bet kaip skaitmeniniai duomenys, todėl skaitmenine kamera gali būti tiesiogiai įvedami į kompiuterį. Skaitmeninių kamerų gamintojai – Canon, Kodak, Sony.

Skaitmeninis fotoaparatas (Digital Camera). Jame informacija taip pat saugoma skaitmenine forma ir gali būti tiesiogiai įvedama į kompiuterį bei išspausdinama spausdintuvu paprastame ar fotopopieriuje. Yra ir taip vadinamų paslėptų rašiklyje ar laikrodyje skaitmeninių fotoaparatų. Tai kiekvieno slaptojo agento įvairiuose detektyvuose pagrindinė darbo priemonė. Pavyzdžiui, toks mini aparatas gali sutalpinti iki 80 JPEG standarto vaizdų, o laikrodžio ekranas tampa tarsi displėjaus ekranu, kuriame matomos nuotraukos. Jas infraraudonosiomis bangomis tiesiogiai galima įvesti į AK.

Kalbinės įvesties įtaisai. Juose duomenims ar komandoms įvesti tiesiogiai į kompiuterinę sistemą vartojama kalba. Tokiuose įrenginiuose vyksta kalbos ar balso atpažinimo procesai. Kai kurie kalbinės įvesties įtaisai gali atpažinti kalbos žodžius pagal iš anksto sudarytą žodyną. Kai operatorius pasako žodyne apibrėžtus žodžius, duomenys pasirodo ekrane ir gali būti tikrinami. Kalbos atpažinimo procesas vyksta lyginant pasakytus žodžius su saugomais žodyne (atminties įrenginiuose). Kalbos arba balso atpažinimo technologijos pradėtos tyrinėti 1938 metais, tačiau tik po 1980 metų pradėtos taikyti duomenims įvesti balsu trimis kalbėjimo būdais:
•    Atskirų žodžių atpažinimas (Separate Word Recognition) – galima atskirti atskirus žodžius;
•    Susietos kalbos atpažinimas (Connected Speech Recognition) – tarp žodžių daromos trumpos pauzės;
•    Ištisinės kalbos atpažinimas (Continuous Speech Recognition) – kalbama įprastai, bet raiškiai.
Įvedant duomenis balsu dažnai iškyla problemų, susijusių su kompiuterio žodyno ribotumu, asmenų tarties skirtumais, kompiuterio negebėjimu priimti ištisinę kalbą. Todėl ir toliau mokslininkai intensyviai ieško efektyvių kalbinės įvesties įtaisų tobulinimo būdų. Duomenų įvestis balsu domina daugelį specialistų ar šiaip vartotojų, pavyzdžiui, medikus, kurie gaišta daug brangaus laiko rašydami ligų istorijas; akluosius, kuriems sunku naudoti kitokį duomenų įvedimo būdą; rašytojus, nenorinčius rašyti savo kūrinių ant popieriaus; astronautus, nes jų rankos užimtos kitais darbais; vadovus, kuriems patogiau ir sparčiau duoti nurodymus balsu ir t.t. Kompiuterinėse apsaugos sistemose vietoje slaptažodžio jau naudojami balso atpažinimo įrenginiai, kurie palygina vartotojo balsą su iš anksto įrašytu kompiuterio atmintyje jo pavyzdžiu ir tik atpažintas vartotojas gali dirbti.

Automatinis duomenų įvedimo būdas

Automatinis duomenų įvedimo būdas dar nėra išvystytas ir paplitęs, nes jis labai sudėtingas technologiškai, kadangi visą darbą, be žmogaus įsikišimo, turi atlikti robotai, kompiuteriai ir jiems pritaikytos programos. Automatinis duomenų įvedimo būdas remiasi specialiais fiksuojančiais prietaisais (skaitikliais, davikliais, matuokliais ir pan.) ir juos susiejančiais kompiuteriais. Jis skirtas sumažinti brangų rankų darbą, padėti žmonėms dirbti sunkiai prieinamose ar atšiauriose aplinkose. Kadangi naudojama daug įvairių įrenginių, neretai susiduriama su jų suderinamumo problemomis. Taip pat problemų kelia iš įvedimo įtaisų ateinančių analoginių duomenų vertimas skaitmeniniais, kad juos galėtų apdoroti kompiuteris.

Skiriamas tolydinių ir diskretinių duomenų registravimas.

Automatinį diskretinių duomenų įvedimą dažniausiai pavyksta įdiegti gamyklose, gaminančiose masinę produkciją. Pavyzdžiui, konvejerio pradžioje ir pabaigoje gali būti pastatyti davikliai, reaguojantys į ruošinio ar gatavo daminio praslinkimą pro juos. Jeigu tie davikliai turi ryšį su kompiuteriu, tai bet kuriuo momentu galima paskaičiuoti, kiek produkcijos pagaminta, kokia yra nebaigta gamyba ir pan. Aišku, kad tokių daviklių pastatymas ir prijungimas prie kompiuterio pasiteisina tik esant pastoviai gamybos technologijai bei masinei gamybai.

Tolydiniai duomenys paprastai registruojami automatizuotose technologinio proceso valdymo sistemose, kuriose įvairūs davikliai matuoja ir perduoda į registravimo aparatūrą duomenis apie proceso eigą. Problemos, atsirandančios taip įvedant duomenis, yra suderinamumas, linearizacija ir diskretizacija. Suderinamumo problema atsiranda dėl skirtingo duomenų perdavimo greičio linijoje daviklis-kompiuteris ir pačiame kompiuteryje. Todėl tenka naudoti specialius duomenų kaupiklius kuriuose iš daviklių sukaupti duomenys dideliu greičiu perduodami į kompiuterį. Įvedant analoginių matavimo prietaisų, dažniausiai naudojamų cheminėse gamyklose, elektros jėgainėse ir pan., parodymus, tenka analoginį signalą pakeisti skaitmeniniu jo atitikmeniu. Be to, dažnai analoginių prietaisų skalės nėra proporcingos, todėl tenka atlikti nuskaitomo signalo linearizaciją pagal tik tam prietaisui skirtą algoritmą.

Aišku, kad automatinis duomenų įvedimas brangiai kainuoja ir todėl naudojamas ribotai (bent jau Lietuvos sąlygomis).

Duomenų įvedimo kontrolės operacijos

Įvedimo kontrolės operacijos naudojamos aptikti klaidas ir jas ištaisyti. Joms atlikti naudojami įvairūs metodai:
•    Vizualūs;
•    Verifikacijos (pakartotinio įvedimo);
•    Programiniai:
o    Formato (šablonų);
o    Apribojimų;
o    Loginių ryšių:
•    Su to paties įrašo duomenimis;
•    Su kitų įrašų duomenimis tame pačiame faile;
•    Su kitų duomenų bazės failų duomenimis.

Tai gali būti paprasčiausi vizualūs patikrinimai (pats vartotojas ar kas nors kitas ekrane gali pamatyti klaidą) arba galima pakartotinai įvedinėti duomenis. Tačiau šie būdai labai imlūs darbui ir nepatikimi. Taip pat galima paminėti formatų kontrolės metodą, pavyzdžiui, data – metai, mėnuo, diena (yyyy.mm.dd) arba telefono numeryje negali būti raidžių. Formatas nurodomas automatiškai projektuojant duomenų bazes, tačiau galimybės ribotos, dažnai formato kontrolę tenka programuoti papildomai. Įvairių apribojimų metodai reiškia, kad įvedant duomenis rankomis, galima nustatyti duomens ilgį, tipą, nurodyti, kad įvedamas duomuo būtinai turi patekti į tam tikrą diapazoną, pavyzdžiui, suma – ne mažesnė 1000 Lt arba metai – ne ankstesni kaip 1995. Taip pat galima tikrinti, ar duomenys susiję būtinais loginiais ryšiais su kitais duomenimis tame pačiame įraše, faile, duomenų bazėje. Loginiai ryšiai su to paties įrašo duomenimis – tai, pavyzdžiui, darbo pabaigos laikas negali būti mažesnis už pradžios laiką arba, jei matuojama vienetais (štukomis), kiekis privalo būti sveikas skaičius. Ryšiai su kitų įrašų duomenimis tame pačiame faile – tai, pavyzdžiui, naujo užsakymo įvykdymo trukmė negali būti trumpesnė už prieš tai buvusio, jei jie lygiateisiai. Ryšiai su kitų duomenų bazės failų duomenimis –efektyvus kontrolės metodas, jei duomenys susiję.

Tačiau neaptikus klaidų minėtais būdais klaidingi duomenys gali būti perduoti kitam vartotojui. Ir teisinguose duomenyse, juos perduodant, gali įsivelti klaidų. Joms aptikti yra sudėtingesnių technologijų, pavyzdžiui, papildomo bito (Parity Bit) tikrinimas (Parity Check), kontrolinių sumų (Checksumming) metodas ir kt.

02.    Duomenų kaupimo ir saugojimo technologijos

Duomenų kaupimas ir saugojimas – tai pirminių duomenų komplektavimas iki jų apdorojimo. Duomenys kaupiami ir saugomi mašininėse laikmenose, organizuojami į taip vadinamus duomenų masyvus, kur jie išdėstomi tam tikra tvarka. Su duomenų kaupimu ir saugojimu siejasi ir duomenų paieškos operacija, kai reikia surasti reikalingus duomenis, juos koreguoti ar pakeisti.

Kompiuterinėje sistemoje duomenys pateikiami įvairių simbolių pavidalu. Tai gali būti raidės, skaičiai, specialūs simboliai. Žmonės supranta jų prasmę, kompiuteris tiesiogiai – ne. Todėl būtina duomenis pakeisti į kompiuteriui suprantamą formą. Kompiuteryje vyksta elektrinės, magnetinės ir optinės prigimties procesai, kuriems būdinga dvejopa būsena ,,taip“ arba ,,ne“:
•    Elektros srovė – teka arba ne;
•    Magnetinis laukas – yra arba nėra;
•    Šviesa – įjungta arba išjungta.

Fiziniai reiškiniai, vykstantys kompiuterinėje sistemoje ir turintys dvejopą būseną, gerai atvaizduojami dvejetaine skaičiavimo sistema, sudaryta iš dviejų skaitmenų (1, 0), vadinamų dvejetainiais skaitmenimis (Binary Digit – Bit). Bitas – tai mažiausias kompiuteryje saugomų duomenų elementas. Didesnis vienetas baitas (Byte) lygus 8 bitams. Elektrinėje schemoje bitas nusakomas taip: nėra krūvio – 0, yra krūvis – 1.

Duomenų kodavimas

Kiekvienas įvedamas, apdorojamas ir išvedamas duomuo atvaizduojamas dvejetainių skaitmenų seka, kuri kiekvieno duomens yra unikali. Tokiu būdu sukuriamas duomenų dvejetainis kodavimas, kurio atvaizduojamų duomenų skaičius yra tiesiogiai proporcingas bitų kombinacijų skaičiui. Paprastai naudojamos 8 bitų kombinacijos (28=256), kurių pakanka atvaizduoti raides, skaičius ir specialius simbolius.

Kuriant dvejetainio kodavimo sistemą, pasižymėjo du amerikiečių mokslininkai. Tai Samuelis Morse‘as, išradęs elektrinį duomenų perdavimo būdą – telegrafą, naudodamas trumpus ir ilgus elektrinius signalus, bei Hermanas Hollerith‘as, išvystęs dvejetainį kodavimą duomenims atvaizduoti perfokortose. Kompiuterinėse sistemose naudojami trys dvejetainio kodavimo būdai: ASCII, EBCDIC, UNICODE, tačiau kol kas labiausiai paplitę du pirmieji, kuriuose vienam simboliui užkoduoti naudojami 8 bitai.

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) susideda iš dviejų lentelių – pagrindinės ir papildomos. Pagrindinėje lentelėje yra 0 –127 kodų reikšmės. Pirmieji 32 kodai (0-31) yra valdymo kodai, o pradedant 32 ir baigiant 127 – angliškosios abėcėlės, skyrybos ženklų, skaičių, aritmetinių veiksmų ir kitų specialiųjų simbolių kodai.

EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) kodavimo sistema populiari IBM ir su IBM suderinamuose universaliuosiuose kompiuteriuose. Kodavimo pavyzdžiai:

Simbolis    ASCII-8    EBCDIC
A    0100 0001    1100 0001
B    0100 0010    1100 0010
1    0011 0001    1111 0001
2    0011 0010    1111 0010
9    0011 1001    1111 1001

UNICODE (UNIversal CODE) – tai 1980 metais Apple ir Xerox sukurtas duomenų dvejetainio kodavimo būdas, leidžiantis užkoduoti visų pasaulio kalbų abėcėlių simbolius. Šiuo atveju vienam simboliui užkoduoti naudojama 16 bitų (216=65536). Šis būdas pradedamas taikyti vis plačiau naujausiose kompiuterinėse sistemose.

Grafinių duomenų kodavimas. Juodai-baltas grafinis vaizdas susideda iš taškelių (žiūrint per padidinamąjį stiklą), kurie sudaro tam tikrą raštą, vadinamą rastru.  Kiekvieno taškelio koordinates ir ryškumą galima išreikšti skaičiais, taigi rastrinis kodavimas įgalina taip pat naudoti dvejetainius kodus grafiniams duomenims atvaizduoti. Juodai-baltos iliustracijos vaizduojamos 256 pilkos spalvos gradacijomis, toki būdu bet kurio taškelio ryškumui koduoti pakanka 8 bitų kombinacijos.

Koduojant spalvotus vaizdus naudojamas dekompozicijos principas. Spalva skaidoma į ją sudarančius komponentus: raudoną (R, Red), žalią (G, Green), mėlyną (B, Blue), nes praktiškai laikoma, kad bet kuri žmogaus akimi matoma spalva gaunama maišant šias tris pagrindines spalvas. Tokia kodavimo sistema vadinama RGB. Jeigu koduojant kiekvieno komponento ryškumą naudoti po 256 reikšmes (8 bitų) kaip ir nespalvoto vaizdo atveju, tai reiškia, kad vienam spalvotam taškui užkoduoti reikia 24 bitų. Tokia kodavimo sistema leidžia užkoduoti 16,5 milijonų skirtingų atspalvių, kas labai artima žmogaus akies jautrumui. Toks spalvotos grafikos pateikimo režimas vadinamas True Color.

Poligrafijoje dar naudojamas CMYK kodavimo metodas, t. y. kiekvienai pagrindinei spalvai pridedama papildanti ją iki baltos spalva. Papildomos spalvos yra C, Cyan – žydra; M, Magneta – purpurinė; Y, Yellow – geltona; K, Black – juoda (žymima raide K, nes B raidė žymi pagrindinę mėlyną spalvą). Koduojant vaizdus šioje sistemoje reikia naudoti 32 bitus.

Naudojamas ir 16 bitų kodavimas, tokiu atveju spalvotos grafikos pateikimo režimas vadinamas High Color, kuriame koduojamų spalvų diapazonas yra ženkliai mažesnis.

Garsinės informacijos kodavimas. Darbo su garsine informacija priemonės ir metodai atsirado vėliausiai, todėl nėra vieningų standartų šiems duomenims koduoti.  Bandymų visumoje galima išskirti dvi pagrindines kryptis:
•    FM metodas (FM, Frequency Modulation) teoriškai grindžiamas tuo, kad bet kokį garsą galima išskaidyti į paprasčiausių įvairaus dažnio harmoningų signalų seką. Kiekvienas toks elementarus signalas yra taisyklingos sinusoidės pavidalo ir gali būti išreikštas skaitiniais parametrais, t. y. kodu. Gamtoje garsiniai signalai sudaro nepertraukiamą spektrą, t. y. – jie analoginiai. Jų skaidymą į elementarius ir pavertimą diskrečiaisiais skaitmeniniais signalais atlieka specialus įrenginys – analoginis-skaitmeninis keitiklis. Atvirkštinis keitimas atgaminant garsą, užkoduota skaitmeniniu pavidalu, atlieka skaitmeninis-analoginis keitiklis. Tokių garsinio signalo keitimų metu neišvengiamai iškraipoma informacija arba tam tikra jos dalis prarandama, todėl garso įrašų kokybė nukenčia.
•    Banginis-lentelinis metodas (Wave-Table) labiau atitinka šiuolaikinį technikos išsivystymo lygį. Lentelėse saugomi daugelio muzikos instrumentų garsų pavyzdžiai (Samples). Skaitmeninai jų kodai nusako instrumento tipą, jo modelio numerį, garso toną, trukmę ir intensyvumą, jo keitimosi dinamiką, aplinkos parametrus bei kitas, apibūdinančias garsą, charakteristikas. Elektroninė muzika sintezuojama iš šių pavyzdžių, kokybė gaunama daug geresnė.

Duomenų struktūros.

Saugant duomenis siekiama užtikrinti, kad jie būtų saugomi kompaktiškame pavidale, kad bet kuriuo metu būtų įmanoma greita ir patogi prieiga prie duomenų. Tai galima įgyvendinti tada, kai duomenys saugomi sutvarkyti, be to, tokiu atveju ir automatizuoti didelių duomenų rinkinių apdorojimą yra lengviau. Sakome, kad duomenys turi būti struktūrizuoti, t. y. duomenys rinkinyje turi sudaryti tam tikrą struktūrą. Pavyzdžiui, jei knygą išardysime į atskirus lapus ir juos sumaišysime, tai knyga praras savo paskirtį. Nors išardyta knyga taip pat bus duomenų rinkinys, bet pasirinkti metodą, kaip iš jos gauti informaciją – sunkiau. Būtų dar blogiau, jeigu iš knygos iškarpytume atskiras raides, tuomet iš viso vargu ar rastume būdą, kaip tą knygą perskaityti.

Jeigu surinksime visus knygos lapus ir juos susegsime nuoseklia tvarka, gausime paprasčiausią linijinę duomenų struktūrą. Tokią knygą galima skaityti, tačiau reikalingų duomenų paieškai reikia perskaityti visą knygą. Norint duomenis surasti greičiau, naudojama hierarchinė duomenų struktūra. Pavyzdžiui, knyga suskirstoma į dalis, skyrius, poskyrius, pastraipas. Žemesnio lygio struktūros elementai įeina į aukštesnio lygio struktūros elementų sudėtį, pavyzdžiui, skyrių sudaro poskyriai, poskyrius – pastraipos ir pan. Surasti duomenis hierarchinėse struktūrose paprasčiau, nei linijinėse, tačiau ir čia neišvengiama peržiūrėjimo operacijos. Uždavinį supaprastina lentelinės duomenų struktūros, kurios susieja tarpusavyje hierarchinės ir linijinės struktūrų elementus, pavyzdžiui, knygos skyrius ir poskyrius iš hierarchinės struktūros su puslapių numeriais iš linijinės struktūros. Knygose tokia lentelė vadinama turiniu.

Linijinės duomenų struktūros –tai sąrašai, paprasčiausia duomenų struktūra, kurioje kiekvienas duomenų elementas masyve vienareikšmiškai nustatomas savu unikaliu numeriu. Pavyzdžiui, knygos puslapių numeriai, eilučių numeriai, studentų sąrašai ir t. t. Taigi, linijinės duomenų struktūros (sąrašai) – tai sutvarkytų duomenų struktūros, kuriose kiekvieno elemento adresas vienareikšmiškai nusakomas jo numeriu. Lentelinės duomenų struktūros (duomenų lentelės, duomenų matricos). Paprasčiausiose dvimatėse lentelėse reikalingo duomenų elemento adresas nusakomas numeriais eilutės ir stulpelio, kurių susikirtime (ląstelėje) randasi tas elementas. Hierarchinėse struktūrose kiekvieno elemento adresas – tai maršrutas arba kelias, vedantis iš hierarchijos viršūnės iki reikalingo duomenų elemento (pavyzdžiui, Start ==>Programs ==>Accessories==> Paint).

Saugant duomenis kompiuterinės sistemos atminties įrenginiuose naudojami fiziniai ir loginiai duomenų vienetai. Techninė įranga ,,mato“ tik bitus ir didesnius fizinius duomenų vienetus, o programinė įranga įgalina kurti loginius duomenų vienetus –failų formatus ir valdyti bei tvarkyti juos taip, kad vartotojui būtų patogu naudotis.

Bitas – duomenų atvaizdavimo kompiuteryje pagrindinis ir mažiausias elementas. Paprastai operuojama stambesniais už bitą fiziniais vienetais – baitais, kilobaitais, megabaitais, gigabitais, terabaitais, petabaitais, eksabaitais, zetabaitais, jotabaitais.

Simbolis – tai pagrindinis loginis duomenų vienetas, skirtas žmonėms. Ekonominėje informatikoje dar vadinamas rekvizitu (atributu, duomenų elementu). Kada duomenys įvedami į kompiuterinę sistemą, kiekvienas simbolis automatiškai koduojamas dvejetainiais skaitmenimis, o išvedamas iš kompiuterinės sistemos – atkoduojamas.

Laukas duomenų hierarchijoje yra žemesniojo lygio loginis vienetas, kurį sudaro tarpusavyje susieti simboliai. Pavyzdžiui, atskiras simbolis d, paimtas iš konteksto, neturi prasmės, bet susiejus jį su tam tikrais simboliais (a, t, a), lauko prasmė tampa aiški – data.

Įrašais aprašomi tam tikri objektai, įvykiai ar kiti dalykai. Kiekvienas objektas aprašomas susijusiais laukais, kurių reikšmės ir sudaro įrašą. Pavyzdžiui, įrašius konkrečius duomenis – vardą, pavardę, fakultetą, kursą, grupę (tai – laukai), gaunamas įrašas apie konkretų studentą.

Failas yra logiškai susijusių įrašų rinkinys. Fizine prasme failas – tai duomenys, įrašyti į paskirtą vietą atminties įrenginyje ir pavadinti tam tikru vardu. Pavyzdžiui, įrašius konkretaus fakulteto studentų duomenis, t. y. užpildžius daug įrašų, sudaromas failas apie fakulteto studentus.

Duomenų bazė yra kiekvienos kompiuterinės sistemos duomenų šaltinis. Iš esmės duomenų bazė yra logiškai tarpusavyje susietų failų rinkinys. Pavyzdžiui, sujungus visų fakultetų studentų sąrašų failus, gaunama universiteto studentų sąrašų duomenų bazė.

Failų hierarchinė struktūra.

Tai toks failų tvarkymo būdas, kai failai atminties įrenginiuose saugomi pagal organizuotą struktūrą, kad būtų patogu jais operuoti: kurti naujus, iškviesti jau sukurtus, kopijuoti, perkelti, naikinti, atkurti, jungti. Failai suskirstomi į prasmingas grupes, vadinamas katalogais (Directory, Folder), kuriems suteikiami vardai. Kiekvienam taikymui programos ir duomenys yra saugomi skirtinguose kataloguose, kurie savo viduje gali turėti kitus katalogus, vadinamus pakatalogiais (Subdirectory, Subfolder), o šie – vėl kitus ir t. t. Taip organizuota failų išdėstymo atminties įrenginiuose sistema vadinama logine hierarchine failų struktūra, kurioje išryškėja katalogų medis (Directory Tree). Katalogų medžio pradžia – diskas, vadinamas pagrindiniu arba šakniniu katalogu (Root Directory). Dauguma operacinių sistemų turi hierarchines failų sistemas, kad saugotų duomenis ir programas, pavyzdžiui, MS DOS, OS/2, Unix, kuriose vartojamas katalogo (Directory), o Microsoft Windows ir MacOS – segtuvo (Folder) terminas.

Pagrindiniai failų tipai – tai duomenų (Data) failai, kuriuos sudaro vartotojui svarbūs duomenys, ir programų (Programs) – pagal kurias apdorojami duomenys.
Duomenų failai klasifikuojami taip:
•    Transakcijų (Transaction);
•    Pagrindinis (Master);
•    Ataskaitų (Report);
•    Išvesties (Output);
•    Istorinis (History);
•    Atsarginių kopijų (Backup).

Transakcijų failas. Įvesties įrenginiais įvesti duomenys saugomi kompiuteriui suprantama forma tol, kol jų prireiks duomenų apdorojimo metu. Taigi šie duomenys laikomi taip vadinamame transakcijų (pradiniame) faile.

Pagrindinis failas. Duomenys, kurie saugomi kompiuteriui suprantama forma ilgą laiko intervalą, reikiamu laiko momentu atkuriami ir duomenų apdorojimo metu atnaujinami, sudaro pagrindinį failą.

Ataskaitų failas. Tai duomenų apdorojimo rezultatai, kurie reikalingi vartotojui. Jie kaupiami, parengiami spausdinti ir laikomi iki reikiamo momento ataskaitų faile.

Išvesties failas. Daug taikomųjų programų projektuojamos taip, kad duomenų apdorojimo rezultatai būtų panaudojami vėliau kitose programose. Tuo tikslu sukuriamas failas, vadinamas išvesties failu. Kitoje taikomojoje programoje šis failas gali tapti transakcijų failu.

Istorinis failas. Kai kurios organizacijos analizuoja duomenis, kuria ataskaitas apie savo veiklą praeityje ar saugo kitus organizacijai svarbius duomenis. Ilgalaikio saugojimo failai vadinami istoriniais.

Atsarginių kopijų failas. Tai visų tipų failų kopijos, kurios daromos tam, kad neprarasti programų ar duomenų, jei kas atsitiktų originaliems failams, kurie gali būti tyčia ar netyčia sunaikinti arba sugadinti virusų.

Tam, kad duomenis būtų galima saugoti kompiuterinėje sistemoje, juos reikia įrašyti į atminties įrenginį, o norint saugomus duomenis panaudoti, reikia atlikti duomenų paiešką atminties įrenginyje, t. y. išrinkti, surasti reikalingus.

Duomenims įrašyti reikalinga saugojimo terpė (magnetinė, optinė, puslaidininkinė) ir atitinkamas atminties įrenginys. Įvesti duomenys, kol bus įrašyti, laikomi operatyviojoje atmintyje RAM. Kur atminties įrenginyje bus įrašyti duomenys, rūpinasi operacinė sistema, pagal kurios nurodymus atminties įrenginio valdikliu reikiamoje vietoje nustatomas įrašymo mechanizmas.

Kadangi saugomų duomenų bet kuriuo metu gali prireikti duomenų apdorojimo procese, skiriamos tokios sąvokos: duomenų saugojimas (Data Storage), duomenų išrinkimas (Data Access) ir duomenų paieška (Data Retrieval). Duomenims išrinkti naudojami metodai:
•    Nuosekliosios kreipties (Sequential Access Method);
•    Tiesioginės kreipties (Direct Access or Random Access Methods);
•    Indeksuojamosios kreipties (Indexed Access Method).

Nuosekliosios kreipties metodu peržiūrimi visi failuose saugomi įrašai nuosekliai tokia pačia tvarka, kaip buvo įrašyti, kol randamas reikalingas. Paieškos metu negalima peršokti per keletą įrašų. Nuosekliosios kreipties atminties įrenginio pavyzdys yra magnetinė juosta. Tiesioginės kreipties metodas naudojamas tada, kai failai į atminties įrenginį įrašomi ir saugomi pagal adresus. Atsirado galimybė kreiptis į konkretų įrašą, neskaitant viso failo iš eilės. Atminties įrenginio pavyzdys – magnetinis diskas. Indeksuojamos kreipties metodo atsiradimas leido išsirinkti vieną ar kelis laukus, kad tiksliai nusakyti, koks įrašas reikalingas. Toks laukas ar laukų grupė vadinamas raktu. Raktas vienareikšmiškai apibrėžia įrašą. Indeksas – specifinis duomuo, nurodantis įrašų eiliškumą faile. Šis metodas yra daug lėtesnis ir brangesnis, nei tiesioginės kreipties. Atminties įrenginio pavyzdys – magnetinis diskas, jame galima išrinkti duomenis ir tiesioginės, ir indeksuojamosios kreipties metodais.

Tradicinės failų sistemos trūkumai:
•    Duomenų perteklius/pasikartojantys duomenys (pavyzdžiui, tiekėjo pavadinimas gali būti pirkimo, pardavimo, prekių duomenų failuose – tai bus pasikartojanti informacija);
•    Silpna duomenų kontrolė (failų sistemose nėra centralizuotos duomenų kontrolės, taigi gali atsirasti tie patys duomenys, pavyzdžiui, tas pats elementas, turintis kitą pavadinimą priklausomai nuo to, kokiame faile jis yra);
•    Apsunkintas duomenų valdymas (sunku, vien žinant įrašo indeksą, gauti informaciją, pavyzdžiui, kiek prekių įsigijo konkretus klientas, kiek jos kainavo ir pan. Tokią informaciją gauti kartais iš viso neįmanoma, nes kai kurios sistemos neleidžia sudaryti ryšių tarp duomenų, esančių skirtinguose failuose;
•    Didelis programuotojo darbo indėlis (failų sistemose yra griežta priklausomybė tarp duomenų ir programos, taigi pakitus programai, dažnai reikalingas programuotojo įsikišimas sutvarkant duomenų failus, įvedant naujus elementus, perkoduojant ir t. t.

Duomenų bazės (DB).

Informacinės sistemos, naudojančios DB, leido atsikratyti tokių problemų, kaip duomenų perteklius, silpna jų kontrolė. Centralizuotose DB lengva realizuoti duomenų pakeitimus, sukurti ryšius tarp atskirų duomenų elementų. DB naudojimas organizacijai suteikia tam tikrų privalumų:
•    Visi duomenys surinkti vienoje integruotoje saugykloje, į kurią gali patogiai kreiptis įvairūs vartotojai;
•    Išvengiama daugkartinio tų pačių duomenų įvedimo ir dubliavimo įvairiose programose;
•    Didesnis saugumo laipsnis;
•    Mažesnis perteklinių duomenų kiekis.

Duomenų bazė – duomenų hierarchijos aukščiausias lygmuo. Tai specialiu būdu organizuotas duomenų (integruotos failų visumos) saugojimas, kuris vartotojui užtikrina patogią sąveiką ir greitą prieigą prie duomenų. Duomenų bazė – dideli kompiuterio atminties įrenginiuose saugomi logiškai tarpusavyje susietų duomenų masyvų rinkiniai, iš kurių lengvai ir greitai iškviečiami bei pateikiami norimu pavidalu valdomi duomenys, panaudojant programinę įrangą – duomenų bazės valdymo sistemą DBVS (DBMS, Datebase Management System).

Kartais literatūroje minimas ir kitas terminas – ,,duomenų bankas“, kuris aiškinamas kaip automatizuota sistema, kurią sudaro duomenys, programinė ir techninė įranga bei personalas – ir visa tai užtikrina duomenų kaupimą, saugojimą, atnaujinimą, paiešką bei pateikimą. Duomenų bazė – tai dinaminis objektas, kur saugomų duomenų reikšmės keičiamos norint atspindėti realią tam tikros dalykinės srities padėtį. Lyginant duomenų bazę (DB) su duomenų banku (DBn), pastarasis turi daugiau papildomų priemonių, pavyzdžiui, kalbos priemones (programavimo, duomenų aprašymo, užklausų), metodines priemones (rekomendacijas ir instrukcijas apie duomenų banko sukūrimą bei funkcionavimą), aptarnaujantį personalą (programuotojus, inžinierius, administraciją, kurių užduotis – duomenų banko darbo kontrolė; ypač reikėtų pažymėti duomenų banko administratoriaus vaidmenį, nes jis išduoda vartotojams prieigos prie duomenų leidimus, rūpinasi duomenų saugumu, suteikia tam tikrus įgaliojimus kitiems darbuotojams ir kt.). Angliškai kalbančių šalių autoriai mano, kad DB kaupiama bibliografinė, o DBn – faktografinė informacija. Literatūroje prancūzų ir vokiečių kalbomis daugiausia vartojamas terminas DBn, o rusų kalboje vartojami abu terminai.

DB gali būti išdėstyta viename kompiuteryje (vietinė DB) arba paskirstyta keliuose, sujungtuose į tinklą kompiuteriuose (paskirstyta DB). Vietinės DB efektyviau išnaudojamos, kai dirba vienas arba keli vartotojai, kai jų veiksmus galima suderinti. Paskirstytų DB paskirtis – pateikti lankstesnes, daugelio nutolusių ir išsimėčiusių geografiškai vartotojų aptarnavimo formas, kai dirbama su dideliais duomenų kiekiais. Paskirstytos DB sistemos suteikia daugiau galimybių valdant sudėtingus objektus ar procesus, susidedančius iš daugelio grandžių, pavyzdžiui, organizaciją, jungiančią tam tikrą filialų skaičių. Viena iš paskirstytų DB valdymo priemonių – duomenų tiražavimas. Tai procesas, kurio metu pradinės DB objektų pakeitimai perkeliami į DB (ar jų dalis), esančias skirtinguose paskirstytos sistemos mazguose. Paskirstytų sistemų darbo organizavimas numato vartotojo prieigos prie duomenų apribojimus, nes tokiose sistemose iškyla daugiau pavijų duomenų saugumui.

Projektuojant DB, atsižvelgiama į jų sudėtingumą, kuris priklauso nuo duomenų apimties, jų tipų įvairovės, ryšių tipų ir jų kiekio ir t. t.

Duomenims organizuoti duomenų bazėje pirmiausia atliekamas išankstinis modeliavimas, t. y. sukuriamas duomenų loginis modelis. Duomenų modelis – tai būdas struktūrizuoti duomenis. Loginio duomenų modelio paskirtis – sisteminti įvairiarūšius duomenis ir atspindėti jų savybes pagal turinį, struktūrą, apimtį, ryšius, dinamiką, be to, reikia atsižvelgti ir į tai, kad būtų tenkinami įvairių kategorijų vartotojų informaciniai poreikiai. Loginis duomenų modelis kuriamas etapais, palaipsniui artėjant prie optimalaus varianto, aišku, atsižvelgiant ir į ribojančius veiksnius.

Kuriant loginį duomenų modelį, pirmiausia išaiškinami tam tikros dalykinės srities objektai, procesai, kurie gali būti reikalingi (įdomūs) vartotojui. Pavyzdžiui, tokiais objektais gali būti indėlininkai, tiekėjai, klientai, prekės ir pan. Kiekvienam objektui atrenkamas jį apibūdinančių savybių (rekvizitas, atributas, laukas) rinkinys, pavyzdžiui, indėlininkui – pavardė, vardas, asmens kodas, adresas, indėlio tipas, indėlio suma ir kt. Sprendžiant, kokie duomenys turėtų sudaryti DB, reikia atsižvelgti ne tik į dalykinę sritį, aptarnaujamų problemų ratą, bet ir į darbo su tam tikrais duomenimis intensyvumą, duomenų dinamiką, koregavimo dažnumą, duomenų tarpusavio ryšius bei sąveiką. Praktiškai kai kurie vartotojai gali būti suinteresuoti ne visu duomenų modeliu, o tik tam tikra jo dalimi. Pavyzdžiui, kažkuriam buhalteriui nereikia duomenų apie banko indėlininkus-fizinius asmenis, nes jis aptarnauja tik juridinius asmenis. Todėl kai kuriais atvejais reikia numatyti galimybę išskirti tam tikrą duomenų dalį – submodelį. Submodelis – tai apribotas pagal konkretaus vartotojo ar grupės vartotojų interesus bendrasis modelis.

Kuriant loginį duomenų modelį, pasirenkamas vienas iš trijų modeliavimo būdų: hierarchinis, tinklinis arba reliacinis.

Hierarchinio modelio struktūra yra medžio tipo, ji išreiškia vertikalius hierarchijos ryšius, t. y. žemesnieji lygiai pavaldūs aukščiau esantiems.

Tinklinis modelis sudėtingesnis ir skiriasi nuo hierarchinio tuo, kad turi ir horizontalius ryšius, kurie gali būti ir nevienareikšmiai.

Reliacinis modelis – kuriame duomenys saugomi vadinamose dvimatėse lentelėse, su kuriomis atliekamos operacijos, formuluojamos naudojant reliacinės algebros terminus. Į reliacinių DB sudėtį įeinančios lentelės tarpusavyje susiejamos tam tikrais ryšiais. Ryšį tarp atskirų lentelių nustato bendri, sutampantys tų lentelių laukai, kurie dar vadinami siejančiais laukais.

Loginis duomenų modelis kartu su programinėmis ir techninėmis priemonėmis vadinamas fiziniu DB modeliu. Tai galutinai materializuotas duomenų bazės kūrimo procesų įgyvendinimas. Jo metu suformuojami failai, kuriuose išskiriami raktiniai laukai (rekvizitai), reikalingi ryšiams su kitais failais nustatyti. Nustatomi kiekvieno lauko duomenų tipai, įrašų skaičius failuose ir kitos reikalingos charakteristikos.

Nesudėtingoms DB kurti naudojamos DBVS pavyzdys – Microsoft Access.

Valdant ekonominę veiklą vis didesnį vaidmenį įgyja intelektualios technologijos, iš kurių reikėtų paminėti ekspertines sistemas, naudojančias žinių bazes. Pastarosiose sukauptos konkrečios dalykinės srities žinios.

Žinių bazės

Žinių bazė – tai faktų (duomenų), modelių, taisyklių visuma, naudojama tam tikros dalykinės srities analizei atlikti ir išvadoms gauti, kai ieškoma sudėtingų uždavinių sprendimo būdų. Žinios gali būti įvairios: gilios ir paviršutiniškos, kokybinės ir kiekybinės, tikslios ir apytikslės, konkrečios ir bendros. Yra įvairių žinių klasifikavimo variantų. Pavyzdžiui, Wiederhold‘as (1984) žinias klasifikuoja taip:
•    Struktūrinės žinios, kurios parodo priklausomybę tarp duomenų ir jiems taikomų apribojimų;
•    Procedūrinės žinios, kurias galima aprašyti tik procedūros pagalba;
•    Taikomosios žinios, kurias nustato taisyklės ir susitarimai konkrečioje dalykinėje srityje;
•    Organizacijos (įmonės) žinios, padedančios jai priimti sprendimus.

Kiti skiria ekstensyvias (tai faktai, saugomi duomenų bazėse) ir intensyvias žinias (gaunamas iš ekstensyvių žinių taisyklių pagalba).

Žinių struktūrizavimas priklauso nuo žinių pateikimo būdo. Dažniausiai naudojami būdai – tai faktai ir taisyklės. Jie įgalina natūraliai aprašyti tam tikros dalykinės srities procesus. Taisyklės – tai intuityvus žinių pateikimo būdas. Jos tinka tais atvejais, kai dalykinės žinios atsiranda bandymų (empiriniu) keliu, išplaukia iš praktinės patirties. Taisyklės dažniausiai išreiškiamos tvirtinimu ,,Jeigu – tai…“, pavyzdžiui, ,,jeigu A – šuo (sąlyga), tai A turi 4 kojas“ (išvada). Kartais išvada kartu gali būti ir siūlomas veiksmas, pavyzdžiui, ,,jeigu pakilo aukšta temperatūra (sąlyga), reikia išgerti aspirino (išvada-veiksmas)“.

Šiuo metu žinių bazių ir sistemų, dirbančių su jomis, taikymo sritys plečiasi. Sukurta daug žinių bazių, ir nedidelių, ir labai galingų, skirtų profesionaliems vartotojams. Šios srities pasiekimai tikriausiai padarys žinių bazes prieinamas ir masiniam vartojimui, jos turėtų tapti aktualiu komerciniu produktu.

Duomenų saugojimo įrenginiai (atminties įrenginiai)

Atminties įrenginiai skirstomi į pirminius (Primary) ir antrinius (Secondary). Pirminiai atminties įrenginiai – tai laisvosios kreipties atmintis (RAM, Random Access Memory) arba operatyvioji atmintis, kurioje duomenys saugomi laikinai, kol juos iškvies mikroprocesorius, arba jie bus įrašyti į pastovų atminties įrenginį ilgalaikiam saugojimui. Išjungus kompiuterį, duomenys iš RAM išnyksta. Pirminiuose atminties įrenginiuose duomenys laikomi tik tol, kol vyksta jų apdorojimas, taigi plačiau šiuos įrenginius aptarsime kalbėdami apie duomenų apdorojimo procesus.

Antriniai atminties įrenginiai duomenis ir programas saugo pastoviai, ilgą laiką, t. y. išjungus kompiuterį jie išlieka. Antriniai (kartais jie vadinami išoriniais) atminties įrenginiai yra šie:
•    Magnetinė juosta (MT, Magnetic Tape);
•    Magnetinis diskas (MD, Magnetic Disc);
o    Lankstusis diskelis (FD, Floppy Disc);
o    Standusis (kietas) diskas (HD, Hard Disc);
•    Optinis diskas (OD, Optical Disc);
•    Magnetinis-optinis diskas (MO, Magneto-OpticalDisc);
•    Puslaidininkinė atmintis ( FM, Flash Memory);
•    Holografinis diskas (HO, Holographic Disc).

Magnetinė juosta – vienas iš seniausių, bet vis dar naudojamas atminties įrenginys. Duomenys į jį įrašomi įmagnetinimo principu: įmagnetinta sritis atitinka vienetinį bitą, neįmagnetinta – nulinį bitą. Duomenys įrašomi linijiniu arba spiraliniu būdais. Linijinis būdas – kai duomenys įrašomi bitas po bito lygiagrečiuose takeliuose einančiuose išilgai juostos. Spiralinis būdas – kai duomenys įrašomi lygiagrečiuose takeliuose, tačiau jie pasvirę tam tikru kampu, taip telpa žymiai daugiau duomenų. Šiuo metu daugiausia naudojamos magnetinių juostų kasetės. Be to magnetiniai juostiniai kaupikliai-kasetės (QIC, Quarter Inch Cartridge) dažnai naudojamos kito disko atsarginėms kopijoms ar istoriniams failams įrašyti. Tokių juostų talpa siekia nuo 40 MB iki 13 GB. Magnetinių juostų pagrindinis trūkumas, kad duomenys įrašomi nuosekliai, tokiu pat būdu išrenkami; duomenų negalima norimoje vietoje atnaujinti, pakeisti, ištrinti.

Magnetinis diskas. Diskai yra plastmasinės, aliuminio ar stiklo plokštelės, padengtos feromagnetinių metalų – chromo, kobalto ar nikelio – oksidais. Diskuose duomenys įrašomi įmagnetinimo principu, todėl nauji duomenys gali būti rašomi ant jau esamų, kurie įrašant naujus išnyksta. Magnetiniame diske plokštelės paviršius suskirstomas koncentriniais takeliais, pastarieji dar skirstomi į sektorius.

Lankstūs diskeliai gaminami iš specialaus lankstaus plastiko, kuris padengiamas feromagnetinių metalų oksidais. Dažniausiai naudojami 3,5 colio 1,44 MB talpos diskeliai.

Kietąjį diską sudaro kelios aliuminio ar stiklo plokštelės, virš jų ir po jomis įtaisytos skaitymo ir rašymo galvutės, kurias valdo specialus judantis mechanizmas. Plokštelės suvertos ant veleno, kurį suka diskasukis. Plokštelės takeliai vienas kito atžvilgiu išdėstyti apskritimais, kurie per visas plokšteles sudaro cilindrus. Duomenų perdavimo greitis diskuose – dešimtys MB per sekundę (mbps), diskasukio greitis – nuo 3600, 5400 iki 10000 apsisukimų per minutę. AK kieti diskai jungiami panaudojant išplėtimo plokštes (diskų kontrolerius) pagal IDE (Integrated Drive Electronics) arba SCSI (Small Computer System Interface) technologijas. Paprastai kietasis diskas montuojamas sisteminio bloko viduje, jie yra stacionarūs. Taip pat gaminami nešiojamieji kieti diskai, prijungiami prie kompiuterio atskiru kabeliu (pavyzdžiui, 250 MB talpos Iomega Zip diskas, 40 MB talpos Iomega Click!, 2 GB talpos Iomega Jaz).

Naujas kietų diskų tipas – tai garso ir vaizdo diskas (AVD, Audio Video Disc). Jis pritaikytas šiuolaikinėms kompiuterinių sistemų technologijoms – daugialypei terpei, darbams su garsais ir vaizdais. Šie diskai suprojektuoti taip, kad įrašymas ir skaitymas vyktų pagal specialią šiluminio perkalibravimo technologiją, tai pasiekiama labai gera garso ir vaizdų kokybė.

Optinis diskas. Šiuose diskuose, kurie paprastai vadinami CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), naudojama optinė duomenų saugojimo technologija. Įrašant duomenis, naudojamas aukštos galios lazerio spindulys, o skaitant pakanka žemesnės galios lazerio spindulio. Optinės saugojimo technologijos užtikrina didesnę duomenų talpą, kadangi didesnis tankis, patikimesnės duomenų praradimo požiūriu, tačiau optinis diskas yra lėtesnis nei magnetinis, duomenys nuskaitomi lėčiau. Optiniai diskai gaminami iš aliuminio ar plastiko plokštelių, kurių paviršiuje įrašydamas duomenis lazerio spindulys išdegina arba ne mikroskopinius taškelius (1, 0), iš kurių sudaromi spiralės pavidalo takeliai. Skaitant optinius diskus, lazerio spindulys atsispindi nuo neišdeginto paviršiaus ir patenka į diodą, sukurdamas elektrinį signalą 1, ir atvirkščiai, nuo išdegintos vietos jis neatsispindi, nepatenka į diodą, nesukuriamas signalas ir gauname 0. AK turi optinių diskų įrenginius (sisteminiame bloke), reikia paminėti, kad tam tikrų tipų optiniams diskams reikia ir atskirų įrašymo bei nuskaitymo įrenginių. Skiriamos šios optinių diskų grupės:
•    CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) – tai seniausia optinė duomenų saugojimo technologija, kuria duomenys įrašomi tik vienoje disko pusėje. Diskai skirti tik skaityti;
•    DVD (Digital Versatile Disk arba Digital Video Disc) – tai palyginti nauja technologija, sukurta 1996 metais (Sony, Philips, Toshiba, Time Worner). Į šiuos optinius diskus duomenys įrašomi abiejose disko pusėse vienu arba dviem sluoksniais. AK turi turėti DVD įrenginį;
•    WORM (Write Once Read Many) – tai optiniai diskai, į kuriuos galima vieną kartą duomenis įrašyti (pačiam vartotojui) ir daug kartų skaityti. Jie žymimi CD-R (Compact Disc Recordable);
•    WMRA (Write Many Read Always) – tai skaitomi, įrašomi, perrašomi optiniai diskai. Dažnai jie žymimi CD-RW (Compact disc Rewritable), kartais CD-E (Compact Disc Erasable). Duomenims įrašyti ir perrašyti naudojamas specialus lazerinis įrenginys ir tam skirta programinė įranga.

Magnetinis-optinis diskas. Juose duomenims skaityti ir įrašyti naudojamos lazerio spindulio ir magnetinio lauko technologijos: įrašoma magnetine, o skaitoma lazerine. Taip pat naudojamos ir specialios medžiagos, į kurias įrašyti galima tik tam tikroje temperatūroje. Šiuose diskuose saugomi didelės apimties duomenys, duomenų bazės, leidybos, grafikos, projektavimo darbai, garsai ir vaizdai. Diskų talpa įvairi – nuo 256 MB iki 5,2 GB. Magneto-optiniams diskams reikia atskirų įrenginių.

Puslaidininkinė atmintis. Tai atmintis, sukurta nešiojamiems kompiuteriams, skaitmeninėms kameroms, skaitmeniniams fotoaparatams, telefonams, žinių gavikliams, grotuvams ir kt. Šiems įrenginiams puslaidininkinė atmintis gaminama keičiamų atminties kortų pavidalo, kurios klasifikuojamos taip:
•    CompactFlash (43x36x3,3 mm), maksimali talpa – 1 GB;
•    SmartMedia (45x37x0,76 mm), talpa –125, 256 MB;
•    Memory Stick (21,5x50x2,8 mm), talpa –128 MB; ir mažesnės (20x31x1,6 mm), talpa – 32 MB, 64 MB;
•    Multimedia Card (MMC) (24x32x1,4 mm), talpa – 64 MB, 256 MB, 512 MB;
•    Secuire Digital (SD) panašios į MMC;
•    IBM Microdrive – sumažintas kietojo disko variantas, talpa iki 1 GB.

Dauguma skaitmeninių kamerų nuotraukas saugo keičiamose puslaidininkinės atminties kortose. Įvedant jas į kompiuterį, naudojami specialūs įtaisai – skaitytuvai.

Holografinis diskas. Tai ateities saugojimo technologija, įrašanti duomenis kaip hologramas. Holografijos metodą 1948 metais išrado anglų mokslininkas Gaboras Danashas. Hologramos įrašomos specialioje optinėje medžiagoje – ličio junginyje. Hologramą padidinus matoma, kad ji sudaryta iš šviesių ir tamsių juostelių (1 ir 0), kurių įrašymas ir skaitymas pagrįstas dviejų lazerio spindulių, kurie kertasi tam tikru kampu, technologija. Eksperimentinio disko talpa – 125 GB.

03.    Duomenų apdorojimo technologijos
Duomenų apdorojimo operacijos

Duomenų apdorojimas – tai atliekamos įvairios operacijos, kurių metu duomenys iš vienos formos pervedami į kitą. Paminėsime kai kurias operacijas:
•    Duomenų formalizavimas – tai iš įvairių šaltinių surinktų duomenų pervedimas į vienodą formą, kad juos būtų galima tarpusavyje palyginti, t. y. formalizuoti duomenys yra prieinamesni vartotojui;
•    Duomenų filtravimas – nereikalingų duomenų atmetimas, kurio metu mažinamas duomenų pertekliškumas, tuo pačiu didėja jų tikrumas, adekvatumas;
•    Duomenų rūšiavimas – tai jų sutvarkymas, išdėstymas pagal tam tikrą požymį; surūšiuotus duomenis patogiau naudoti;
•    Duomenų archyvavimas – tai duomenų saugojimo organizavimo būdas, mažinantis saugojimo kaštus (suspaustiems duomenims saugoti reikia mažiau atminties);
•    Duomenų apsauga – tai priemonių visuma, užtikrinanti informacijos apsaugą nuo jos praradimo, kopijavimo ar modifikavimo;
•    Tiesioginės duomenų apdorojimo operacijos, kurių visų išvardinti neįmanoma ir nėra reikalo. Tai tekstinių dokumentų rengimas, skaičiavimai, darbas su grafika, garsu ir t. t. Šių operacijų pagalba duomenys paverčiami informacija, naudojama sprendimams priimti. Galime daryti išvadą, kad duomenų apdorojimas reikalauja daug darbo, todėl jį būtina automatizuoti. Šiandien pagrindinį darbą atlieka kompiuteris, o žmogus tik koordinuoja jo veiklą, nurodydamas, kokias operacijas reikia atlikti. Naudojama programinė įranga priklauso nuo organizacijos poreikių.

Duomenų apdorojimo įrenginiai (Processing Hardware)

Jei įvesties, išvesties ar saugojimo įrenginius galima matyti ir paliesti ranka, tai duomenis apdorojančius įrenginius mes matome palyginti retai, nes tai – mikroschemos, esančios kompiuterinės sistemos viduje, sisteminiame bloke. Pagrindiniai duomenų apdorojimo įrenginiai yra:
•    Centrinis procesorius (CPU, Central Processing Unit);
•    Vidinė atmintis (RAM, ROM, Cache, Virtual);
•    Magistralės (Bus).

Centrinis procesorius. Tai sudėtingiausia kompiuterinės sistemos dalis, atsakinga už visą jos veiklą, taip pat ir už duomenų apdorojimą. Dažnai asmeninių kompiuterių CPU vadinamas mikroprocesoriumi (Micro Processing Unit). Tai silicio ar galio arsenido plokštelė, vadinama didžiąja integrine schema. Didžiausia mikroprocesorių gamintoja – Intel, tačiau žinomos ir kitos kompanijos (AMD, Zilog, IBM, Motorola, Sun Microsystems, Digital Research ir kt.).

Mikroprocesorius sudarytas iš dviejų pagrindinių dalių – aritmetinio-loginio ir valdymo įtaisų, kuriuos jungia magistralė (,,greitkelis“). Duomenų apdorojimo metu duomenys ir programų komandos trumpą laiką saugomi registruose. Su kitais kompiuterinės sistemos įrenginiais, pirmiausia su RAM, mikroprocesorius sujungtas taip pat magistralėmis. Pagal perduodamų signalų pobūdį magistralės skirstomos į duomenų, adresų ir komandų (valdymo).

Intel Pentium tipo procesoriuose adresų magistralė – 32 bitų, t. y. ją sudaro 32 lygiagrečios linijos. Priklausomai nuo to, ar įtampa linijoje yra, ar nėra, linijai priskiriamas 1 arba 0. Ši 32 vienetų ir nulių kombinacija ir sudaro 32 skilčių adresą, nurodantį vieną RAM ląstelę, į kurią kreipiasi procesorius tam , kad nusikopijuotų duomenis į vieną iš savo registrų,.

Duomenų magistrale duomenys kopijuojami iš RAM į procesoriaus registrus ir atvirkščia kryptimi. Intel Pentium tipo procesoriuose duomenų magistralė yra 64 bitų, t. y. ją sudaro 64 linijos, kuriomis vienu metu perduodama apdoroti po 8 baitus duomenų.

Komandų (valdymo) magistrale į procesorių perduodamos komandos, nurodančios kaip apdoroti duomenis, esančius jo registruose. Šios komandos į procesorių patenka taip pat iš RAM, iš tų jos sričių, kur saugomos programos. Komandos – tai taip pat baitai, paprasčiausioms iš jų užtenka 1 baito, bet kitoms reikia 2, 3 ir daugiau baitų. Dažniausiai komandų magistralė yra 32 bitų, nors yra 64, ir net 128 bitų.

Valdymo įtaisas (Control Unit) valdo elektrinių signalų judėjimą tarp RAM ir įvesties/išvesties įrenginių, taip pat tarp RAM ir aritmetinio-loginio įtaiso. Duomenys ir taikomosios programos, kurios naudojamos duomenų apdorojimo metu, pirmiausiai iš kitų atminties įrenginių perkeliami į RAM, o iš jos procesoriaus valdymo įrenginys iškviečia reikalingas programų komandas ir duomenis. Valdymo įtaisas išsiaiškina į mašininę kalbą išverstas komandas, pagal kurias duoda nurodymus vidiniams CPU komponentams (aritmetiniam-loginiam įtaisui, registrams) ar išoriniams įrenginiams (pavyzdžiui, spausdintuvui ir kt.).

Aritmetinis-loginis įtaisas (Arithmetical Logic Unit) atlieka matematinius skaičiavimus, t. y. aritmetines, logines, lyginimo funkcijas: sudeda, atima, daugina, dalina, atlieka lyginimą ,,daugiau“, ,,mažiau“, ,,lygu“, ,,daugiau už“, ,,mažiau už“ ir kt. Nuo aritmetinio-loginio įtaiso priklauso ir skaičiavimo greitis, kurį padidina specialus procesorius, vadinamas koprocesoriumi (Coprocessor) arba matematiniu procesoriumi. Šiuolaikinių mikroprocesorių architektūroje koprocesorius integruojamas į mikroprocesorių ir atlieka matematinius skaičiavimus, kad atlaisvintų mikroprocesorių kitoms funkcijoms atlikti.

Registrai (Registers) – tai speciali laikina duomenų saugojimo vieta pačiame mikroprocesoriuje. Registrai duomenis saugo labai trumpai (duomenis ir komandas, kurios nedelsiant vykdomos) ir nedidelį kiekį –tik keletą baitų. Registrų skaičius ir tipai priklauso nuo CPU architektūros. Kuo talpesnis registras, tuo daugiau duomenų gali būti apdorojama vienu metu. Registro talpą nusako registro ilgis (Register Length). Dabartiniuose CPU registruose telpa 32, 64 bitai. Registrai yra šių tipų: komandų (Instructions) –saugo vykdomą komandą; programų (Programs) – saugo kitą komandą; bendrieji (General purpose) – saugo duomenis, kurie nedelsiant bus naudojami.
Visuma komandų, kurias gali vykdyti procesorius apdorodamas duomenis, sudaro taip vadinamą procesoriaus komandų sistemą. Vienos šeimos CPU turi vienodas arba artimas komandų sistemas. Kuo didesnis procesoriaus komandų rinkinys, tuo sudėtingesnė jo architektūra, ilgesnis formalus komandos aprašymas (baitais) ir didesnė vienos komandos įvykdymo trukmė. Pavyzdžiui, dabartinių Intel Pentium CPU komandų sistemoje yra virš 1000 įvairių komandų. Tai taip vadinama išplėstinė komandų sistema – CISC (Complex Instruction Set Computing). Yra ir procesoriai su mažesniu komandų skaičiumi komandų sistemoje, ir kiekviena komanda įvykdoma daug greičiau. Tai RISC (Reduced Instruction Set Computing)  CPU. Juose programos, kurias sudaro paprastos komandos, vykdomos labai greitai. Taigi RISC architektūros CPU naudojami specializuotose skaičiavimo sistemose atliekančiose vienodas operacijas.

Vidinė atmintis. Duomenys ir programos laikinai saugomi operatyviojoje arba laisvosios kreipties atmintyje RAM (Random Access Memory), kol informacija išsaugoma išoriniuose atminties įrenginiuose. RAM – tai tarpininkas tarp CPU ir kitų kompiuterio dalių. CPU naudoja tik tas programų komandas it tuos duomenis, kurie darbo metu saugomi RAM. Taip pat RAM saugo operacinės sistemos kopiją, kuri įdiegiama į RAM, kai tik kompiuteris įjungiamas.RAM laikinai saugo taikomųjų programų kopijas, duomenis, įvestus įvedimo įrenginiais bei duomenų apdorojimo rezultatus.

Kompiuterinės sistemos darbo našumas tiesiogiai priklauso nuo RAM apimties. Pastaruoju metu išplitus daugialypės terpės programoms RAM reikia vis daugiau (256 – 512 MB). RAM atminties veikimo principai pagrįsti jos fizine prigimtimi, kuri gali būti dinaminė (DRAM, Dynamic RAM) ir statinė (SRAM, Static RAM).

Statinės atminties ląstelės sudarytos iš tam tikrų tranzistorinių schemų, vadinamų trigeriais ir turinčių dvi pastovias būsenas. Į statinės atminties ląstelę įrašius bitą informacijos tokia būsena gali išlikti taip ilgai, kiek norima, svarbu suteikti ląstelei įtampą. SRAM yra sparti, tačiau sunaudoja daug energijos, taip pat gana žemas duomenų tankis, kadangi viena trigerinė ląstelė yra sudaryta iš keleto tranzistorių, kurie užima nemažai vietos kristale. Pavyzdžiui, 4 MB mikroschema būtų sudaryta iš 24 milijonų tranzistorių.

Dinaminės atminties ląstelė sudaryta iš kondensatoriaus. Nors kondensatorius gautą elektros krūvį saugo neilgą laiko tarpą, jį galima laikyti informaciniu vienetu. Įrašant į DRAM ląstelę loginį vienetą kondensatorius pasikrauna, o įrašant loginį nulį – išsikrauna. Bet bėgant laikui kondensatorius išsikrauna natūraliai, todėl krūvį pastoviai pagal tam tikrą ciklą reikia atstatyti, kad informacija išliktų nepakitusi. Dėl šios priežasties DRAM yra lėtesnė už SRAM, tačiau sunaudoja mažai energijos ir yra didelis duomenų tankis.

Šiandieniniuose kompiuteriuose DRAM atmintis naudojama kaip laisvosios kreipties atmintis RAM (operatyvioji), o SRAM – sparčiajai buferinei (Cache) atminčiai sukurti. Įprasta DRAM vadinama asinchronine DRAM (Asynchronous DRAM), kadangi adresų, valdymo signalų, programų kodų, duomenų rašymas ir skaitymas vyksta laisvosios kreipties būdu ir bet kuriuo laiko momentu. Asinchroninė DRAM garantuoja, kad numatyta operacija bus baigta per fiksuotą laiko tarpą, pavyzdžiui, per 60 nanosekundžių. Asinchroninės DRAM darbas nėra sinchronizuotas su CPU sistemine magistrale, todėl duomenų apdorojimo metu CPU turi laukti. Visos pirmosios DRAM buvo asinchroninės, pavyzdžiui, FPM (Fast Page Mode) DRAM, EDO (Extended Data Out) DRAM, BEDO (Burst EDO) DRAM. Asinchroninė atmintis gali dirbti tik ribotu – 66 MHz sisteminės magistralės, siejančios CPU su RAM, taktiniu dažniu. Sukūrus greitesnius CPU ir padidėjus sisteminės magistralės taktiniam dažniui, asinchroninė DRAM tapo per lėta ir dabar jau nebenaudojama.

Asinchroninę atmintį pakeitė sinchroninė SDRAM (Synchronous DRAM)., dirbanti sinchroniniu režimu. Adresus, programų kodus, duomenis, valdymo signalus CPU perduoda saugoti atminčiai į tam tikrą vietą, kol pats tuo metu dirba su kitais įrenginiais. SDRAM atminties masyvas suskirstytas į du nepriklausomus bankus, iš kurių duomenys imami pakaitomis. Tai užtikrina nenutrūkstamą duomenų srautą ir CPU nereikia laukti. Todėl sinchroninė DRAM yra spartesnė nei asinchroninė.  Yra du SDRAM tipai: PC100 ir PC133. Skaičiai apibrėžia sisteminės magistralės taktinį dažnį (MHz), kurį palaiko atmintis. Senuose AK PC100 dar sutinkama, bet jau nebegaminama, o PC133 taip pat jau keičiama atmintimi DDR (Double Data Rate) SDRAM, kuri taip pat yra sinchroninė bet du kartus spartesnė (duomenys per vieną taktą nuskaitomi du kartus). Ši atmintis žymima DDR200, DDR266, DDR333, DDR PC2700. Dar naujesnis DRAM tipas – DR (Direct RAMBUS) DRAM.

Atminties mikroschemos gaminamos kaip atminties moduliai:
•    SIMM (Single In-line Memory Module);
•    DIMM (Dual In-line Memory Module);
•    RIMM (Rambus In-line Memory Module.
Šie moduliai įdedami į jiems skirtus motininės plokštės plėtojimo lizdus.

Pastovioji atmintis ROM (Read Only Memory) – tai atmintis, kuri išlieka tokia, kokią įrašė gamintojas. ROM mikroschemoje įrašomi nurodymai, ką turi daryti CPU, kai kompiuteris įjungiamas ir pradeda veikti:
•    Tikrinamas sisteminio bloko maitinimo šaltinis;
•    Maitinimo įtampą gauna ROM;
•    Iškviečiama bazinė įvesties ir išvesties sistema BIOS (Basic Input Output System);
•    BIOS iškviečia kompiuterio savitestavimo procedūrą-programą POST (Power On Self Test), kuri testuoja svarbiausius įrenginius: CPU, RAM, diskus, vaizdo sistemą ir kitus bei patikrina, ar teisingai nuskaitomas BIOS modulis, kuris pradeda įdiegti operacinę sistemą iš kietojo disko.

BIOS – labai svarbi sistema, kuri atlieka ir technines, ir programines funkcijas. ROM mikroschemų gamyba yra daug brangesnė nei kitų atminties tipų, todėl į ROM įrašomi tik svarbiausi kompiuterinės sistemos nurodymai. Kompiuterių gamintojai ROM įkomponuoja (įlituoja) į motininės plokštės atitinkamą lizdą. ROM įrašytos instrukcijos paprastai nėra keičiamos, tačiau naujausiuose kompiuteriuose BIOS gali būti keičiama programiniu būdu įvedant papildomus ar visai naujus nurodymus. Buvo sukurtos tokios ROM galimybių padidinimo mikroschemos:
•    PROM (Programmable Read Only Memory) – tai mikroschema, kuri gaminama pagal vartotojo užsakymą. Joje taip pat negali būti keičiami duomenys ar nurodymai. Skiriasi nuo ROM tuo, kad gaminama vėliau nei perkamas kompiuteris;
•    EPROM (Erasable PROM) – patobulintos PROM mikroschemos, kuriose specialiais prietaisais, naudojančiais ultravioletinius spindulius, gali būti panaikinami duomenys ar komandos. Naujus duomenis į šias mikroschemas gali įrašyti tik gamintojas;
•    EEPROM (Electrically EPROM) – naujausias ROM keitimo būdas, nereikalaujantis išimti mikroschemos iš kompiuterio. Duomenys keičiami elektriniu būdu specialia programine įranga.

Spartinančioji (Cache) atmintis skirta pagreitinti kompiuterinės sistemos darbą. Kadangi operatyvioji dinaminė RAM atmintis yra palyginti lėta, tai CPU darbe atsiranda laukimo ciklai. Norint jų išvengti ir buvo sukurta spartinančioji atmintis, kurios fizinė prigimtis yra statinė (SRAM).  Ji saugo duomenis, kurie tuojau pat bus apdorojami CPU, ar programų komandas, kurių prireiks CPU. Apdorojimo metu gauti rezultatai pirmiausia taip pat perduodami į Cache atmintį, o tik po to į RAM, dėl to kompiuterinė sistema dirba greičiau. SRAM mikroschemos yra daug greitesnės, bet ir brangesnės, todėl spartinančiosios atminties apimtis nėra didelė. Cache atmintis integruojama dvejopai, todėl ji gali būti:
•    Vidinė arba pirmosios eilės Cache atmintis L1 integruojama CPU kristale (nuo 1 iki 32, 64, 128, 258 KB talpos);
•    Išorinė arba antrosios eilės Cache atmintis L2 paprastai jungiama CPU išorėje, bet naujausiuose kompiuteriuose taip pat integruojama kristale ir vis didinama jos apimtis (nuo 64 KB iki 512 KB, 1 MB talpos); spartinančioji atmintis jungiama tarp CPU ir RAM bei tarp RAM ir kietojo disko;
•    Naujausiose mikroschemose jau naudojama trečios eilės atmintis L3 (4 MB, 8 MB talpos).

Taigi pagrindinė spartinančiosios atminties paskirtis – paspartinti duomenų, programų komandų perdavimą iš RAM į CPU ir duomenų apdorojimo rezultatų perdavimą iš CPU į RAM, taip pat paspartinti duomenų, programų perdavimą iš kietojo disko į RAM ir atvirkščiai.

Virtualioji atmintis leidžia išplėsti RAM apimtį panaudojant kietąjį diską ir tam skirtą specialią programinę įrangą. Virtualioji atmintis organizuojama fiksuoto dydžio puslapiais (segmentais). Kreipiantis į duomenis, kurių nėra RAM, puslapis su šiais duomenimis nuskaitomas iš išorinės atminties ir įrašomas į RAM vietoje tuo metu nenaudojamo puslapio, kuris perkeliamas į išorinę atmintį. Virtualiosios atminties darbą tvarko virtualiosios atminties tvarkyklė (VMM, Virtual Memory Manager).

Magistralės – tai kanalai, kuriais perduodami bitai tarp įvairių kompiuterinės sistemos įrenginių. Duomenų paketai (8, 16, 32, 64 ar daugiau bitų vienu metu) nuolatos keliauja pirmyn ir atgal tarp CPU ir visų kitų kompiuterio įrenginių (RAM, kietojo disko ir t. t.). Visi šie srautai sklinda magistralėmis. Magistralių sistemą galima padalyti į kelias šakas. Kai kurioms kompiuterio dalims reikalingi milžiniški duomenų kiekiai, kitoms – daug mažesni. Pavyzdžiui, klaviatūra siunčia tik kelis baitus per sekundę, o RAM gali siųsti ir gauti kelis GB per sekundę. Taigi RAM ir klaviatūrą būtų neracionalu jungti prie tos pačios magistralės.

Visa magistralių sistema prasideda nuo CPU, nes ten didžiausi duomenų srautai. Iš čia magistralės driekiasi į kitus kompiuterio įrenginius. Arčiausiai CPU yra RAM, kurioje duomenų judėjimas pats didžiausias, todėl ji tiesiogiai prijungta prie CPU pačia galingiausia, vadinama sistemine arba priešakine magistrale (FSB, Front Side Bus). Magistralės, jungiančios sisteminę plokštę su kitais išoriniais įrenginiais, vadinamos išorinių įrenginių arba įvesties/išvesties magistralėmis. Jas valdo specialios mikroschemos-valdikliai (Controllers). Atskirų įrenginių valdikliai integruoti dažniausiai dviejų mikroschemų rinkiniuose, vadinamuose šiauriniu (North Bridge) ir pietiniu (South Bridge) tiltais. Žodis ,,tiltas“ gerai perteikia mikroschemų rinkinio paskirtį – susieti per magistrales ir valdiklius skirtingus kompiuterinės sistemos įrenginius. Šiaurinis tiltelis užtikrina greitesnių kompiuterinės sistemos įrenginių darbą ir valdo duomenų srautą tarp CPU ir RAM bei vaizdo plokštės AGP (Accellerated Graphic Port) prievado. Kitaip nei kiti įvesties/išvesties įrenginiai, AGP prijungtas tiesiai prie šiaurinio tilto, nes turi būti kuo arčiau RAM. Šiaurinis tiltas turi būti intensyviai aušinamas, nes labai įkaista dėl milžiniško duomenų kiekio judėjimo per jį. Šiaurinį tiltą su pietiniu jungia galinga magistralė, kartais vadinama jungiamuoju kanalu. Pietinis tiltas atsako už lėtesnių įrenginių darbą: kietojo ir lankstaus disko per IDE (Integrated Drive Electronics) ar EIDE (išplėstinis) kanalus, garso plokštės per AC-link prievadus, išorinių įrenginių per PCI (Peripheral Components Interconnection) arba per USB (Universal Serial Bus) magistrales, nuosekliuosius ir lygiagrečiuosius prievadus ir kt. Taigi šiaurinis ir pietinis tiltai kartu valdo duomenų judėjimą sisteminėje plokštėje:

Magistralė    Šiaurinio tilto magistralės    Pietinio tilto magistralės
Tipai    FSB, RAM, AGP    ISA, PCI, USB, SCSI, ,,FireWire“ ir kt.
Jungia    CPU, RAM, AGP    Visus kitus įrenginius
Taktinis dažnis    66 – 400 MHz    Dažniausiai 10 – 33 MHz
Duomenų plotis    Mažiausiai 64 bitai    16 – 64 bitai
Maksimalus laidumas    > 3 GB/s    Dažniausiai 20 – 132 MB/s
Kompiuterio ciklas (Machine Cycle)

Tai trumpiausias laiko intervalas, per kurį CPU atlieka elementarią operaciją. Operacijos kodas (Op-code) – pagrindinė kompiuterio instrukcijos (komandos) dalis, žyminti operaciją, kurią reikia atlikti, pavyzdžiui, pridėti, palyginti, iškviesti iš RAM ir kt. Operandas (Operand) – instrukcijos dalis, kuria žymimi duomenys ar nurodoma vienas ar daugiau RAM adresų, pagal kuriuos gali būti ieškomi duomenys. Pavyzdžiui, tipinis mašininės kalbos formatas:
Operacijos kodas
AC pridėti prie akumuliatoriaus    Operandas
11011101

Operacijos kodas AC nurodo kompiuteriui pridėti prie akumuliatoriaus (aritmetinio-loginio įtaiso registro) tai, kas saugoma RAM adresu 11011101.

Kiekviena kompiuterių klasė turi tik jai būdingą kompiuterio ciklą, kurio metu atliekami tokie veiksmai:
•    Instrukcijos iškvietimas iš RAM arba spartinančiosios atminties ir įdiegimas į instrukcijų (komandų) registrą CPU valdymo įtaise;
•    Instrukcijos dekodavimas išsiaiškinant jos turinį;
•    Instrukcijos vykdymas naudojant CPU resursus, pirmiausia aritmetinį-loginį įtaisą;
•    Gautų duomenų apdorojimo rezultatų talpinimas į atmintį (pirmiausia į ALĮ registrą, vadinamą akumuliatoriumi arba į numatytą vietą RAM, arba į vidine Cache atmintį).

Kompiuterio ciklų (taktų) dažnis per laiko vienetą nusako CPU spartą, matuojamas megahercais, 1 MHz = 1 milijonas kompiuterio ciklų per sekundę. Tačiau galutinis duomenų apdorojimo proceso greitis priklauso ne tik nuo CPU taktinio dažnio, bet ir nuo atminties, diskų greičio bei programinės įrangos kokybės.

Didelėse kompiuterinėse sistemose duomenų apdorojimo greitis matuojamas milijonais instrukcijų per sekundę (MIPS, Million Instructions Per Second), Bilijonais instrukcijų per sekundę (BIPS, Billion Instructions Per Second), slankiojo kablelio operacijomis per sekundę (FLOPS, Floating Point Operations Per Second).

Didėjant AK CPU galiai duomenų apdorojimas jau irgi nusakomas ne MHz, o MIPS. Pavyzdžiui, 0,5 MIPS – tai 500 tūkstančių instrukcijų per sekundę. Didelės spartos kompiuterinės sistemos apdoroja duomenis 100, 200 MIPS ir didesniu greičiu. Bendru atveju duomenų apdorojimo galią nusako šios charakteristikos: adresavimo schema (kiek RAM vienu metu gali valdyti CPU), registro ilgis, duomenų magistralės plotis, CPU taktinis dažnis, komandų sistema (CISC arba RISC).

04.    Duomenų perdavimo technologijos

Kai duomenys priimami ir perduodami iš vieno kompiuterio į kitą, nėra svarbu, kokiu atstumu tie kompiuteriai yra nutolę vienas nuo kito. Priimti ir perduoti duomenis neįmanoma be ryšių linijų bei specialios techninės ir programinės įrangos. Visa tai sudaro duomenų perdavimo tinklus (Data Communications Networks).

Du ar keli tarpusavyje sujungti kompiuteriai, galintys keistis duomenimis, sudaro informacinį tinklą. Kompiuterių sujungimui naudojami kabeliai, infraraudonosios ar radijo bangos, telefono linijos su modemu ir kt. Technologija, kurios pagalba kompiuteriai jungiami į tinklą, vadinama tinklo aplinka (Network Medium).

Ryšio linijos ir signalai

Ryšio linijos (Data Transmission Channels), kuriomis perduodami ir priimami duomenys, skirstomos taip:
•    Telefono linijos (Phone Lines);
•    Koaksialiniai kabeliai (Coaxial Cables);
•    Susukta pora (Twisted Pair);
•    Mikrobangų sistemos (Microwave Systems);
•    Palydovinės sistemos (Satelite Systems);
•    Radijo bangos (Radio Waves);
•    Pluoštiniai optiniai kabeliai (Fiber Optical Cables).

Tinklo darbas visiškai nesusijęs su perduodamos informacijos prigimtimi. Tuo momentu, kai kompiuterio-siuntėjo duomenys patenka į ryšio liniją (kabelį ar kitokią tinklo aplinką), jie turi būti tam tikros formos – signalų lygyje. Iš tų signalų formuojamas kodas, kurį gauna kompiuteris-gavėjas ir kurį perdirba į dvejetainius duomenis, suprantamus to kompiuterio programinei įrangai. Taigi kad išsiųstas elektroninis laiškas taptų signalų seka, pasiektų gavėją ir vėl virstų tekstu, kompiuteriams reikia gerokai paplušėti.

Perduodant ir priimant duomenis ryšio linijomis naudojami šie signalai:
•    Elektriniai impulsai arba krūviai (Electric Pulses);
•    Elektromagnetinės bangos (Electromagnetic Waves);
•    Šviesos impulsai (Pulses of Light);
•    Infraraudonosios, spektro sklaidos ir standartinės radijo bangos (Infrared, Spread Spectrum and Standard Radio Waves).

Telefono linijos. Pirmosios telefono linijos buvo atviri neizoliuoti vario laidai, nutiesti ant aukštų stulpų. Dabartinės telefono linijos – izoliuoti, susukti vienas su kitu vario laidai, vadinami kabeliais. Į kabelį gali būti sudėta daugiau nei tūkstantis porų vario laidų. Tokio didelio diametro kabeliai dažniausiai naudojami telefono linijoms nutiesti dideliuose pastatuose arba klojami po miestų gatvėmis. Palyginti su atvirais vario laidais, šie kabeliai daug tobulesni, tačiau turi ir trūkumų: nėra atsparūs trikdžiams, ribojamas jų ilgis, todėl kas keletą kilometrų reikia statyti duomenų atkūrimo prietaisus – kartotuvus. Nors kartotuvai ir sustiprina perduodamą signalą, tačiau duomenų perdavimo ilgais nuotoliais kaina labai didėja. Tokie kabeliai ilgai buvo naudojami balsui ir duomenims perduoti, kol jų nepakeitė modernesnės ryšio linijos.

Koaksialiniai kabeliai. Juos sudaro storai izoliuoti variniai laidai, galintys perduoti dideles duomenų apimtis – 100 milijonų bitų per sekundę. Jie yra brangesni už paprastus kabelius. Izoliacinį sluoksnį sudaro nelaidi medžiaga, padengta audinio sluoksniu ir atsparia guma ar plastiku. Koaksialiniai kabeliai gali būti dedami į vieną didelio diametro kabelį. Šio tipo koaksialiniai kabeliai labai populiarūs dėl didesnės perduodamų duomenų apimties ir padidėjusio atstumo tarp kartotuvų (iki 6 km). Koaksialiniai kabeliai paprastai naudojami kaip pirminė ryšių priemonė vietiniuose tinkluose. Koaksialiniai kabeliai būna požeminiai ir povandeniniai.

Susukta pora. Telefono tinkluose šie kabeliai naudojami jau ne vieną dešimtmetį, tačiau kompiuterių tinkluose jie pritaikyti palyginti neseniai. Dažniau vietiniuose tinkluose naudojama neekranuota susukta pora (UTP, Unshielded Twisted Pair), bet yra ir ekranuota (STP, Shielded Twisted Pair), kuri naudojama stiprių elektromagnetinių trikdžių sąlygose. UTP sudaro 8 laidai. Visi laidai izoliuoti atskirai ir susukti po du į 4 poras, kurios talpinamos į vieną apvalkalą. UTP lankstesnis už koaksialinį kabelį, jį lengviau naudoti. STP kabelis panašus, tik jį sudaro dvi laidininkų poros, papildomai izoliuotos apsaugine danga, pavyzdžiui, folga.

Mikrobangų sistemos. Jos perduoda dideles duomenų apimtis atmosfera dideliais greičiais ir dideliais atstumais. Duomenys perduodami elektromagnetinėmis bangomis, kurios panašios į radijo bangas, bet yra aukštesnio dažnio. Mikrobangų signalai keliauja nuo bokšto prie bokšto, kurie nutolę vienas nuo kito apie 40-50 km. Svarbu užtikrinti, kad bokštai ,,matytų vienas kitą“, t. y. neturėtų būti kalnų ar kitų aukštų objektų, nuo kurių atsispindėję signalai gali nukeliauti ne ten, kur reikia. Kiekvienas bokštas turi dvi antenas (priėmimo ir perdavimo) bei stiprintuvą. Antenų matmenys priklauso nuo atstumo, kurį turi nukeliauti perduodamas signalas. Didelių atstumų antena būna iki 3 metrų ar ilgesnė. Disko diametras siekia nuo 0,6 iki 1,2 metro. Kiekvienas bokštas priima ateinančius signalus ir siunčia juos kitam bokštui. Svarbiausia šių sistemų teigiama savybė yra ta, kad nereikia jokių kabelių ir jų sujungimų. Dabar mikrobangų sistemos naudojamos telefono ryšiams, bet erdvė jau pakankamai ,,prisisotino“ pokalbių ir duomenų.

Palydovinės sistemos. Jos perduoda signalus gigahercų dažniu, bilijonais ciklų per sekundę. Palydovas paprastai iškeliamas 35680 kilometrų virš žemės paviršiaus, skrieja geosinchronine orbita, sukdamasis kartu su žeme, ir laikosi virš tos žemės rutulio vietos, iš kurios buvo paleistas. Palydovas – tai elektroninis prietaisas, kurio baterijos maitinamos saulės energija ir kurį sudaro apie 100 mažų prietaisų (specializuotų radijo aparatų), kurie priima, sustiprina ir perduoda signalus. Palydovai veikia panašiai kaip radijo ar televizijos retransliacijos stotys. Nors palydovines stotis paleisti brangu, tačiau palydovinio ryšio sistemos labai populiarios, nes elektromagnetinėmis bangomis milžiniškais atstumais perduodamos didelės duomenų apimtys. Vienu palydovu galima aprėpti milžinišką erdvę, teoriškai tik trys palydovai gali apgaubti visą žemės rutulį. Palydovinės sistemos gali priimti ir perduoti milijardus bitų informacijos per sekundę. Palydovinės sistemos turi ir trūkumų:
•    Saulės aktyvumas ir meteorologinės oro sąlygos neigiamai veikia duomenų perdavimo kokybę;
•    Palydovas gali tarnauti 7-10 metų, po to jis nuskrieja į erdvę užteršdamas visatą, o palydovą iškėlusi šalis turi kelti naują, kas yra brangu;
•    Kiekvienas vartotojas iš palydovinės sistemos gali pasiimti informaciją, todėl slapti duomenys turi būti koduojami;
•    Palydovinės sistemos gali trikdyti mikrobangų sistemų veiklą, jei jų dažniai sutampa;
•    Perdavimo greitis mažėja, jei duomenys perduodami labai dideliais atstumais.

Pluoštiniai optiniai kabeliai. Buvo tikimasi, kad palydovinės sistemos dominuos ilgai, bet pluoštiniai optiniai kabeliai padarė tikrą perversmą ryšių pramonėje. Mažos stiklo ar plastikinių pluoštų kainos, didelės perduodamų duomenų apimtys, didelis patikimumas ir saugumas lėmė, kad pluoštiniai optiniai kabeliai (šviesolaidžiai) pakeitė kitus kabelius miestuose ir tarp miestų, valstybių, salų ir žemynų. Duomenys jais perduodami skaitmeniniais signalais, kurie padidina ryšių galimybes, kompiuteriams nebereikia modemų. Pluoštiniuose optiniuose kabeliuose duomenys perduodami šviesos impulsais, lazeriu spinduliuojamais labai plonais stikliniais ar plastikiniais pluoštais, galima perduoti bilijoną bitų per sekundę. Tokiuose kabeliuose signalas silpnėja daug lėčiau, nei variniuose (kai kuriuose optiniuose kabeliuose signalas negęsta net 120 km ilgio atkarpoje). Pluoštiniai optiniai kabeliai yra lengvi ir nepasižymi dideliais matmenimis. Jų neveikia elektroniniai trikdžiai, todėl jie daug patikimesni už įprastus telefono laidus ar koaksialinius kabelius. Būdas absoliučiai saugus, nes iš pluoštinių optinių kabelių, jų fiziškai nepažeidus, neįmanoma nelegaliai paimti duomenų. Šiais kabeliais neteka elektrinės prigimties signalai, todėl jie neturi elektromagnetinio lauko ir neveikia šalia esančių jautrių elektroninių prietaisų. Atsižvelgiant į visus minėtus pranašumus, suprantama, kad jų įdiegimo kaina gana didelė, tačiau įdėtos lėšos atsiperka dėl optimalaus naudojimo. Pavyzdžiui, japonai jau sujungė savo salas povandeniniais optiniais kabeliais ir turi patikimą ryšį šalyje. 1996 metais JAV ir Europą sujungė ryšys, sudarytas iš keturių porų pluoštinių optinių kabelių TAT-12 ir TAT-13. JAV kompanija AT&T (American Telephone & Telegraph) sukūrė transatlantinius optinius kabelius.

Infraraudonosios, spektro sklaidos ir standartinės radijo bangos. Tai naujos kartos taip vadinamos belaidės duomenų perdavimo technologijos.

Infraraudonieji spinduliai (IR, Infrared) – tai elektromagnetinės bangos, kurių spektras yra pasiskirstęs tarp regimosios šviesos ilgabangių raudonųjų spindulių ir trumpabangių radijo spindulių. IR spindulių perdavimo būdas pagrįstas televizijos, vaizdo, sterko, t. y. nutolusių įrenginių valdymo principu. 1993 metais įkurta duomenų perdavimo ir spinduliais asociacija (IrDA, Infrared Data Association), kurianti prietaisus, kurių veikimas pagrįstas belaidžio duomenų perdavimo kompiuterių sistemose principu. Šie prietaisai leidžia priimti ir perduoti duomenis prietaisams ,,matant“ vieni kitus.

Radijo bangų spektro sklaida – tai toks būdas, kai duomenys priimami ir perduodami radijo bangomis nenutrūkstamai, pagal nurodytą taisyklę keičiant dažnį. Naudojama mažuose tinkluose, esančiuose nedidelėse patalpose.

Standartinės radijo bangos naudojamos duomenims perduoti tinkluose, bet nelengva gauti licenziją, nes be valstybės leidimo standartinių radijo bangų naudoti negalima. Pastaruoju metu išplito belaidžių (bevielių), radijo bangomis veikiančių mobiliųjų telefonų tinklai, kuriuose mobilieji telefonai gali internetu valdyti kompiuterius per atstumą.
Duomenų perdavimo būdai ir kryptys

Kokybės požiūriu ryšio linijos būna siauro (Base band) ir plataus (Broadband) ryšio. Siauro ryšio atveju per kompiuterius jungiantį kabelį duotu laiko momentu perduodamas tik vienas signalas, todėl visos sistemos kabeliu naudojasi pagal eilę. Dėl efektyvesnio darbo kiekvienos sistemos perduodami duomenys suskirstomi į atskirus fragmentus, vadinamus paketais (Packets). Pavyzdžiui, elektroninio pašto pranešimas suskaidomas į paketus ir kiekvienas paketas atskirai perduodamas į tinklą. Kai paketai pasiekia paskirties sistemą, joje iš paketų sudaromas pranešimas. Tai yra vadinamasis paketų komutavimo (Packet Switching) principas. Alternatyvinis yra kanalų komutavimo (Circuit Switching) principas. Šiuo atveju sistema, prieš pradėdama perduoti duomenis, nusistato sau kanalą, kuris būna atviras ir laisvas tol, kol ryšis nenutraukiamas. Tačiau toks būdas neefektyvus, nes tam tikra sistema gali ilgam užimti kanalą, tuo tarpu kitos sistemos turės laukti. Kanalų komutacija yra analogiška įprastiniam telefono ryšiui. Žymiai efektyvesnis yra platusis ryšys, kai per vieną kabelį vienu metu perduodami keli signalai. Pavyzdžiui, kabelinė televizija į kliento namus nutiesia vienintelį kabelį ir juo perduoda daugybės televizijos kanalų signalus vienu metu.

Duomenų perdavimo kryptys gali būti:
•    Simpleksinės (Simplex);
•    Pusiau dupleksinės (Half-duplex);
•    Dupleksinės (Full-duplex).

Simpleksinio duomenų perdavimo atveju duomenys gali keliauti tik viena kryptimi. Pavyzdžiui, tam tikroje patalpoje esantys aplinkos parametrų matavimo prietaisai siunčia duomenis į kompiuterį, kuris juos apdoroja, tačiau atgal prietaisams jokios informacijos nesiunčia. Pusiau dupleksinės krypties atveju du kompiuteriai gali keistis informacija, tačiau duomenys vienu laiko momentu keliauja viena kryptimi, o kita kryptimi – kitu laiko momentu. Pavyzdžiui, racija (Walkie-talkie), kurioje vienu laiko momentu gali kalbėti tik vienas pašnekovas, kuris, baigęs savo kalbą, tam tikru žodžiu išreiškia pasirengimą išklausyti kitą pašnekovą. Taikant dupleksinę perdavimo kryptį, duomenys siunčiami į abi puses tuo pačiu laiku viena šalia kitos esančiomis ryšių linijomis.

Duomenų perdavimas ryšių linijose matuojamas bitais per sekundę (bps) ir didesniais vienetais – KBps, MBps, GBps. Vienas bitas per sekundę dar vadinamas bodu (Baund). Tai duomenų perdavimo greičio vienetas, pavadintas prancūzų inžinieriaus Jean Maurice Emile Boundot vardu.

Vietiniai ir globalūs tinklai

Vietinis tinklas (LAN – Local Area Network) paprastai apima nedidelę teritoriją (pavyzdžiui, vieną organizacijos pastatą ar aukštą). Kiekvienas kompiuteris vietiniame tinkle gali būti vadinamas mazgu (node). Vietinį tinklą charakterizuoja šios charakteristikos:
•    topologija (topology) – tai kompiuterių sujungimo schema. Pagrindinės LAN topologijos yra: magistralinė (Bus), kurioje visi kompiuteriai sujungti kabeliu nuosekliai; žiedinė (Ring) – tai magistralinė su sujungtais galais; žvaigždinė (Star), kurioje kiekvienas kompiuteris prijungtas prie centrinio įrenginio, koncentratoriaus (hub) arba komutatoriaus (Switch);
•    Tinklo aplinka (Network Medium)
•    Protokolai (Protocols).

Šios trys charakteristikos tarpusavyje susijusios. Įrengiant vietinį tinklą, topologijos ir aplinkos (ryšio linijų) pasirinkimą lemia protokolai, t. y. reikia žiūrėti, kokias topologijas ir aplinkas jie palaiko. Visi vietinio tinklo kompiuteriai turi turėti bendrus protokolus, kitaip ryšys tarp jų būtų neįmanomas.

Kaip minėjau, LAN įrengiamas viename kambaryje, aukšte ar pastate. Išvedant tinklą už šių ribų, keli vietiniai tiklai sujungiami maršrutizatoriumi (Router), iš jų suformuojamas intertinklas (Internetwork). Intertinklas – tai sujungtų vietinių tinklų visuma, tačiau jo nereikia painioti su Internetu. Nors Internetas yra intertinklas, tačiau toli gražu ne kiekvienas intertinklas yra Interneto sudėtinė dalis.

Globalusis tinklas (WAN –Wide Area Network) apima dideles geografines erdves ir sujungia ne tik vienoje valstybėje esančius, bet ir atskirų žemynų kompiuterius. Kuriant WAN naudojami tie patys įrenginiai kaip ir vietinių tinklų atveju, kurie sujungia skirtingų tipų kompiuterius, vietinius tinklus su WAN, arba WAN su WAN, panaudojant įvairias ryšio linijas. Globaliuose tinkluose įvairūs sujungti elementai gali naudoti skirtingus protokolus.

Kompiuteriai tinkle sąveikauja vienas su kitu dvejopai: kliento-serverio (Client/Server) ir lygiateisių mazgų (Peer-to-Peer) principu. Kliento-serverio architektūros tinkle vieni kompiuteriai vaidina serverio vaidmenį, kiti – klientų. Serveris – tai kompiuteris (tiksliau, programa, veikianti tame kompiuteryje), aptarnaujantis kitus kompiuterius. Pagrindinės tinklo funkcijos – tai bendras failų ir spausdintuvų naudojimas. Todėl ir kompiuteriai, atliekantys šias funkcijas, kartais vadinami failų serveriais (File Server) bei spausdinimo serveriais (Print Server). Yra ir kitokių serverių, pavyzdžiui, programų, pašto, duomenų bazių, Web serveriai. Klientas – tai kompiuteris, kuris naudojasi serverio paslaugomis. Lygiateisių mazgų tinkle visi kompiuteriai turi vienodas teises ir gali vykdyti tiek kliento, tiek serverio funkcijas. Tai reiškia, kad kiekvienas kompiuteris gali pateikti savo išteklius kitiems tinklo kompiuteriams bei turi prieigą prie kitų tinklo kompiuterių išteklių.

Kaip žinome, Internet tinklą valdo TCP/IP protokolas. Įvairūs ėkio subjektai (korporacijos, kompanijos, firmos) taip pat naudoja šį protokolą savuose tinkluose. Tokie tinklai pradėti vadinti Intranet. Intranet – tai ūkio subjekto tinklas, naudojamas kartu su Internetu, skirtas keistis vidine įmonės informacija. Sujungus dviejų ar daugiau kompanijų Intratinklus, gaunamas bendras tinklas, kuris vadinamas Ekstranet. Tokiame tinkle kompanija gali keistis informacija su partneriais bei užsakovais. Intranet ir Ekstranet prijungiami prie Interneto per specialų įrenginį Firewall, kuris kontroliuoja prieigą prie kompanijos tinklo. Be šių tinklų dar yra VAN ir VPN tinklai. VAN (Value Added Network) – tai privatus apsaugotas tinklas, daugiausia skirtas realizuoti EDI, t. y. elektroninius duomenų mainus, įvairių kompanijų keitimąsi standartizuotais dokumentais. VPN (Value Private Network) – privatus uždaras tinklas, kuris vietoje išskirtinės telefono linijos ryšiui naudoja Internetą, kas atsieina daug pogiau.

Tinklų topologija

Tinklų topologija (Network Topology) nusako, kaip kompiuteriai ir kiti įrenginiai tinkle sujungti vienas su kitu. Pasirenkant kabelius ir kitus tinklo komponentus, tinklo topologija yra svarbiausias kriterijus. Pagal topologiją kompiuterių tinklai klasifikuojami taip:
•    Magistralinis (Bus);
•    Žvaigždinis (Star);
•    Hierarchinis žvaigždinis (Hierarchical Star);
•    Žiedinis (Ring);
•    Žiedinis estafetinės architektūros (Token Ring Architecture);
•    Bevielis (Wireless).

Magistralinis tinklas. Tai lygiateisių kompiuterių tinklas. Kompiuteriai išdėstomi viena linija ir nuosekliai sujungiami kabeliu. Perduodami duomenys keliauja kabeliu, vadinamu magistrale, abejomis kryptimis. Magistralinis tinklas neturi failų serverio. Tokiu būdu sujungiamos nedidelės grupės asmeninių kompiuterių, kurie dalijasi tais pačiais duomenimis ir programomis. Ethernet protokolo sistemose priklausomai nuo naudojamo kabelio tipo magistralinė topologija gali būti dvejopa: ,,storasis“ (Thick) ir ,,plonasis“ (Thin) Ethernet. Thick Ethernet tinkluose kompiuteriai prijungiami prie bendro koaksialinio kabelio mažesnio skersmens kabeliais, vadinamais AUI (Attachment Unit Interface) arba transiveriais (Transceiver):
                        

Thick Ethernet – vienintelė Ethernet tinklo atmaina, kurioje transiveris atskirtas nuo tinklo kortos. Transiveris prijungiamas prie koaksialinio kabelio ,,vampyro“ (Vampyre Tap) pagalba, kuris taip pavadintas dėl metalinių dantų, kuriais jis persmelkia kabelio izoliaciją ir tiesiogiai susijungia su varine gysla. Prie tinklo valdiklio transiveris jungiamas AUI kabeliu. Visuose kituose Ethernet tinklo standartuose transiveriai integruoti į tinklo kortas ir tada nereikia AUI kabelių.

Thin Ethernet tinkluose kompiuteriai sujungiami vienas su kitu mažesnio skersmens koaksialinio kabelio atkarpomis:
                        
Magistraliniame tinkle visada lieka du laisvi kabelio galai, kuriuos būtina blokuoti specialiais įtaisais – terminatoriais (Terminator). Be terminatoriaus, signalas, pasiekęs magistralės galą, atsispindės ir sudarys trikdžius vėliau perduodamiems signalams. Jeigu kurioje nors magistralės vietoje pažeidžiamas kabelis, tai už jos esantys kompiuteriai netenka ryšio.

Žvaigždinis tinklas. Žvaigždės tipologijoje yra centrinis mazgas (Hub) arba koncentratorius (Concentrator). Tai gali būti ir failų serveris. Kiekvienas kompiuteris prijungiamas prie koncentratoriaus atskiru kabeliu. Iš esmės toks bendravimas vyksta pagal kliento-serverio technologiją.
       

        
Žvaigždės topologija dabar naudojama daugumoje Ethernet tinklų, taip pat ir tinkluose su kitais protokolais. Tokios topologijos tinkluose naudojami įvairių rūšių kabeliai, pavyzdžiui, optinis arba susukta pora (Twisted Pair). Nors kiekvienas kompiuteris prijungtas prie koncentratoriaus nuosavu kabeliu, bet koncentratorius perduoda signalą į visus kompiuterius, todėl vieno kompiuterio perduotas signalas patenka ir į visus kitus kompiuterius. Jeigu kuris nors kabelis pažeidžiamas, tai ryšio netenka tik vienas kompiuteris. Aišku, sugedus koncentratoriui, ,,lūžta“ visas tinklas, bet taip atsitinka labai retai.

Kartais iš mažesnių žvaigždinių tinklų sudaroma daugiapakopė sistema, vadinama hierarchiniu žvaigždiniu tinklu. Tuomet jungiamas papildomas koncentratorius ar net keli. Į paprastą Ethernet tinklą su perdavimo sparta 10 MBps galima jungti iki keturių koncentratorių, o į tinklą Fast Ethernet su sparta 100 MBps – tik du: (dar egzistuoja Gigabit Ethernet su sparta 1000 MBps)

            

            

Žiedinis tinklas. Jis panašus į magistralinį, nes visi kompiuteriai sujungti nuosekliai vienas su kitu, skirtumas tas, kad abu laisvi kabelio galai sujungti vienas su kitu. Vieno kompiuterio pasiųstas signalas keliauja ratu į kitus kompiuterius, kol galų gale grįžta į išeities tašką.


            Logiškai – ,,žiedas“

Visuotinės prieigos modulis


        Fiziškai – ,,žvaigždė“

Svarbu suprasti, kad daugeliu atvejų ,,žiedas“ – tai loginė, o ne fizinė konstrukcija. Faktiškai žiediniame tinkle kabeliai taip pat jungiami prie koncentratoriaus – visuotinės prieigos modulio (MAU, Multistation Access Unit), kuris ir perduoda siunčiamus duomenis kiekvienam tinklo kompiuteriui. Pavyzdžiui, kompiuteris Nr.3 perduoda duomenų paketą į MAU, pastarasis juos siunčia į kompiuterį Nr.4, kuris nedelsiant grąžina paketą į MAU. Tuomet MAU perduoda paketą į kompiuterį Nr.5 ir procesas kartojamas, kol paketas vėl patenka į kompiuterį Nr.3, kur sunaikinamas. Toks tinklas dirba patikimai, nes išėjus iš rikiuotės vienam mazgui, MAU išjungia jį iš sistemos, kuri toliau funkcionuoja. Be MAU, sugedus vienam kompiuteriui, nebedirbtų visas tinklas. Vis dėl to tarp populiarių tinklo protokolų yra vienas – FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – kuriame leidžiamas kabelių sujungimas į fizinį žiedą. Šiuo atveju naudojami du žiedai, kuriais judėjimas vyksta priešingomis kryptimis.

1986 metais IBM sukūrė naujos konfigūracijos tinklą ir pavadino jį žiediniu estafetinės architektūros tinku (Token Ring). Pastarajame tinkle įdiegta galimybė siųsti ir gauti duomenis pagal tam tikrą ženklą – perduodamą markerį (Token Passing). Tai 3 baitų dydžio specialus paketas, kuriame nėra įprastų duomenų. Jo paskirtis – išskirti tinkle sistemą, kuriai leidžiama perduoti duomenis. Pasyvūs kompiuteriai Token Ring tinkle yra pakartojimo režime (Repeat Mode): jie priima paketus iš MAU ir vėl juos grąžina. Jei sistema negrąžintų paketo į MAU, žiedas lyg ir nutrūktų, tinkle nebebūtų ryšio. Markerį generuoja sistema, atliekanti aktyvaus stebėtojo (Active Monitor) vaidmenį, vėliau jis keliauja tinklu nuo vienos sistemos prie kitos. Jeigu sistemai reikia perduoti duomenis, ji gali tai padaryti tik sulaukusi markerio. Kadangi markeris yra tik vienas, tai bet kuriuo laiko momentu duomenis gali perduoti tik viena sistema. Todėl Token Ring tinkle nebūna jokių susidūrimų. Gavęs markerį, kompiuteris keičia jame aktyvaus stebėtojo nustatytą bito reikšmę (Monitor Setting Bit) ir perduoda į MAU. Pakeista markerio bito reikšmė informuoja kitus kompiuterius, kad tinklas užimtas. Dabar kompiuteris pereina į perdavimo režimą (Transmit Mode) ir nedelsdamas perduoda duomenų paketą, kurį MAU išsiuntinėja visiems kompiuteriams iš eilės. Galiausiai duomenų paketas vėl patenka į kompiuterį-siuntėją, kuris jau randasi šalinimo režime (Stripping Mode) ir privalo pašalinti siųstą paketą iš tinklo, kad jis ten necirkuliuotų be pabaigos. Pradiniame Token Ring variante tik pašalinęs duomenų paketą kompiuteris galėjo atstatyti markerio pradinę bito reikšmę ir perduoti jį atgal į tinklą. Dabartiniuose Token Ring tinkluose, kurių sparta yra 16 MBps, naudojamas ankstyvesnis markerio išlaisvinimas (Early Token Release): markeris su signalu ,,tinklas laisvas“ perduodamas iš karto po duomenų paketo perdavimo. Kita sistema, gavusi markerį, taip pat gali imti perdavinėti savo duomenis, tuo būdu tinkle vienu metu gali būti du duomenų paketai, bet niekada nebūna daugiau kaip vieno markerio su signalu ,,tinklas laisvas“.

Bevielis tinklas. Topologija paprastai vadinamas kompiuterių sujungimo būdas kabeliais, tačiau dabar šio termino prasmė prasiplėtė ir naudojama taip pat bevieliams tinklams apibūdinti. Bevieliuose tinkluose paprastai naudojamos dvi topologijos: ,,kiekvienas su kiekvienu“ (Ad Hoc) ir infrastruktūra (Infastructure). ,,Kiekvienas su kiekvienu“ tinkle visi kompiuteriai aprūpinti bevieliais tinklo valdikliais (adapteriais) ir gali laisvai bendrauti. Kompiuterius galima perkelti į kitą vietą, svarbu, kad jie liktų bevielės technologijos veikimo ribose. Infrastruktūros topologijos tinkluose kompiuteriai aprūpinti bevielėmis sąsajomis, ir keičiasi informacija su tinklu bevieliais transiveriais, kurie prijungti prie tinklo įprastais kabeliais. Šie transiveriai vadinami prieigos prie tinklo taškais (Network Access Points). Tokios topologijos tinkle kompiuteriai vienas su kitu tiesiogiai duomenimis nesikeičia. Pasikeitimas duomenimis vyksta per kabelinį tinklą ir prieigos prie tinklo taškus. Ši topologija labiau tinka dideliems tinklams, prie kurių bevielėmis sąsajomis prijungti tik kai kurie kompiuteriai, pavyzdžiui, nešiojami. Jiems užtikrinama prieiga prie serverių ir kitų tinklo išteklių.

Tinklo protokolai

Kartais tinklą sudaro vienodi kompiuteriai, valdomi tos pačios OS, kartais ir skirtingų platformų kompiuteriai su skirtingomis OS. Nežiūrint į tai, kokie kompiuteriai sujungti ir kokios programos naudojamos, tinkle reikia ir ,,bendros kalbos“, kad kompiuteriai suprastų vienas kitą, taip kaip ir žmonės gali bendrauti tarpusavyje tik naudodami bendrą kalbą. Tokios bendrosios kalbos vadinamos protokolais (Protocols), kurie naudojami netgi paprasčiausio apsikeitimo duomenimis atvejais.

Tinklo protokolas gali būti tiek labai paprastas, tiek itin sudėtingas. Kartais protokolas yra tik kodas, pavyzdžiui, elektros įtampos lygis, nusakantis duomenų bito reikšmę (0 ar 1). Sudėtingesni protokolai atlieka tinkle įvairias tarnybines funkcijas:
•    Paketo gavimo patvirtinimas (Packet Acknowledgment) – gavėjas perduoda pranešimą, patvirtinantį, kad paketas gautas (paketas – pagrindinis tinklu perduodamų duomenų vienetas);
•    Segmentacija (Segmentation) – paketo duomenų suskirstymas į segmentus;
•    Srauto valdymas (Flow Control) –padidinti arba sumažinti duomenų perdavimo greitį;
•    Klaidų suradimas (Error Detection) – prie paketo prijungiami specialūs kodai, leidžiantys kompiuteriui-gavėjui atsekti paketo turinio vientisumą (nustatyti, ar paketo duomenys nepažeisti);
•    Klaidų ištaisymas (Error Correction) – kompiuterio-gavėjo generuojamas pranešimas kompiuteriui-siuntėjui, kuriame nurodoma, koks paketas yra pažeistas, ir prašoma perduoti jį pakartotinai;
•    Duomenų suspaudimas (Data Compression) – tai duomenų apimties sumažinimo mechanizmas;
•    Duomenų kodavimas (Data Encryption) – tai perduodamų duomenų šifravimo pagal kompiuteriui-gavėjui žinomą raktą mechanizmas.

Dažniausiai protokolai grindžiami atviraisiais standartais, sukurtais nepriklausomų komitetų. Standartų atvirumas garantuoja, kad juos galima naudoti įvairiose sistemose. Bet yra ir atskirų kompanijų sukurtų protokolų. Kiekvienas tinklo kompiuteris ryšio metu naudoja daugybę įvairių protokolų, kurių teikiamos paslaugos suskirstomos į atskirus lygius, o tų lygių visuma sudaro atvirų sistemų sąveikos etaloninį modelį OSI (Open Systems Interconnection).

Protokolai, naudojami įvairiuose OSI modelio lygiuose, vadinami protokolų steku (Protocol Stack) – kitaip sakant, tai yra daugiaprotokolė aplinka, kurioje protokolai dirba kartu, užtikrindami visų funkcijų įvykdymą. Gretimų lygių protokolai aptarnauja vienas kitą, priklausomai nuo to, kuria kryptimi perduodami duomenys. Kompiuterio-siuntėjo sistemoje duomenys generuojami taikomąja programa viršutinėje protokolų steko dalyje ir palaipsniui pereina iš lygio į lygį žemyn. Kiekvienas protokolas atlieka tam tikrą paslaugą protokolui, esančiam gretimame žemesniame lygyje. Apatinėje steko dalyje yra tinklo aplinka, per kurią duomenys perduodami kitam tinklo kompiuteriui. Kai duomenys pasiekia kompiuterį-gavėją, visi veiksmai vyksta atvirkščia tvarka. Pavyzdžiui, jei kompiuterio-siuntėjo trečiojo lygio protokolas atsakingas už duomenų kodavimą, tai tas pats kompiuterio-gavėjo protokolas atsakingas už duomenų dekodavimą.

Duomenų inkapsuliacija. Protokolų, dirbančių įvairiuose OSI modelio lygiuose, sąveika pasireiškia tuo, kad kiekvienas protokolas prie gautų perduoti duomenų prideda savo antraštę (Header arba Footer) ir perduoda į gretimą lygį žemyn, kuris savo ruožtu daro tą patį. Tokiu būdu žemiausiame lygyje gaunamas paketas, parengtas perduoti ryšio linija, su visa naudinga, pridėta antraštėse, informacija. Kai toks paketas pasiekia paskirties vietą, procesas kartojamas atvirkštine tvarka. Kiekvieno lygio protokolas (dabar einant iš apačios į viršų) apdoroja duomenis ir pašalina atitinkamas antrašte, kol galų gale gaunami tokie duomenys, kurie buvo išsiųsti. Paketas yra bendras pavadinimas, tačiau atskiruose lygiuose siunčiami duomenys su prijungtomis tų lygių antraštėmis vadinami ir kitaip. Pavyzdžiui, kanalo lygyje, kuriame prie duomenų prijungiama ir Header, ir Footer, toks paketas vadinamas kadru (Frame). Antraščių prijungimo procesas vadinamas duomenų inkapsuliacija (Data Encapsulation). Iš esmės šis procesas primena paprasto laiško siuntimą – parašytą laišką reikia įdėti į voką, užrašyti adresą, užantspauduoti ir išsiųsti.

1983 metais ISO (International Organization for Standartization) ir ITU-T (Telecommunication Standartization Sector of International Telecommunication Union) paskelbė dokumentą ,,The Basic Referente Model for Open Systems Interconnection“, kuriame buvo pateiktas tinklo funkcijų suskirstymo į 7 lygius modelis.

Manyta, kad tokia struktūra taps protokolų steko pagrindu, tačiau komercine forma šis modelis nebuvo realizuotas. Daugelis populiarių protokolų buvo sukurti anksčiau už OSI modelį, todėl labai tiksliai su pastarojo struktūra nesiderina. Dažnai vienas protokolas atlieka dvi ar daugiau OSI modelio funkcijų. Tačiau OSI modelis išliko kaip mokomoji priemonė nagrinėjant tinkle vykstančius procesus. Profesionalai dažnai susieja protokolus ir jų funkcijas su atitinkamais OSI modelio lygiais.

Fizinis (Physical) lygis. Jame nustatomos tinklo elementų charakteristikos – tinklo aplinka (kabeliai ar bevielis būdas, įrengimo taisyklės), signalo tipas ir perdavimo schema, pavyzdžiui, elektros krūvių ar šviesos impulsų kombinacija duomenims koduoti (pavyzdžiui, Mančesterio (Manchester encoding) ar kita schema).

Kanalo (Data-link) lygis. Jo protokolas užtikrina sąveiką tarp įjungto į tinklą kompiuterio techninės įrangos ir tinklo programinės įrangos (tinklo plokštės ar adapteriai, jų tvarkyklės, tinklo kabeliai ar kitokia tinklo aplinka, pagalbiniai tinklo įrenginiai).
Tinklo įrenginiai gaminami pagal kanalo lygio protokolų reikalavimus. Pavyzdžiui, yra kabelių, kurie tinka tik konkretiems protokolams, tačiau yra ir universalių kabelių, kurie tinka įvairiems protokolams. Populiariausias vietinių tinklų kanalo lygio protokolas yra Ethernet, po jo seka Token Ring, FDDI (Fiber Distributed Data Interface) ir kt. Globaliuose tinkluose naudojami kiti kanalo lygio protokolai, pavyzdžiui, SLIP (Serial Line Internet Protocol), PPP (Point-to-Point Protocol).

Kanalo lygio protokolas pirmiausia atsako už paketo, čia vadinamo kadru, formatą. Kadre turi būti kompiuterio-siuntėjo ir kompiuterio-gavėjo adresai (kanalo lygio protokolai užtikrina ryšį tik konkretaus vietinio tinklo ribose), kurie šiame lygyje vadinami įrenginių adresais (Hardware address). Kita svarbi kanalo lygio kadro funkcija – identifikuoti aukštesnio tinklinio lygio protokolą. Kadangi tinkliniame lygyje gali būti naudojami įvairūs protokolai, tai į kanalo lygio protokolo kadrą įjungiamas kodas, kurio pagalba galima nustatyti, kokiu protokolu buvo apdoroti siunčiami duomenys tinkliniame lygyje. Pagal šį kodą kompiuterio gavėjo kanalo lygio protokolas siunčia duomenis atitinkamam savojo tinklinio lygio protokolui. Kadro apatinėje antraštėje užrašomas perduodančios sistemos apskaičiuotas ciklinis pertekliaus kodas (CRC, Cyclical Redundancy Check), o gavęs paketą kompiuteris-gavėjas atlieka analogiškus skaičiavimus. Jeigu rezultatai sutampa, paketas priimamas. Jeigu kompiuteriai vietiniame tinkle naudoja pusiau dupleksinę perdavimo kryptį, tai galimas toks atvejis, kai du kompiuteriai vienu metu ims perdavinėti savo duomenis. Tokiu atveju įvyksta paketų susidūrimas, kolizija (Collision), kurio metu abiejų paketų duomenys prarandami. Todėl svarbi kanalo lygio protokolo funkcija – prieigos prie tinklo aplinkos valdymas (MAC, Media Access Control). Pavyzdžiui, Ethernet protokolas tam naudoja CSMA/CD, Cartier Sense Multiple Access with Collision Detection mechanizmą; Token Ring protokolas perduoda markerį (Token Passing).

Tinklinis (Network) lygis. Šio lygio protokolai atsako už visą ryšį (End-to-End), kai tuo tarpu kanalo lygio protokolai veikia tik vieno tinklo ribose. Tinklo protokolas užtikrina paketo perdavimą iš siuntėjo gavėjui. Priklausomai nuo tinklo tipo, siuntėjas ir gavėjas gali būti tame pačiame vietiniame tinkle arba skirtinguose tinkluose. Pavyzdžiui, jūsų siunčiami internetu paketai praeina pro dešimtis tinklų, kuriuose kanalo lygio protokolas ne kartą keičiasi, bet tinklinis protokolas turi būti tas pats. Tinklinio lygio protokolo pavyzdžiu gali būti IP (Internet Protocol). Novell Netware turi savo tinklo protokolą IPX (Internetwork Packet Exchange), o nedideliuose tinkluose Microsoft Windows paprastai naudojamas Microsoft protokolas NetBEUI (NetBIOS Enhanced User Interface). Duomenų paketas, kurį sukuria tinklinio lygio protokolas, susideda iš transporto lygio duomenų ir tinklinio lygio prijungtos antraštės. Toks paketas dar vadinamas Datagram. Tinklo protokolo pagrindinės funkcijos yra adresavimas, fragmentavimas ir maršruto nustatymas. Prijungtoje antraštėje yra laukai su galutiniais adresais. Pavyzdžiui, jei jūs interneto naršyklėje užrašote Web adresą, tai jūsų kompiuterio sukurtame duomenų pakete tinkliniame lygyje bus nurodytas Web serverio adresas, tuo tarpu kanalo lygyje – jūsų vietinio tinklo maršrutizatoriaus, kuris užtikrina išėjimą į Internetą, adresas. IP protokolas naudoja individualią adresavimo sistemą, pagal kurią kiekvienam tinklo kompiuteriui suteikiamas 32 bitų IP adresas, kuris identifikuoja tiek patį kompiuterį, tiek ir tinklą, kuriame tas kompiuteris randasi. Kai duomenų paketas siunčiamas įvairiais tinklais, jis susiduria su kanalo lygio protokolų įvairove bei jų apribojimais. Vienas iš tokių apribojimų yra paketo dydis. Pavyzdžiui, Token Ring kadro dydis gali siekti 4500 baitų, tuo tarpu Ethernet – negali viršyti1500 baitų. Kai didelis paketas suformuojamas Token Ring tinkle ir perduodamas į Ethernet tinklą, tai tinklinio lygio protokolas turi suskaidyti paketą į fragmentus ne didesnius kaip 1500 baitų. Šis procesas ir vadinamas fragmentacija (Fragmentation). Maršrutizacija (Routing) – tai efektyviausio duomenų perdavimo maršruto parinkimas tinkle. Sudėtinguose tinkluose, pavyzdžiui, Internete galimi įvairūs maršrutai. Atskiri tinklai sujungiami maršrutizatoriais. Sudėtinguose tinkluose skiriamos dvejopos sistemos: galutinės (End Systems) ir tarpinės (Intermediate Systems). Maršrutizatorius – tai tarpinė sistema, o galutinės sistemos – tai paketų siuntėjai ir gavėjai. Galutinėse sistemose naudojami visi 7 OSI modelio lygiai, o tarpinėse – tik trys žemutiniai lygiai (fizinis, kanalo ir tinklinis).Tinkliniame lygyje maršrutizatorius apdoroja paketą ir siunčia jį į žemesnius lygius, kad perduoti į kitą sistemą. Kad paketas būtų tiksliai nukreiptas į tikslą, maršrutizatoriais savo atmintyje saugo informaciją apie tinklą. Tipinis maršrutizatoriais lentelės elementas – kito tinklo adresas ir adresas kito maršrutizatoriaus, per kurį paketai gali patekti į tą tinklą. Be to, maršrutizatoriais saugomoje lentelėje yra maršruto metrika – sąlyginis jo efektyvumo įvertinimas. Jeigu į kokią nors sistemą galimi keli maršrutai, tai pagal maršrutų metriką parenkamas efektyviausias. Taip pat tinklinio lygio antraštėje yra informacija ir apie gretimą transporto lygį, iš kurio buvo gauti duomenys. Pagal šią informaciją sistema-gavėjas gaunamą paketą perduoda atitinkamam transporto lygio protokolui.

Transporto (Transport) lygis. Funkcijos, kurias atlieka transporto lygio protokolai papildo tinklinio lygio protokolų funkcijas. Dažnai šių dviejų lygių protokolai sudaro tarpusavyje susijusią porą. Žinomas pavyzdys – TCP/IP; TCP naudojamas transporto, o IP – tinkliniame lygyje. TCP alternatyva yra protokolas UDP (User Datagram Protocol). Į Novell Netware protokolų rinkinį IPX įeina keli transporto lygio protokolai, pavyzdžiui, NCP (NetWare Core Protocol) ir SPX (Sequenced Packet Exchange). Skirtumas tarp transporto lygio protokolų yra tas, kad vieni jų orientuoti susijungimui (Connection-oriented), kiti – ne (Connectionless). Pirmieji, prieš pradėdami perduoti duomenis, apsikeičia pranešimais, kad užmegztų tarpusavio ryšį. Tai vadinama ,,trijų kartų rankų paspaudimu“ (Three-way Handshake). Kai duomenų perdavimas baigtas, sistemos tokiu pat būdu nutraukia ryšį. Taip pat šios rūšies protokolai atlieka papildomus veiksmus, pavyzdžiui, siunčia pranešimą, patvirtinantį paketo priėmimą, aptinka ir taiso klaidas ir kt. Šie protokolai užtikriną korektišką duomenų perdavimą ir vadinami patikimais (Reliable). Tačiau valdomų duomenų apimtis labai išauga dėl siunčiamų papildomų pranešimų ir didelės antraštės. Pavyzdžiui orientuotas susijungimui TCP protokolo antraštė užima 20 baitų, tuo tarpu neorientuoto susijungimui protokolo UDP antraštė užima 8 baitus. Taigi neorientuoti susijungimui protokolai nenustato išankstinio ryšio tarp sistemų. Tokie protokolai paprastai naudojami trumpoms tranzakcijoms, susidedančioms tik iš užklausų ar atsakymų signalų. Transporto lygio protokolai taip pat turi informaciją apie aukštesnius lygius. Pavyzdžiui, TCP ir UDP antraštėse yra informacija, identifikuojanti programą, kuri sukūrė paketą, ir programą, kuriai tas paketas skirtas.

Seanso (Session) lygis. Jame prasideda esminiai skirtumai tarp OSI modelio ir realiai naudojamų standartų. Realiai šio lygio protokolų nėra, o jo funkcijos integruotos į protokolus, kurie taip pat atlieka pateikties ir taikomojo lygių funkcijas. Jei anksčiau aprašytų lygių protokolai rūpinasi duomenų perdavimu tinkle, tai seanso, pateikties it taikomojo lygių protokolai su ryšių procesu nieko bendro neturi. Seanso lygiui priskiriamos 22 tarnybos, iš kurių svarbiausios – dialogo valdymas ir dialogo suskirstymas. Dviejų sistemų keitimosi informacija tinkle procesas vadinamas dialogu (Dialog). Dialogo valdymas (Dialog Control) – tai parinkimas režimo, kuriame sistemos galėtų keistis pranešimais. Tokių režimų yra du: pusiau dupleksinis (TWA, Two-way Alternate) ir dupleksinis (TWS, Two-way Simultaneous). Pusiau dupleksiniame režime sistemos kartu su duomenimis perduoda ir markerius. Perduoti informaciją galima tik tokiam kompiuteriui, kuris duotu laiko momentu turi markerį. Dupleksinis modelis sudėtingesnis, markerio nenaudoja, abi sistemos bet kuriuo laiku, netgi tuo pačiu metu, gali perduoti duomenis. Dialogo suskirstymas (Dialog Separation) – tai kontrolinių taškų (Checkpoints) įjungimas į duomenų srautą. Kontroliniai taškai leidžia sinchronizuoti dviejų sistemų darbą.

Pateikties (Presentation) lygis. Jame atliekama vienintelė funkcija – skirtingų sistemų sintaksės transliavimas. Abi bendraujančios sistemos turi abstrakčią sintaksę (Abstract Syntax) – tai jų ,,prigimtinė“ ryšio forma, kuri skirtingų platformų kompiuteriuose gali būti skirtinga. Sintaksės suderinimo procese abi sistemos priima bendrą duomenų perdavimo sintaksę (Transfer Syntax), kartais ir su papildomomis funkcijomis, pavyzdžiui, duomenų suspaudimu arba šifravimu.

Taikomasis lygis. Tai įvesties taškas, per kurį taikomosios programos gauna prieigą prie viso OSI modelio ir prie tinklo išteklių. Dauguma taikomojo lygio protokolų – tai prieigos prie tinklo tarnybos. Pavyzdžiui, protokolu SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) naudojasi elektroninio pašto programos.

Optinių tinklų protokolai. Fizinio lygmens standartas SONET (Synchronous Optical Network) leidžia kurti sinchroninius pluoštinių optinių kabelių tinklus. Iš pradžių jis buvo patvirtintas ANSI, vėliau buvo priimtas ITU, International Telecommunications Union, tačiau kitu, SDH (Synchronous Digital Hierarchy), vardu.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

Duomenų perdavimo techninė įranga

Tinklo plokštė (NIC, Network Interface Card) užtikrina ryšį tarp kompiuterio ir tinklo. Ji įstatoma į praplėtimo lizdą kiekviename tinklo kompiuteryje. Kai kuriuose kompiuteriuose tinklo valdiklis būna įmontuotas į sisteminę plokštę, bet dažniausiai gaminamas kaip atskira plokštė, kuri jungiama prie ISA ar PCI magistralės. Pardavime yra ir USB jungčiai pritaikytų tinklo plokščių, bet maksimalus duomenų perdavimo greitis šiuo atveju tik 1,2 MBps. Tinklo plokštė ir jos tvarkyklė atsako už daugumos fizinio ir kanalo lygių protokolų funkcijų vykdymą. Skirtingiems protokolams reikia pritaikyti ir juos atitinkančias tinklo plokštes. Tinklo plokštės atlieka įvairias funkcijas, būtinas ryšiui tarp kompiuterio ir tinklo palaikyti. Pavyzdžiui:
•    Duomenų inkapsuliacija;
•    Signalo kodavimas ir dekodavimas – dvejetainius duomenis paverčia elektros krūviais, šviesos impulsais ar kitais signalais, priklausomai nuo tinklo aplinkos;
•    Duomenų perdavimas ir priėmimas – tinklo plokštė tikrina kiekvieno paketo kanalo lygio paskirties adresą, kad tarp visų paketų rastų tą, kuris skirtas jos aptarnaujamam kompiuteriui;
•    Laikinas duomenų saugojimas – tinklo plokštė perduoda ir gauna duomenis kadrais. Todėl jai reikalinga tarpinė atmintis (buferinė), kad laikinai galėtų saugoti duomenis iš kompiuterio arba iš tinklo, kol ji formuoja kadrą ir rengiasi jį apdoroti;
•    Nuoseklaus/lygiagretaus perdavimo suderinimas – duomenų mainai tarp kompiuterio ir tinklo plokštės vyksta lygiagrečiai (išskyrus USB), t. y. po 16 ar 32 bitus, tuo tarpu duomenų perdavimas tinkle vyksta nuosekliai bitas po bito. Todėl tinklo plokštei reikia suderinti šiuos perdavimo būdus;
•    Prieigos prie tinklo valdymas – tinklo plokštė realizuoja kanalo lygio protokolo funkciją MAC (Media Access Control).

Modemas (Modem) – įrenginys, naudojamas kompiuteriui prijungti prie telefono tinklų. Jis kompiuterio skaitmeninius signalus verčia analoginiais, kurie perduodami telefono linijomis, o analoginius signalus gavėjo kompiuteryje verčia į skaitmeninius. Modemai gali būti vidiniai (Internal) ir išoriniai (External). Plokštės pavidalo vidinis modemas montuojamas į sisteminės plokštės praplėtimo lizdus, o išorinis – jungiamas prie kompiuterio specialiu kabeliu.

Multiplekseris (Multiplexer). Jei reikia perduoti ar priimti didelius duomenų srautus, tai turimų ryšio linijų paprastai nepakanka. Tokiu atveju naudojamas multiplekseris, kuris optimizuoja ryšių linijų panaudojimą – daugeliui vartotojų ar įrenginių (8, 16, 32 ir daugiau) sudaro galimybę naudotis viena didelio greičio ryšių linija.

Telktuvas arba koncentratorius (Concentrator) arba skirstytuvas (Hub) taip pat leidžia daugeliui įrenginių dalytis viena ryšių linija, tačiau jis intelektualesnis už multiplekserį, nes galima užprogramuoti tam tikras papildomas funkcijas, pavyzdžiui, laikinai saugoti duomenis ir išsiųsti nurodytu laiku.

Norint sujungti kompiuterių grupę į tinklą pakanka tinklo plokščių, koncentratoriaus ir keleto kabelių. Tačiau plečiant tinklus, vien šių įrenginių nebepakanka. Koncentratoriai sujungia tinklus fiziniame lygyje, tačiau naudojami ir sudėtingesni įrenginiai, skirti tinklams sujungti kanalo ir tinkliniame OSI modelio lygiuose. Tai tiltai, komutatoriai, maršrutizatoriai.

Tiltas (Bridge) – įrenginys tinklams kanalo lygyje sujungti. Juo galima sujungti du tinklus ar atskirus vieno tinklo segmentus. Tiltas atlieka paketų filtravimą (Packet Filtering). Kadangi tiltas funkcionuoja kanalo lygyje, jis apdoroja visus paketus ir sugeba interpretuoti paketo antraščių informaciją. Jeigu kompiuterio-siuntėjo ir kompiuterio-gavėjo adresai yra skirtinguose tinkluose (arba segmentuose), tai tiltas paketą perduoda, o jei tame pačiame tinkle (arba segmente) – paketas ignoruojamas. Kitaip sakant, tiltas praleidžia tik tuos paketus, kurie keliauja į kitą jo pusę. Tiltas sumažina tinklo apkrovimą, kadangi duomenys nepraleidžiami ten, kur jie nereikalingi. Tuo tarpu koncentratorius išsiuntinėja paketą visiems kompiuteriams. Paprastas tiltas, jungiantis vieno tipo tinklo segmentus, pavyzdžiui, vienoje patalpoje, vadinamas vietiniu tiltu (Local Bridge). Įvairių topologijų ir nutolusiems vienas nuo kito tinklams (ar jų segmentams) sujungti naudojami kiti tiltų tipai. Transliavimo tiltas (Translation Bridge) jungia skirtingus tinklus su skirtingais protokolais, bet jis dirba lėtai ir yra gana brangus, todėl naudojamas retai, nes sujungti skirtingus tinklus galima ir kitais įrenginiais, pavyzdžiui, maršrutizatoriais. Globaliuose tinkluose naudojami nutolę tiltai (Remote Bridge).

Komutatorius (Switch). Šiuolaikiniuose tinkluose juos beveik visiškai išstūmė tiltai ir maršrutizatoriai. Komutatorius nukreipia kompiuterio-siuntėjo paketus tik kompiuteriui-gavėjui. Yra du komutatorių tipai: tiesioginiai (Cut-through) ir su tarpiniu duomenų saugojimu (Store-and-forward). Pirmieji perduoda paketus nedelsiant, net nelaukdami priėmimo pabaigos, tuo tarpu antrieji priima paketą ir tik tada nukreipia jį pagal paskirtį.

Maršrutizatorius (Router) – tai įrenginys, kuris funkcionuoja tinkliniame OSI modelio lygyje, skirtas tinklams sujungti. Maršrutizatorius gali sujungti tinklus, dirbančius skirtingais kanalo lygio protokolais (pavyzdžiui, Ethernet ir Token Ring), bet tinklinio lygio protokolas turi būti tas pats. Pats populiariausias šiandien yra TCP/IP rinkinys, kurio tinkliniame lygyje veikia protokolas IP. Kai vieno vietinio tinklo kompiuteris perduoda duomenis kito tinklo kompiuteriui, jis siunčia paketą savojo tinklo maršrutizatoriai, o pastarasis nukreipia paketą į kitą tinklą. Jei kompiuteris-gavėjas yra nutolusiame tinkle, paketas pereina per daugybę maršrutizatorių.

Maršrutizatoriumi vadinamas įrenginys arba programinis komponentas, tinkliniame lygyje sujungiantis vietinius tinklus. TCP/IP aplinkoje maršrutizatorių dažnai vadina šliuzu (Gateway). Bet šliuzu taip pat vadinamas įrenginys ar programinis komponentas, veikiantis taikomajame lygyje ir užtikrinantis dviejų programų sąveiką. Šliuzai sujungia tarpusavyje du nesuderinamus tinklus ar programas. Pavyzdžiui, elektroninio pašto šliuzas leidžia žmonėms, naudojantiems vieną elektroninio pašto sistemą, perduoti pranešimus žmonėms, naudojantiems kitokią e-pašto sistemą.

Maršrutizatorius turi didesnes išrinkimo galimybes, negu koncentratoriai, tiltai ar komutatoriai. Jis vadovaujasi ne įrenginių adresais, kurie naudojami kanalo lygyje, bet paskirties sistemos adresais, nurodytais tinklinio lygio antraštėse. Informacija apie gretimus tinklus yra vidinėje maršrutizatoriaus lentelėje (Routing Table). Pagal ją Maršrutizatorius nustato, kaip optimaliu būdu pasiųsti paketą. Viename tinkle Maršrutizatorius perduoda paketą gavėjui, o jei paketas siunčiamas į nutolusius tinklus – kitam maršrutizatoriui. Jeigu paketas keliauja toli, kiekvienas jį apdorojantis Maršrutizatorius vadinamas tranzitu (Hop). Maršruto efektyvumas kaip tik ir vertinamas tranzitų kiekiu. Maršrutizatoriaus lentelės sudaromos rankiniu būdu arba automatiškai. Pirmasis būdas vadinamas statine maršrutizacija  (Static Routing), kai tinklo administratorius nusprendžia, ką daryti su gautais paketais, ir įveda būtinus duomenis į lentelę. Antrasis būdas – dinaminė maršrutizacija (Dynamic Routing), kai maršrutizatoriai, naudodami specialius maršrutizavimo protokolus, keičiasi informacija apie tinklus (lentelėmis) vieni su kitais. Optimalus maršrutas parenkamas pagal toje pačioje lentelėje saugomo maršruto efektyvumo įvertinimą (Metric), kuris nurodomas kaip tranzitų kiekis, o kai kuriais atvejais apskaičiuojamas sudėtingesniais būdais. Maršrutizatorių yra įvairių, tai gali būti galingi ir brangūs įrenginiai, naudojami globaliuose tinkluose, bet yra ir nedidelių bei pigių maršrutizatorių. Be to, maršrutizatorius gali būti realizuotas ir programiniu būdu. Pavyzdžiui, naudojant Windows funkciją ICS, Internet Connection Sharing, maršrutizatoriaus vaidmenį atklieka pats kompiuteris.

Kartotuvas (Repeater) – įrenginys, kuris po tam tikro atstumo atkuria perduodamų linijomis duomenų signalus, siunčiamus dideliais nuotoliais. Tinkluose kartotuvas naudojamas sujungti du vienodo tipo vietinius tinklus ar jų segmentus.

Ryšių programinė įranga

Tinklams valdyti nemažiau svarbi ir programinė įranga. Anksčiau asmeninių kompiuterių operacinės sistemos smarkiai skyrėsi nuo tinklinių OS (Network Operating System). Dabar, smarkiai išplitus tinklams, OS dažniausiai yra skirtos ir klientui, ir serveriui kartu. Paminėtinos šios OS:
•    Microsoft Windows NT 4.0;
•    Microsoft Windows 2000;
•    NetWare (Novell);
•    UNIX (AT&T).

Visos ankstesnės Windows OS sukurtos MS-DOS branduolio pagrindu. Pirmasis radikalus nuokrypis – Windows NT, sukurta 1993 metais, į kurią integruotos darbo tinkle galimybės. Paskutinės jos versijos yra Windows NT 4.0 ir Windows 2000, dirbančios daugiaprograminiu režimu. Windows OS sudarytos tarsi iš dviejų dalių: viena skirta kliento kompiuteriui, pavyzdžiui, Microsoft Windows NT 4.0 for Workstation arba Microsoft Windows 2000 Professional, kita – tinklo serveriui, pavyzdžiui, Microsoft Windows NT 4.0 for Server arba Microsoft Windows 2000 Server. Tokiu būdu įvairius įrenginius, kurie prijungti prie tinklo serverio, galima perduoti kliento dispozicijai, o serveris gali valdyti, tvarkyti klientų užklausas – skirstyti duomenų ir programų failus. Prieigos prie failų skirstymas – viena svarbiausių tinklo OS funkcijų. Windows NT ir 2000 palaiko failų sistemą NTFS (NT File System), kuri joms specialiai sukurta ir užtikrina duomenų saugumą daugelio vartotojų darbo aplinkoje, nors palaiko ir FAT (File Allocation Table) – senesnių Windows versijų failų sistemą, kurioje informacijos apsaugos galimybės labai ribotos.

Novell NetWare – ši OS vykdo tik serverio funkcijas. NetWare klientai privalo susijungti su serveriu, o tiesiogiai vienas su kitu jungtis negali. NetWare naudoja paprastą tekstinę sąsają, turi savo failų sistemą. Tinklo OS UNIX turi daugybę versijų ir variantų (UNIX System V, Sun Solaris, Linux ir kt.). UNIX OS paprastai skirta lygiateisių mazgų tinklams.

Prieiga prie nutolusių tinklų

Kalbėdami apie darbą tinkle, turime galvoje ne tik vietinį tinklą, bet dažniausiai – Internetą. Jungdamiesi per modemą prie Interneto, iš tikrųjų mes jungiamės prie nutolusio tinklo. Šiuo atveju tinklo sąsajos vaidmenį atlieka nuoseklus prievadas ar magistralė, o tinklo aplinka – telefono ryšys. Jungiantis prie nutolusių tinklų, naudojami praktiškai tie patys protokolai ir tarnybos, kaip ir jungiantis tiesiogiai. Tinkliniame ir aukštesniuose lygiuose nėra jokių skirtumų, tačiau kanalo ir fiziniame lygiuose skirtumai yra. Prieigai prie nutolusių tinklų naudojamos skirtingos technologijos, su kuriomis trumpai susipažinsime.

Viešoji komutuojama stotis (PSTN, Public Switched Telephone Network) arba paprasta telefono tarnyba (POTS, Plain Old Telephone Service), kuri visame pasaulyje užsiima balso perdavimu laidais. Šios tarnybos ir modemo pagalba galima organizuoti apsikeitimą duomenimis tarp kompiuterių, esančių bet kokioje vietoje. PSTN yra analoginis tinklas su kanalų komutacija (Circuit Switching). Norint perduoti kompiuterio duomenis telefono kabeliu, reikia juos pervesti iš skaitmeninio formato į analoginį. Tai atlieka modemas (Modem, modulator/demodulator), kuris gauna iš kompiuterio skaitmeninį signalą, jį paverčia analoginiu ir perduoda į PSTN tinklą. Kompiuterio-gavėjo modemas atlieka atvirkščią veiksmą – analoginį signalą paverčia skaitmeniniais duomenimis ir juos perduoda kompiuteriui. Telefono tinklas, du modemai bei sąsajos tarp modemų ir kompiuterių kartu sudaro tinklo steko fizinį lygį. Kanalo lygyje tikle su modemu paprastai naudojamas PPP (Point-to-Point Protocol) protokolas, rečiau – SLIP (Serial Line Internet Protocol). Pirmuosiuose modemuose buvo naudojami nestandartiniai protokolai. Tai reiškia, kad du susijungę PSTN vartotojai privalėjo naudotis vieno gamintojo modemais. Siekiant standartizuoti modeminį ryšį, įvairios kompanijos, pavyzdžiui, International Telecommunications Union, kūrė standartinius duomenų perdavimo, jų suspaudimo bei klaidų aptikimo protokolus. Šiandieninis pramoninis modeminio ryšio protokolo standartas yra V.90, dirbantis 56 KBps greičiu. Telefono tinklai buvo sukurti balsui, o ne duomenims perduoti. Todėl jie palyginti lėti. Maksimalus jų greitis – 33,6 KBps, jeigu abu susijungę įrenginiai naudoja analoginį pajungimo būdą. Jeigu vienas iš įrenginių naudoja skaitmeninį pajungimo būdą, greitis didėja iki 56 KBps. Perdavimo kokybė priklauso nuo modemų išdėstymo ir kabelių būklės. Jeigu modemas perduodant duomenis aptinka klaidą, jis persijungia į mažesnį greitį, todėl modeminio ryšio kokybė pastoviai kinta. Geresnei ryšio kokybei užtikrinti naudojamos išskirtinės (Leased) analoginės ir skaitmeninės PSTN linijos.

Virtualūs privatūs tinklai (VPN, Virtual Private Network) tai toks nutolusio kompiuterio ir tinklo susijungimo būdas, kuriame tinklo aplinkos vaidmenį atlieka Internetas. Pats privatus tinklas turi būti pastoviai susijungęs su Internetu, tada su jo serveriu per Interneto paslaugų tiekėjus galės susisiekti vartotojas, pavyzdžiui, išvykęs į komandiruotę tos įmonės darbuotojas. Nutolęs kompiuteris ir tinklo serveris atlieką apsaugotą susijungimą (Tunneling) protokolu PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol).

Visuminių paslaugų skaitmeninis tinklas (ISDN, Integrated Services Digital Network) – tai skaitmeninės komunikacijos tarnyba. Europoje ji naudojama jau seniai, tačiau Amerikoje nėra labai populiari. ISDN linijomis perduodami skaitmeniniai signalai (galima perduoti kompiuterio duomenis, garsus, vaizdus), todėl nebereikia modemų. Nors ISDN linijose galima naudoti telefonus, faksus ir kitus įrenginius, tačiau JAV šis būdas daugiau taikomas duomenims perduoti. Perdavimo greitis ISDN linijomis didesnis negu PSTN. Bazinis ISDN variantas – BRI (Basic Rate Interface) susideda iš dviejų 64 KBps greičio linijų duomenims perduoti (B linijos), ir vienos 16KBps linijos valdančiajam paketui perduoti (D linija). Todėl BRI kartais vadinama 2B+D. B linijomis galima naudotis atskirai arba apjungti jas į vieną 128 KBps greičio liniją. Aukštesnės klasės ISDN – PRI (Primary Rate Interface) susideda iš 23 B-linijų ir vienos D-linijos 64 KBps greičio. Bendras greitis toks pat kaip ir išskirtinės linijos. ISDN naudoja tuos pačius kabelius kaip ir PSTN, tik galutinis vartotojas turi turėti papildomus įrenginius: ISDN telefoną, ISDN faksą, o norint prijungti kompiuterį – ISDN plokštę. Visi įrenginiai prie ISDN jungiami per specialų terminalinį įrenginį (Network Termination).

Išskirtinės linijos (Leased Line) – tai pastovus telefono ryšys tarp dviejų tinklų ir to ryšio praleidžiamoji galia yra pastovi.Yra ir analoginių išskirtinių linijų, bet dažniau naudojamos skaitmeninės. JAV populiariausios išskirtinės linijos T1, kurių greitis – 1,544 MBps. Europoje naudojamas T1 ekvivalentas vadinamas E1 dirba 2,048 MBps greičiu. Pagal poreikį yra, pavyzdžiui, linijos T3 (44,736 MBps) bei E3 (34,368 MBps). Išskirtinė linija susideda iš kelių linijų, kurių kiekvienos greitis yra 64 KBps. Pavyzdžiui, T1 susideda iš 24 tokių linijų, kurios naudojamos arba visos kartu, arba atskirai. Galimas dalinis linijos T1 (Fractional T1) naudojimas. T3 susideda iš 672 linijų ir reikalinga Interneto paslaugų tiekėjams ar kt. Tokio sujungimo galuose statomi specialūs įrenginiai CSU/DSU (Channel Service Unit/Data Service Unit), kurie jungiami prie tinklo maršrutizatoriais pagalba. Išskirtinės linijos gana brangios, kaina priklauso nuo linijos pralaidumo ir ilgio. Pavyzdžiui, linija T1 kainuoja ne mažiau 1000-2000 $ per mėnesį.

Kadrų retransliacija (FrameRelay) – panašus į išskirtinę liniją, tik lankstesnis būdas, nes vartotojas nėra tvirtai surištas su konkrečiu perdavimo greičiu. Gal būt jam ne visada reikalingas toks linijos pralaidumas ir greitis, kokį teikia išskirtinės linijos. Sudarant sutartį su paslaugos tiekėju, numatomas ,,garantuotas pralaidumo dydis“ (CIR, Committed Information Rate). Kadrų retransliavimo tarnyba, esant reikalui, gali suteikti papildomas linijas, pasiskolindama iš tų tinklų, kuriems jos laikinai nereikalingos. Tai bus kita paslauga, kurią reikėtų numatyti sutartyje – garantuotas pralaidumo dydis piko valandomis (CBIR, Committed Burst Information Rate). Sutartyje reikia numatyti tokių periodų trukmę, o ją viršijus, teks papildomai mokėti. Ši technologija neteikia pastovaus ryšio tarp dviejų tinklo taškų. Kiekvienas iš jų susijungia su paslaugų tiekėju esant reikalui. Paslaugų tiekėjo tinklas vadinamas ,,retransliacijos debesimi“ (Frame Relay Cloud). Ryšį tarp kliento ir tiekėjo palaiko tinklinio lygio įrenginys FRAD (Frame Relay Assembler/Disassembler), kuris perdirba paketo kanalo lygio protokolo antraštę ir perduoda paketą į ,,debesį“, iš kur jį gali pasiimti kitas vartotojas.

Skaitmeninė abonentinė linija (DSL, Digital Subscriber Line) – tai bendras įvairių skaitmeninių komunikacijos tarnybų pavadinimas. Visos jos perduoda duomenis standartinėmis telefono linijomis, tik didesniu greičiu nei PSTN ir ISDN. Kai kurios DSL tarnybos aprašytos lentelėje:

Tarnyba    Greitis    Ilgis
HDSL (High-bit-rate DSL)    1,544 MBps per dvi laidų poras
2,048 MBps per tris laidų poras    3,5-4,5 km
SDSL (Symmetrical DSL)    1,544-2,048 MBps    3 km
ADSL (Asymmetrical DSL)    1,544-8,448 MBps gaunant
16-640 KBps siunčiant    3-5,5 km
RADSL (Rate-Adaptive DSL)    640 KBps-2,2 MBps gaunant
272 KBps-1,088 MBps siunčiant    3-5,5 km
ADSL Lite    Iki 1 MBps gaunant
Iki 512 KBps siunčiant    5,5 km
VDSL (Very-high-bit-rate DSL)    12,96-51,84 MBps gaunant
1,6-2,3 MBps siunčiant    0,3-1,4 km
IDSL (ISDN DSL)    Iki 144 KBps    5,5 km

Dauguma DSL paslaugų yra asimetrinės, t. y. skiriasi duomenų siuntimo ir gavimo greičiai. Taip yra todėl, kad DSL signalai sukuria žymiai daugiau trikdžių perduodant duomenis nei juos gaunant. Interneto vartotojus tai visiškai tenkina, nes daugelis jų ieško informacijos, o ne ją siunčia. Tačiau tiems, kurie DSL pagalba planuoja prijungti prie Interneto savo serverius, reikėtų rinktis simetrinį DSL. Didelį DSL greitį užtikrina specialios signalų schemos ir aukštų dažnių naudojimas, kurie įprastose telefono linijose netaikomi. Jungiant kompiuterį prie ADSL, reikia specialaus terminalinio įrenginio (ATU-R, ADSL Termination Unit-Remote), kuris kartais vadinamas DSL transiveriu arba DSL modemu, nors, aišku, tai nėra joks modemas, kadangi visos DSL komunikacijos yra skaitmeninės. ATU-R jungiamas prie kompiuterio arba per tinklo plokštę, arba per USB (Universal Serial Bus) prievadą. Dar reikalingas šakotuvas, jei ta pati linija bus naudojama įprastiniam telefono ryšiui.

Kabelinė televizija (CATV, Cable Television). Iki šiol kalbėjome apie prieigos prie nutolusių tinklų technologijas, veikiančias telefono kabelių pagalba. Bet pastarąjį dešimtmetį vis daugiau televizijos kompanijų siūlo klientams Interneto ryšį tais pačiais kabeliais, kuriais jos transliuoja televizijos laidas. Tai palyginti pigus būdas, o greitis siekia 512 KBps. Kiekvienas TV kanalas ateina į mūsų namus kaip atskiras signalas, o visų signalų visuma keliauja kabeliu vienu metu. Paskyrus dalį kabelio pralaidumo duomenims perduoti, kabelinės televizijos tiekėjai gali perduoti Interneto duomenis kartu su televizijos signalais. Jei kabelinė televizija įvesta, tai pakanka pastatyti šakotuvą, prie jo prijungti specialų įrenginį (vėl gi nelabai teisingai vadinamą kabelinį modemą), o prie pastarojo per tinklo plokštę galima jungti kompiuterį. Tokiu būdu prisijungiama prie tos televizijos kompanijos tinklo (tai bus taip vadinamas regioninis kompiuterių tinklas (Metropolitan Area Network)), todėl vartotojui tenka dalintis pralaidumo linija su kitais to tinklo vartotojais. Piko valandomis greitis pastebimai mažėja.

Mobiliosios technologijos

Mobilus (pranc. mobile, lot. mobilis – judrus, galintis greitai judėti) ryšys – tai ryšys tarp judančių abonentų. Mobilus ryšys – tai bendravimo sistema, t. y. vieno asmens pranešimo perdavimas kitam asmeniui. Ryšys gali būti dvipusis – keitimasis informacija, arba vienpusis – informacijos perdavimas į vieną pusę. Mobilus ryšys gali būti šių tipų:
•    Radijo duomenų sistema;
•    Radijo ieška (pranešimų gaviklių);
•    Korinis;
•    Radialinis;
•    Mobilus palydovinis;
•    Bevielis telefonas.

Radijo duomenų sistema (RDS, Radio Data System): kiekviena radijo stotis turi savo dažnį (kanalą), kuriuo transliuoja savo programą, o FM bangų techninės charakteristikos leidžia vienu kanalu transliuoti ne tik garsinę informaciją, bet ir šiek tiek skaitmeninės informacijos. Viena svarbiausių galimybių yra transliuoti trumpus tekstinius pranešimus, kurių turinys gali būti įvairus: nuo dainos autoriaus ir pavadinimo ar orų prognozės iki komercinių skelbimų, valiutos ar akcijų kursų pokyčių. Nemažas radijo imtuvų su RDS funkcija kiekis bei galimybė transliuoti dinamišką informaciją daro šią sistemą vertinga ir šiomis dienomis, nors pagrindinis jos trūkumas – ribotas informacinio kanalo plotis, t. y. galima perduoti tik nedidelį duomenų kiekį.

Pranešimų gaviklių arba peidžingo (Paging – iškvietimas) ryšys vyksta tik viena kryptimi. Tokia sistema perduoda trumpus pranešimus iš sistemos centro (peidžingo terminalo) peidžingo kanalu (Paging Channel), dar vadinamu radijo ieškos tinklu, į abonento pranešimų gaviklį. Pranešimų gaviklis (Pager) yra radijo imtuvėlis, nustatytas priimti tam tikro dažnio radijo bangas ir turintis gamintojo nustatytą unikalų radijo atpažinimo kodą (RIC, Radio Identification Code). Radijo ieškos tinklu siunčiamas RIC kodas aktyvuoja gaviklį ir šis, atpažinęs savo kodą, priima jam adresuotą pranešimą. Pranešimų tipai priklauso nuo aparatų ir tinklo techninių savybių, tačiau dažniausiai pasitaiko tekstiniai ir skaitmeniniai. Naujausi aparatai sugeba priimti ir garsinius pranešimus, taip pat įgalina atsakyti į tekstinius pranešimus. Pranešimų gaviklių paslauga pasaulyje pakankamai populiari ir dabar. Tą lėmė nedidelės kainos ir galimybė operatyviai perduoti informaciją adresatui. Pagrindiniai trūkumai – gaviklių ribotumas ir atbulinio ryšio nebuvimas. Siekiant spręsti šias problemas diegiami abipusio ryšio tinklai, ženkliai praplečiantys pranešimų gaviklių galimybes (nuo žinutės gavimo patvirtinimo iki galimybės į ją atsakyti), taip pat į rinką pateikiami įvairūs hibridiniai aparatai, pavyzdžiui, į delninį kompiuterį integruotas pranešimų gaviklis ir pan. Lietuvoje radijo ieška nesulaukė didelio populiarumo. Pagrindinė to priežastis – pavėluotas atėjimas beveik kartu su mobiliaisiais telefonais ir praktiškai kiekvienam prieinamos mobiliojo telefono bei ryšio kainos.

Korinis ryšys – tai mobilus radiotelefoninis ryšys, teikiantis įvairias šiuolaikinio telefoninio ryšio paslaugas neribojant abonento buvimo vietos. Šiandien jau sukurti stacionarūs koriniai aparatai, kurie specialios antenos pagalba užtikrina daug didesnius veikimo nuotolius, nei įprasti mobilūs telefono aparatai. Korinis ryšys atsirado apie 1970 metus. Tai buvo ryšys, įgyvendintas tam tikro fiksuoto dažnio ribose. Korinio ryšio idėja – suskirstyti aptarnaujamą teritoriją į nedideles zonas, kurių kiekvienoje randasi viena bazinė stotis. Toks ryšio organizavimo principas leido padidinti abonentų skaičių bei ryšio kokybę, nes įvairiose zonose buvo naudojamos to paties dažnio bangos. Pirmoji tokia sistema buvo NMT-450 (Nordic Mobile Telephone), kurią sukūrė Skandinavijos šalys 1981 metais. Korinio ryšio sistemą sudaro ,,ląstelių“, dengiančių miestą ar kitą teritoriją, rinkinys. Tos ląstelės schematiškai vaizduojamos taisyklingais šešiakampiais, ir tai suteikia sistemai panašumą į bičių korius, iš čia ir kilo toks sistemos pavadinimas. Tokios ląstelės diametras siekia nuo pusės iki kelių kilometrų. Ląstelės viduryje yra bazinė stotis, kuri aptarnauja judančius tos ląstelės ribose abonentus. Visos bazinės stotys sujungiamos su komutacijos centru, iš kurio galima susisiekti ir su kitomis ryšio sistemomis. Korinio ryšio technologija tokia: Abonentas A surenka abonento B telefono numerį ir spaudžia iškvietimo mygtuką. Iškvietimas per bazinę tos ląstelės, kurioje randasi abonentas A, stotį perduodamas į komutacijos centrą. Pastarasis nukreipia iškvietimą į bazinę stotį tos ląstelės, kurioje randasi abonentas B, o iš ten iškvietimas perduodamas tiesiogiai abonentui B. Abonentui judant, jis gali pereiti iš vienos ląstelės į kitą, o šį procesą automatiškai atlieka techniškai sudėtingiausias tinklo elementas – komutacijos centras. Kai korinio ryšio paslaugos teikiamos abonentui, kuris randasi kitos sistemos teritorijoje, toks procesas vadinamas romingu (Roam – klajoti). Romingui realizuoti būtina tam tikra technika ir kompanijų, teikiančių ryšio paslaugas, susitarimas.

Radialinis (kartais vadinamas radialiniu-zoniniu arba trankiniu (Trunk – kamienas)) ryšys – tai didžiulė skaitmeninė sistema, aptarnaujanti daugelį vartotojų, kartais turinti ryšį su bendrojo naudojimo telefonų tinklu. Tokios sistemos naudojamos policijos, gaisrininkų, apsaugos tarnybų ir kt. Tai radijo ryšys, naudojantis tam tikro dažnio radijo bangas, ir besiremiantis signalų retransliacija. Organizuota bendra prieiga į retransliacijos punktą, iš kurio signalai gali būti retransliuojami tam tikroms abonentų grupėms. Šia sistema galima perduoti tiek individualius iškvietimus, tiek grupinius, tiek visų tinklo abonentų. Europoje sukurtas radialinio skaitmeninio radijo ryšio standartas TETRA (Trans European Trunked Radio).

1970-jų metų pradžioje pasirodė palydovinio ryšio sistemos. Jų atsiradimas susijęs su kosminio aparato Marisat išvedimu į orbitą. Iš pradžių tai buvo specialios paskirties antžeminės stotys, orientuotos į nedidelį vartotojų skaičių, o ryšio kokybė nebuvo gera. 1990-jų pradžioje, pradėjus naudoti žemų ir vidutinio aukščio orbitų palydovus bei masiškai pereinant prie skaitmeninio ryšio, esminiai pasikeitimai palietė ir palydovinį ryšį. Atsirado Globalstar – asmeninio palydovinio ryšio sistema ir ACeS bei Thuraya – regioninės sistemos, orientuotos tiek balso ryšiui, riek duomenims perduoti. Palydovų su didelėmis orbitomis pagrindu sukurtos sistemos komerciniams tikslams – IRIDIUM, GLOBAL STAR, ICO. Nešiojami aparatai, naudojantys palydovinį ryšį primena korinio ryšio mobiliuosius telefonus, bet yra daug didesni ir sunkesni.

Telesignalui iš palydovo priimti naudojamos šios sistemos: palydovinė televizija, kuri gali būti analoginė ir skaitmeninė, taip pat palydovinis Internetas. Palydovinės televizijos sistema susideda iš gaviklio ir antenos su pritvirtintu prie jos konverteriu. Gaviklis išoriškai panašus į vaizdo magnetofoną ir statomas greta televizoriaus. Į jį dedama dekodavimo kortelė, įsigyta tam tikrai kanalų grupei. Dabartiniu metu vyksta perėjimas nuo analoginio signalo perdavimo būdo prie skaitmeninio. Tam reikalingas skaitmeninis gaviklis. Skaitmeniniame formate palydovai jau transliuoja šimtus geros kokybės kanalų, pavyzdžiui, vien tik iš Hot Bird palydovų galima priimti apie 200 kanalų, iš kurių 150 neužkoduoti. Šiuo metu palydovinės televizijos sistemos gali priimti signalus iš visų palydovų, kurie pasiekiami tam tikroje teritorijoje, paprasčiausiai distancinio valdymo būdu pasukant anteną. Palydovinis internetas veikia pagal tokią schemą: vartotojo užklausa siunčiama įprastu būdu (per modemą), o atsakymas – per palydovinę jo anteną. Privalumai: greitis, nėra laiko ir informacijos kiekio apribojimų. Įrengiant palydovinį Internetą, reikalinga speciali plokštė, statoma į kompiuterį, ir atitinkama programinė įranga.

Bevielis telefonas – tai mobilaus ryšio sistema su ribotu abonentų judėjimu. Ši sistema kažkuo panaši į korinę su labai mažomis ląstelėmis, dengiančiomis mažą teritoriją – butą ar pastatą. 1980-jų gale švedų kompanija Ericsson sukūrė sistemą DECT (Digital European Cordless Telecommunications).

Mobilaus korinio ryšio kartos. Kadangi plačiausiai paplitęs mobilus korinis ryšys, kalbėsime apie jį šiek tiek plačiau. Jo vystymosi istorijoje išskiriamos trys kartos: analoginės, skaitmeninės ir universalios sistemos (lentelė).

Karta    Pradžia
Pabaiga    Charakteristika    Standartinės sistemos
1.  ANALOGINĖ SISTEMA    1971 –
1992    Kalbos perdavimui naudojama dažnio moduliacija;
Daugelio prieigos metodas išskiriant dažnius, kuriame skirtingų kanakų informacijos perdavimui skiriamos skirtingi dažniai nuo 12,5 iki 30 KHz.    1. AMPS (Advanced Mobile Phone Service) – naudojama visame pasaulyje, išskyrus Vakarų Europą ir Japoniją;
2. TACS (Total Access Communications  System) – Anglijoje, Italijoje, Ispanijoje, Austrijoje, Azijos, Afrikos ir kt. šalyse;
3. NMT-450, NMT-900 (Nordic Mobile Telephone) – Skandinavijoje, Rytų ir Vakarų Europoje;
4. NTT (Nippon Telephone and Telegraph System) – Japonijoje;
5. C-450 (C-Netz) – Vokietijoje, Portugalijoje, Pietų Afrikoje;
6. RTMS (Radio Telephone Mobile System) – Italijoje;
7. R-2000 (Radiocom) – Prancūzijoje;
8. Comvic ACS (Advanced Cellular System) – Švedijoje, Honkonge.
2. SKAITMENINĖ    1992 –    Informacija perduodama skaitmenine forma naudojant kodavimo ir moduliacijos metodus;
Naudojami du daugelio prieigos metodai: laikinis kanalų atskyrimo (TDMA, Time Division Multiple Access) ir kodinis kanalų atskyrimo (CDMA, Code Division Multiple Access)    1. DAMPS (Digital AMPS) – skaitmeninė AMPS;
2. GSM (Global System for Mobile Communications) – labiausiai paplitęs standartas, kuriam priklauso 55 % pasaulinio korinio ryšio abonentų;
3. CDMA (Code Division Multiple Access) – JAV, Rusija, Pietų Korėja;
4. PDC (Personal Digital Cellular) – Japonijoje.
3. UNIVERSALI    1998 –    Mobilaus ryšio sistema su įvairiausiomis paslaugomis:
daugialypės terpės (Multimedia), prieiga prie Interneto, trumposios žinutės ir kt.    Nėra

Korinės sistemos koncepcija buvo suformuluota JAV 1971 metais, o eksploatacija pradėta 1980 metais. Nors pirmoji užuomina apie mobilaus radiotelefoninio ryšio naudojimą JAV buvo dar 1921 metais. Tai buvo tik vienos krypties ryšys dispečerio informacijai iš centrinio policijos mazgo perduoti imtuvams, įtaisytiems policijos mašinose. Dvikryptis ryšys tarp judančių objektų (tame tarpe ir policininkų) pradėtas vystyti JAV nuo 1934 metų. Tokiose sistemose iki 1940 metų buvo naudojamas amplitudės moduliacijos metodas (tai nešančiojo dažnio moduliacija, kur kintamas parametras yra svyravimo amplitudė), o nuo 1946 metų – atspari trikdžiams moduliacija. Pirmosios radiotelefoninio ryšio sistemos naudojo fiksuoto dažnio bangas. Perduodami signalai eteryje užėmė gana plačią dažnių juostą. Vystantis tradicinio radijo ryšio technikai, iškilo dažnių išteklių problemos. Todėl ir kilo idėja sukurti korinę sistemą, kuri aptarnautų didelę teritoriją, suskirstytą mažomis ląstelėmis, ir naudodama tuos pačius dažnius.

Pirmoji korinio ryšio karta buvo kuriama analogijos (gr. Analogia – panašumas) principu. Analoginė sistema informacijai perduoti naudoja analoginiu signalus, t. y. nenutrūkstamus. Analoginėje sistemoje naudojamas dažnių išskyrimo metodas, kur skirtingų kanalų informacijai perduoti skiriami skirtingi dažniai. Nuo 1998 metų pradėta masiškai atsisakyti analoginių sistemų ir prognozuojama, kad iki 2005 metų jos visiškai išnyks.

Antrosios kartos skaitmeninės korinės sistemos atsirado 1992 metais. Jos informacijai perduoti naudoja skaitmeninę formą, t. y. analoginius signalus verčia diskrečiaisiais.  Skaitmeninės sistemos naudoja efektyvius moduliacijos metodus su laiko arba kodiniu kanalų atskyrimu. Jos teikia vartotojams daug paslaugų, nes gali apjungti kalbos ir duomenų perdavimą, šifruoti duomenis ir kt. Tolesnis korinių sistemų vystymasis – tai perėjimas nuo makro- prie mikro- ir piko- tinklų, o tai įgalino aptarnauti abonentus uždarose patalpose. Makroląstelė veikia spinduliu nuo 1 iki 35 km, mikroląstelė – nuo 100 iki 1000 m, pikoląstelė – mažiau 100 m.

XX amžiaus pabaigoje pasirodė taip vadinama IMT 2000 (International Mobile Telecommunications) koncepcija – tai idėja sukurti mobilaus ryšio sistemą, apimančią korinį, palydovinį ryšį ir bevielį telefoną. Ši idėja – sukurti pasaulinę mobilaus ryšio sistemą. Tai ilgalaikė programa, reikalaujanti standartų sukūrimo ir daug darbo diegiant nacionalines bei tarptautines sistemas, realizuojančias visą komplektą paslaugų. Taip randasi trečiosios kartos ryšio sistemos, dažnai vadinamos universaliomis. Vieningo tarptautinio standarto tokiai sistemai sukūrimas yra didelė problema, todėl, galima sakyti, jo dar nėra. Naujos kartos eksperimentinė mobiliojo ryšio technologija 3G arba UMTS (Universal Mobile Telecommunications Servines) įgalina duomenis perduoti dideliu greičiu (2,4 MBps) ir įgyvendinti vaizdo ryšį realiu laiku. Tai technologija, leidžianti mobiliuoju telefonu prisijungti prie Interneto greitąja jungtimi. Tokio mobilaus ryšio vartotojas gali siųsti e-pašto žinutes, vaizdo ir garso informaciją, naršyti Internete, taip pat teikiamos internetinės bankininkystės bei pirkimo internete paslaugos ir kt. Tačiau 3G sistemos įgyvendinimas reikalauja iš esmės keisti visą mobiliojo ryšio tinklo įrangą, kainos labai didelės ir šiuo metu kyla abejonių dėl jos ateities. Mat kritikai įsitikinę, kad 3G per greitas šuolis žmonijai. Tikriausiai trečiosios kartos ryšio įsiviešpatavimo dar teks truputį palaukti.

Dabar jau kalbama ir apie ketvirtosios kartos mobiliojo ryšio (4GW, 4th General Wireless Infrastructures) – šis projektas numatytas iki 2025 metų. Mobilus ketvirtosios kartos ryšys bus kuriamas naudojant greitąsias magistrales ir abonentines ryšio linijas. Svarbiausia numatoma kryptis – globalus tinklų performavimas. Visi bevieliai elektroniniai prietaisai (buitiniai, vaizdo kameros, kompiuteriai) bus aprūpinti mikroprocesoriais bei radijo ryšiu. Prognozuojama, kad ketvirtosios kartos ryšio sistemos leis realizuoti daug naujų programų, pavyzdžiui:
•    Virtuali navigacija, mobilaus ryšio abonentai turės prieigą prie duomenų bazių;
•    Telemedicina, mobili prieiga prie medicininių įrašų, laboratorinių tyrimų duomenų;
•    Telegeoinformacija, pavyzdžiui, tam tikros paslaugos vietos nustatymas ir išsirinkimas;
•    Ypatingų krizinių situacijų valdymas, greitas mobilaus ryšio organizavimas nelaimių, avarijų, katastrofų vietose, vykstant gelbėjimo darbams;
•    Mokymo tinklai mažai apgyvendintuose rajonuose, mobili prieiga prie mokomųjų duomenų bazių, Multimedia e-paštas, vaizdokonferencijos ir kt.;
•    Grupinės Multimedia komunikacijos, tai įvairių brigadų (remonto ir statybų, projektuotojų, medikų, operatyvios pagalbos darbuotojų ir kt.) aprūpinimas mobiliu vaizdo ryšiu.

O ką gi mes turime šiandien? GSM (Global System for Mobile Communications) – labiausiai paplitusį standartą, kuriam priklauso 55 % pasaulinio korinio ryšio abonentų. 1982 metais Europos šalys susitarė dėl skaitmeninio mobiliojo korinio ryšio standarto, kuris buvo pavadintas GSM. Pirmasis GSM tinklas 1992 metais atsirado Suomijoje. GSM ryšys nuolat tobulėjo ir praturtėjo įvairiomis paslaugomis.

Trumpųjų žinučių (SMS, Short Message System) paslauga – mobiliuoju telefonu galima siųsti ir gauti tekstines žinutes iki 160 simbolių. Tačiau dėl mažos SMS informacinės talpos ir nepatogumo (abėcėlė sutalpinta 9 klavišuose) atsirado efektyvesnio duomenų perdavimo poreikis.

Daugialypės terpės informacijos perdavimo (MMS, Multimedia Message System) paslauga galima tik tada, jei ją palaiko telefono aparatas. Žinomiausias pritaikymas – mobilieji telefonai su integruotu skaitmeniniu fotoaparatu, gebantys siųsti ir priimti nufotografuotus vaizdus. Kaip žinia, daugialypė terpė susijusi daugiausiai su pramogomis, todėl MMS sunkiai randa pritaikymą versle, nors gali būti panaudota ten, kur reikalingas operatyvus nuotraukų perdavimas, pavyzdžiui, spaudoje, žurnalistikoje ir kitur.

Duomenims perduoti skirtas protokolas bevieliams įrenginiams WAP (Wireless Application Protocol), jungiantis dvi – mobiliojo ryšio ir Interneto technologijas. Naudodamas šį protokolą, mobilusis telefonas jungiasi į Internetą. Pradžioje telefono savininkas pasinaudoja aparate esančia mikronaršykle – supaprastinta naršyklių versija, ir pasiunčia tam tikro tinklapio užklausą. Užklausa radijo bangomis nukeliauja iki korinio ryšio tinklo bazinės stoties, o iš ten nukreipiama į komutacijos centrą, kuriame įrengta WAP tarptinklinė sąsaja, šliuzas (Gateway). Tai programa-filtras, esantis tarp bevielio ryšio tinklo ir Interneto, ji suranda vartotojo užklausoje nurodytą tinklapį. Jei tinklapis parašytas HTML kalba, speciali programa išverčia jį į bevieliam tinklui skirtą tekstų kūrimo kalbą WML (Wireless Markup Language), išmesdama iš jo visą grafiką ir kitokias teksto formato įmantrybes.  Toks dokumentas siunčiamas vartotojui, kurio telefono displėjuje jis galiausiai ir pasirodo. Viena vertus, ši technologija įspūdinga, nes užtenka modernesnio telefono aparato – ir jūs jau galite naudotis Internetu. Tačiau realios WAP galimybės nėra tokios ypatingos: į telefono ekraną telpa nedaug informacijos, jos vaizdavimas neišsamus ir nevaizdus dėl ribotos grafikos. Todėl atsirado ir tobulesnių sistemų, tokių kaip GPRS.

Paketinio duomenų perdavimo GPRS (General Packet Radio Service) paslauga skirta greitesniems duomenų mainams (teorinis greičio maksimumas – 171,2 KBps, tačiau kinta priklausomai nuo kanalo apkrovimo). GPRS duomenys siunčiami paketais, analogiškai TCP/IP protokolui. Ši technologija idealiai tinka naršyti Internete, siųsti e-pašto žinutes, nes yra optimizuota greitai perduoti nedidelius informacijos kiekius. Tačiau realus greitis yra žymiai mažesnis už teorinį maksimumą. Be abejonės, tai yra žingsnis į priekį, tačiau reiklesniam vartotojui GPRS vis dar turi per daug apribojimų ir trūkumų. Dalį jų išsprendžia HSCSD technologija.

Sparti komutuojamų kanalų duomenų perdavimo HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) technologija leidžia pasiekti 43,2 KBps greitį, tačiau šis greitis yra fiksuotas, tad vartotojas turi pastovų, tik jam skirtą duomenų kanalą. Šis sprendimas tinka didesniems informacijos kiekiams perduoti. Dar viena duomenų perdavimui spartinti skirta technologija – EDGE (Enhanced Data Rates for Global (GSM) Evolution).

Tobulinami ir mobilieji telefonai. Iš dalies jie gali atlikti delninių kompiuterių funkcijas. Dabartiniai naujausi mobilūs telefonai turi puikų ekraną (pavyzdžiui, Samsung 256 spalvų OLED (Organic Light Emitting Display)), integruotą skaitmeninį fotoaparatą, diktofoną, iš programų – specialią OS, Interneto naršyklę, pašto programą, užrašų knygelę, kalendorių, tekstų redaktorių, elektronines lenteles ir kt. Nuotraukoms, kalendoriaus įrašams, adresams ir kitiems vartotojo duomenims skirta vidinė atmintis, pavyzdžiui, Nokia 7750 turi 4 MB vidinę atmintį. Kaip pavyzdį galima paminėti ir Nokia 9210i Communicator, kuris turi jungtį atminties kortelėms. Jau galima išgirsti apie trimačio vaizdo technologijas mobiliajame telefone.Yra kuriami telefonai su įmontuotu lietimui jautriu 3D ekranu, turinčiu unikalią didinamojo stiklo funkciją. Vartotojui pirštu nurodžius tam tikrą vietą ekrane, aparatas automatiškai keičia taikinyje atsidūrusio vaizdo dydį. Ši sistema leidžia sukurti interaktyvią aplinką.

Sparčiai tobulėjant mobilaus ryšio paslaugoms, telekomunikacijų kompanijos stengiasi prisiderinti prie skirtingų klientų poreikių. Vienokios paslaugos ir sprendimai domina verslo atstovus, tuo tarpu visiškai kitokie yra privačių vartotojų poreikiai. Verslininkui pirmiausia rūpi sprendimai, leidžiantys geriau organizuoti veiklą ir taupyti laiką ir pinigus: vieni sprendimai skirti veiklai organizuoti ir informacijai valdyti kompanijos viduje, kiti padeda valdyti ryšius su klientais. Turbūt efektyviausias mobiliųjų technologijų versle panaudojimas – susisiekimas su nutolusia įmonės duomenų baze. Išvykę iš įmonės darbuotojai gali naudotis įmonės informacija per GPRS tinklą ir per Internetą. Plinta ir mobiliosios konferencijos, pavyzdžiui, jau yra dviejų diapazonų UMTS/GSM-GPRS telefonas, puikiai tinkantis šiam tikslui. Jis gali realiuoju laiku priimti mobiliojo ryšio tinklais transliuojamą vaizdą. Atsiskaitymas už prekes ir paslaugas keleto mobilaus telefono mygtukų paspaudimu jau beveik kasdienybė. Mobiliuoju telefonu galima rezervuoti vietą automobiliui ir už ją užsimokėti, galima siūlyti savo kainą aukcione jame nedalyvaujant, įsigyti bilietą lėktuvui ir t. t. Mobiliosios technologijos gali padėti reklamuoti produktus ir paslaugas, pavyzdžiui, vartotojai gali gauti reklamines SMS žinutes. Žmogus mobiliuoju telefonu gali sužinoti labai daug. SMS žinute galima atsisiųsti orų prognozę, valiutų kursus, sužinoti eismo tvarkaraščius. Tereikia pateikti užklausą su tam tikra santrumpa – atsakymas bus gautas po kelių sekundžių. Pavyzdžiui, OP – orų prognozės trumpinys. Telekomunikacijų bendrovės pasiūlė naują paslaugą – MMS žemėlapius tiems, kuriems reikia susirasti gatvę, namą ar įstaigą. Dar viena naujiena – ,,Visa“ korteles naudojančių mobiliųjų telefonų atsiskaitymų sistemos. Tokių telefonų savininkai galės atsiskaityti už prekes ar paslaugas nukreipę savo telefonus į specialius terminalus, naudojančius infraraudonąjį ryšį. IR jungčių dėka bus galima per tam tikrą atstumą užmegzti ryšį su specialiais atsiskaitymo terminalais ir bankomatais. Visi duomenys apie vartotoją ir jo ,,Visa“ kortelę bus saugomi telefono atmintyje. Perduodančio ir priimančio įrenginių IR jungtys turės būti nukreiptos viena į kitą, kad tarp jų nebūtų jokių kliūčių.

Informacijos apsauga kompiuterių tinkluose

Informacijai tinkluose apsaugoti naudojami kriptografijos metodai. Kriptografija (gr. Kryptos – slaptas, grapho – rašyti) – tai slaptaraštis, rašymo būdas, kuriuo įslaptinamas teksto turinys. Pagrindinis kriptografijos tikslas – informacijos kodavimas (šifravimas). Jis žinomas nuo seniausių laikų. Dar Julijus Cezaris, siųsdamas pranešimus savo kariuomenės vadams, naudojo raidinį kodą. Olandų kriptografas Kerkhof’as (1835-1903) pirmasis suformulavo taisyklę: kriptografijos sistema yra saugi tuo atveju, kai priešininkas nežino slaptojo sistemos rakto (nors gali žinoti kodavimo mechanizmą). Kriptografijai, kaip mokslui, pradžią davė Klodas Šenonas, 1949 metais paskelbtame savo darbe ,,Ryšio slaptose sistemose teorija”. 1976 metais amerikiečių mokslininkai Daffi ir Xellman’as pasiūlė dviejų raktų kriptografijos būdą. Klasikinis kriptografijos uždavinys – pakeisti suprantamą (atvirą) tekstą į atsitiktinę ženklų seką, vadinamą kriptograma. Atliekant tam tikrus loginius kriptogramos simbolių pakeitimus galima atstatyti pradinį tekstą.

Kriptografijos sistemų patikimumas pagrįstas rakto, t. y. tam tikro nedidelės apimties slaptos informacijos kiekio, naudojimu. Raktas naudojamas kodavimo procesui valdyti ir yra laisvai keičiamas kriptografinės sistemos elementas, t. y. jį gali pakeisti sistemos vartotojas bet kuriuo laiku. Kriptografija gali būti dviejų rūšių:
•    Slaptojo rakto (simetrinis kodavimas);
•    Atvirojo rakto.

Simetrinis kodavimas – kai abi pusės (siuntėjas ir gavėjas) žino ir naudoja vieną ir tą patį raktą, kurio pagalba informaciją galima koduoti ir dekoduoti.

Atvirojo rakto kriptografija pagrįsta raktų poros koncepcija. Kiekviena poros dalis (pavyzdžiui, pirmasis raktas) koduoja informaciją taip, kad ją dekoduoti gali kita raktų poros dalis (antrasis raktas). Viena raktų poros dalis – tai asmeninis raktas, kurį žino tik jo savininkas, tuo tarpu kita raktų poros dalis – tai atviras raktas, susijęs su asmeninio rakto savininku, bet jį žino visi korespondentai. Raktų poros metodo ypatumas yra tas, kad tekstas, užkoduotas bet kuriuo poros raktu, gali būti dekoduotas tik kitu šios poros raktu.

Kriptografijos sistema atlieka kodavimo, dekodavimo ir raktų valdymo procedūras. Raktų valdymo procedūros yra šios: raktų generavimas, raktų paskirstymas, raktų saugojimas, raktų sunaikinimas. Raktų generavimas – tai atsitiktinis jo išrinkimas iš visos galimų raktų aibės. Raktams generuoti naudojami specialūs elektroniniai įtaisai, kuriuose vyksta atsitiktiniai fiziniai procesai. Tai gali būti triukšmo generatorius arba triukšmo daviklis. Daviklio parodymai matuojami tam tikrais laiko momentais ir pervedami į skaitmeninę formą. Taip gaunama atsitiktinė skaičių seka. Raktų paskirstymas – taijų perdavimas vartotojams. Perduodant siuntėjui ir gavėjui slaptąjį raktą, turi būti naudojamas apsaugotas ryšio kanalas. Raktai saugomi apsaugotose nuo nesankcionuotos prieigos laikmenose. Raktų naikinimo procedūra atliekama dalyvaujant rakto savininkui, nes seni raktai nusikaltėlius domina taip pat, kaip ir veikiantys raktai.

Greta kriptografijos metodo informacijos apsaugai naudojama ir steganografija. Tai slapto informacijos perdavimo arba saugojimo būdas. Steganografijos tikslas – paslėpti patį pranešimo perdavimo faktą. Tradiciniai steganografijos būdai yra:
•    Nematomo rašalo naudojimas;
•    Akrostichas (gr. Akros – kraštinis, stichos – eilutė) – eiliuotas kūrinys, kurio eilučių pradinės (viena ar kelios pirmosios) raidės, skaitant nuo viršaus į apačią, sudaro žodį arba posakį, t. y. į eiliuotą kūrinį įkomponuotas žodis ar posakis;
•    Mikrofotografija;
•    Slėptuvė.

Kompiuterių tinkluose atsirado naujų steganografijos būdų. Internete slapta informacija gali būti įvairiai paskirstyta erdvėje ir laike, užmaskuota ir paslėpta (vieni failai paslėpti kituose failuose).

05.    Informacijos pateikimo technologijos

IS ir IT darbo rezultatas – informacinis produktas, kurio pagrindinė savybė – nemateriali prigimtis. Dėl to informacija yra universali, gali būti ir žaliava, ir produktas. Pranašumo prieš materialiąją produkciją informacijai suteikia neriboto tiražavimo galimybė, paprastas perdavimas (transportavimas), universalumas ją pritaikant. Kitas bruožas – intelektualumas. Informacinis produktas imlus kvalifikacijai ir žinioms, būtent kvalifikacijos sąnaudos sudaro pagrindinę tokių produktų savikainos dalį.

Nepaisant informacinio produkto nematerialumo, jam taip pat galima pritaikyti tam tikrus vertinimo kriterijus, pavyzdžiui, pagal tam produktui sukurti sugaištą laiką (žmogaus darbo, ryšio trukmės), natūrinį apdorotos informacijos kiekį, įvykdytų darbų skaičių, darbo seansų skaičių, naudojimosi informaciniu produktu trukmę ir t.t. Vertinant galima derinti kelis iš minėtų kriterijų.

Duomenų pateikimo pavidalai

Duomenys ir informacija vartotojui pateikiami įvairiais pavidalais:
•    Formatuoti (struktūriniai) duomenys – turintys tam tikrą formatą, pavyzdžiui, duomenų bazės, failai, įrašai … Lanksčiai pateikti leidžia kompiuterinė technika;
•    Teksto pavidalas – labai populiarus, nes yra daug galimybių patraukliai parengti, paprasta redaguoti, atspausdinti ir t. t.;
•    Hipertekstas – taikomas internete bei kitose aplinkose;
•    Modeliai – formalios priklausomybės, sudėtingų ryšių išraiška;
•    Žinios – faktai, teiginiai, išvados, semantiniai (prasmės) ryšiai;
•    Vaizdai:
o    Grafikai ir diagramos, jų tipai gali būti įvairūs: stulpelinės, juostinės, linijinės, skritulinės, paviršinės, burbulinės, erdvinės ir kt.
o    Rankiniai eskizai, pavyzdžiui, projektavimo sistemose;
o    Brėžiniai;
o    Nuotraukos;
o    Dinaminiai vaizdai, keičiantys pavidalą ir turinį laike. Tai ,,gyva“ grafika, pavyzdžiui, žemėlapiai, įmonės veiklos schema ar reklaminės paskirties grafika (banner, aplett).

Duomenų pateikimo terpės

Esminės ir populiariausios terpės duomenims ir informacijai pateikti yra popierius ir vaizduoklio ekranas. Taip pat informacija gali būti pateikiama mikrofilmu ar balsu.

Popierius. Tai seniai žmonijos naudojama ir todėl gerai pažįstama ir įsisavinta terpė. Ilgą laiką popierius buvo vienintelė patikima terpė informacijai perduoti. Informaciją popieriuje galima įrašyti tik vieną kartą, vėlesni pakeitimai, pataisymai aiškiai matomi. Popierius – lengvai prieinama vartotojui, kvalifikacijos nereikalaujanti informacijos pateikimo priemonė. Nepaisant popieriaus trūkumų (neilgaamžiškumo, vienkartinio panaudojimo), informacijai pateikti jis naudojamas ir šiandien, moderniųjų technologijų amžiuje. Kartais tai visai nebūtinas ir neoptimalus sprendimas, bet žmogui, matyt, malonu savo darbo rezultatą regėti ne vien vaizduoklio ekrane, bet ir pajusti savo rankose, gal popieriuje patogiau žiūrėti. Tai ir yra viena iš priežasčių, kad šiandieninės informacijos pateikimo technologijos yra ne tik alternatyva popieriui, bet ir priemonė sutvarkyti informaciją prieš pateikiant ją popieriuje. Tam procesui atlikti rinka siūlo įvairių teksto bei grafinių redaktorių, leidybos sistemų, o ir programos, skirtos dirbti ne su tekstu, yra orientuotos į galutinį duomenų pateikimą popieriuje.

Ekranas. Šiuo metu tai viena moderniausių ir labiausiai paplitusių informacijos pateikimo terpių. Ekranų yra labai įvairių savo paskirtimi ir techniniu pažangumu. Gali būti televizoriaus ekranas, viešasis ekranas, tablo, vaizduoklio ekranas ir kt.

Duomenų pateikimo įrenginiai

Informacija pateikiama vartotojui išvesties įrenginiais (Output Hardware):
•    Dokumentinė kopija (Hard Copy) – popieriuje ar mikrofilmu; naudojami išvesties įrenginiai – spausdintuvai (Priners), braižytuvai (Plotters), mikrofilmai (Computer Output Microfilms);
•    Nedokumentinė kopija (Soft Copy) – vaizduoklio ekrane ar balsu; naudojami išvesties įrenginiai – vaizduokliai (Displays), vaizdo projektoriai (Image Projectors), kalbinės išvesties įtaisai (Voice Output Devices).

Spausdintuvai išspausdina popieriuje raides, skaitmenis, kitokius simbolius ar jų junginius, kurie sudaro ne tik tekstą, bet ir vaizdus, grafikus, piešinius ir kt. Gaminami ne tik bendrosios, bet ir specialios paskirties spausdintuvai, skirti spausdinti adresus ant vokų, įvairias žymes, standartinius brūkšniniu kodus ir kt. Pagal veikimo principą (ar mechanizmas liečia popierių, ar ne) spausdintuvai skirstomi į kontaktinius ir nekontaktinius. Šiuo metu naudojami tokie spausdintuvai:
•    Adatiniai – juose tekstą ar kitokius reikiamus simbolius formuoja spausdinimo galvutė su adatėlėmis, įtaisytomis mažuose spausdinimo plaktukėliuose. Adatėlės arba gauna įtampą, arba ne. Tada plaktukėlis suduoda į popierių per rašalo juostelę ir išspausdinama raidė ar kitas simbolis;
•    Rašaliniai spausdintuvai dirba panašiu principu kaip ir adatiniai, tik spausdinamas vaizdas formuojamas ne adatėlėmis, o iš mažų rašalo lašelių, kurie išpurškiami ant popieriaus;
•    Terminiuose spausdintuvuose naudojamas specialus šilumai jautrus popierius. Juose įtaisoma spausdinimo galvutė su adatėlėmis, kurios, nors ir nepaliečia popieriaus, tačiau per atstumą, priklausomai nuo gaunamos įtampos dydžio, įkaitinamos ir skirtingai paveikia terminį popierių bei sukuria jame tekstą ar vaizdą. Tai labai kokybiški ir brangūs spausdintuvai;
•    Lazeriniuose spausdintuvuose lazerio spindulys, valdomas tam skirto mikroprocesoriaus, nukreipiamas į šviesai jautraus būgno paviršių. Tos būgno sritys, kurios gauna šviesos impulsą, įgyja statinį krūvį. Besisukdamas būgnas praeina pro konteinerį su toneriu (dažų milteliai), kurį pritraukia krūvį turinčios būgno sritys. Sukantis būgnui toliau, įvyksta jo kontaktas su popieriumi, ant kurio pernešamas toneris. Popierius su toneriu pratraukiamas pro kaitinimo elementą, tonerio dalelės sukepa ir galutinai prisitvirtina prie popieriaus. Po to būgno paviršiuje panaikinamas krūvis, būgnas paruošiamas kito puslapio spausdinimo ciklui.

Braižytuvai skirti aukštos kokybės grafiniams vaizdams spausdinti. Juos naudoja projektuotojai, architektai, dizaineriai, menininkai. Braižytuvai pagal veikimo principą skirstomi taip:
•    Rašikliniai – juose grafinį vaizdą piešia judantys rašikliai, kuriuos valdo specialiai tam skirtas mikroprocesorius. Rašikliniai braižytuvai savo ruožtu skirstomi:
o    Būgniniai, kuriuose popierius juda sukamo būgno paviršiumi, o virš jo esantys rašikliai užima tam tikrą horizontalią padėtį, tačiau, gavę įtampą, nusileidžia ant popieriaus ir juda pagal programą braižydami vaizdą;
o    Planšetiniai, kuriuose popierius padedamas ant plokščio paviršiaus ir nejuda, o rašikliai juda horizontaliai ir vertikaliai.
•    Elektrostatiniai – jų veikimo principas pagrįstas labai mažų specialios medžiagos –spalvotų miltelių (Toner Powder) nusodinimu popieriuje elektrostatiniais krūviais;
•    Adatinių, rašalinių, terminių braižytuvų veikimo principas toks pat kaip ir spausdintuvų.

Mikrofilmai – tai tokie išvesties įrenginiai, kurie duomenis pateikia mikrofilmo juostoje, todėl dar reikia specialių didinamųjų įrenginių, kad būtų galima patogiai skaityti. Dažniausiai jie naudojami bibliotekose, skaityklose.

Vaizduokliai. Visos kompiuterinės sistemos turi vaizduoklius, kurių ekrane informacija pateikiama vizualiai, t. y. vaizdu. Kol kas dažniausiai dar naudojami vamzdiniai (elektroninio vamzdelio) vaizduokliai. Juose elektroninis vamzdelis skleidžia elektronų emisiją, kurią valdo elektrodų magnetinis laukas, nukreipdamas elektronus į liuminoforu (fosforu) padengtą ekraną. Liuminoforui reaguojant į elektronų emisijos šviesą ekrane sukuriamas vaizdas, kurį sudaro maži vaizdo elementai – taškeliai. Kuo mažesni taškeliai ir kuo jie glaudesni, tuo geresnė viena iš svarbiausių ekrano charakteristikų – skiriamoji geba. Pavyzdžiui, jei ekrano skiriamoji geba 1024×768, tai reiškia, kad ekrano horizontalėje esančios eilutės turi 1024 taškelius, o vertikalėje – 768. Vienspalvis ekranas turi vieną elektroninį vamzdelį, o spalvoti – tris: raudoną, žalią, mėlyną. Taigi spalvotame ekrane taškelis sudarytas iš trijų spalvų. Vamzdinių vaizduoklių ekrano matmenys nusakomi jų įstrižainės ilgiu, pavyzdžiui, 14, 15, 17, 19, 21 colių. Vamzdinių vaizduoklių trūkumai – dideli matmenys, sunaudoja daug energijos, pažeidžiami transportuojant, netinka nešiojamiems kompiuteriams. Tai ir nulėmė plokščiųjų vaizduoklių sukūrimo būtinybę. Pirmieji plokštieji vaizduokliai buvo sukurti nešiojamiems kompiuteriams, tačiau dabar gaminami ir AK. Pagal gamybos technologiją plokštieji vaizduokliai skirstomi taip:
•    Plazminiai (GPD, Gas Plasma Display) – tai pirmieji plokštieji vaizduokliai, pagaminti naudojant neono dujas arba neono ir argono dujų mišinį, dedamą tarp elektrodų. Tekant srovei dujos švyti. Maišant įvairias dujas spalva kinta nuo oranžinės iki raudonos;
•    Skystųjų kristalų (LCD, Liquid Crystal Display) – tai vaizduokliai, kuriuose skysta cheminė medžiaga dedama tarp dviejų stiklo plokščių, padengtų labai plonomis vielelėmis, kuriomis tekanti elektros srovė priverčia cheminėje medžiagoje esančias pailgas metalo molekules, įgavusias krūvį, dreifuoti išilgai ekrano. Skystakristaliai vaizduokliai gaminami vienspalviai ir spalvoti;
•    Elektroliuminescensiniai (ELD, Electroluminescens Display) – tai vaizduokliai, kuriuose naudojama plona filmo juosta, padengta specialia medžiaga, švytinčia tekant elektros srovei. Norint gauti ekrane švytintį taškelį, srovė leidžiama filmo juostoje išvedžiotų laidelių horizontalėmis ir vertikalėmis, o jų susikirtimo taškuose ekranas švyti.

Vaizdo projektoriai. Skaitant pranešimą, paskaitą ir pan., patogu naudoti vaizdo projektorių, kuris skaidrėse ar kompiuteryje esančią informaciją tiesiogiai pateikia dideliame ekrane. Pagal gamybos technologiją  vaizdo projektoriai gaminami dviejų tipų: skystųjų kristalų (pagal tradicinę skystųjų kristalų technologiją) ir skaitmeniniai šviesos procesoriai (DLP, Digital Light Processor). Pastaruoju atveju vaizdas ekrane sukuriamas mikroveidrodėlių sistema valdant šviesos srautą einantį per skystuosius kristalus. Šio metodo pagrindas – skaitmeninis mikroveidrodėlių valdymo įtaisas, vadinamas DMD kristalu (DMD, Digital Micromirror Device). Ši technologija leidžia gauti ryškesnius, kontrastingesnius, tikslesnius vaizdus ir dažniausiai naudojama gaminant mažų matmenų, lengvus, daugialypei terpei (Multimedia) skirtus projektorius, vadinamus mikroprojektoriais.

Kalbinės išvesties įtaisai. Jiems kurti dažniausiai taikomas balso sintezės būdas. Tai automatinis balsinio pranešimo generavimas iš pateikto teksto (tekstu pateiktos informacijos skaitymas balsu). Generavimui reikia naudoti konkrečiai kalbai paruoštus sintezės elementus (sintezės vienetus) bei atsižvelgti į tos kalbos gramatines ypatybes (kirčiavimą, intonaciją ir pan.). Dirbtiniam balsui iš sintezės vienetų sukurti naudojamas specialus įrenginys, vadinamas sintezatoriumi. Mokslininkai nuolat tobulina kalbinės išvesties technologijas. Kuriama vis daugiau programų, kuriose naudojamas informacijos išvedimas balsu. Balso sintezavimo paskirtis – paversti tekstą girdimu, kad, pavyzdžiui, aklieji galėtų ,,skaityti“ klausydamiesi. Kalbinės išvesties sistemos tampa ypač aktualios paplitus daugialypės terpės programinei įrangai, kuri naudoja šalia tradicinių (tekstas, piešiniai, lentelės) ir netradicinius (garsai, vaizdai, telekadrai, animacija) duomenis.

6.    Informacinės technologijos pagal valdymo uždavinius
01.    Sprendimų priėmimas ir IT/S

Organizacijos vadovų bei darbuotojų daromi sprendimai būna labai įvairūs, jie kinta nuo struktūruotų iki nestruktūruotų:
•    Struktūruoti sprendimai – pasikartojantys, nesudėtingi, jiems priimti taikoma tam tikra aiški procedūra, pavyzdžiui, algos išmokėjimas;
•    Nestruktūruoti sprendimai – jie nedaromi pagal kažkokias taisykles, o yra unikalūs, žmogus, priimantis tokius sprendimus, vadovaujasi savo nuomone, situacijos vertinimais, intuicija ir t. t., pavyzdžiui, naujos prekės dizainas, išėjimo į naują rinką strategija ir kt.
Be to, daugelis sprendimų užima tarpinę padėtį tarp struktūruotų ir nestruktūruotų ir vadinami pusiau struktūruotais (dalinai struktūruotais).

Verslo sprendimai taip pat klasifikuojami pagal jų kilimo vietas, t. y. pagal organizacijos valdymo lygius (žr. Valdymo piramidę):

Laikas    Informacijos tipas
IS tipas

Ateitis

Dažniausiai išorinė    Sprendimų paramos IS
(DSS – Decision Support System)

Praeitis ir dabartis

Vidinė ir išorinė    Valdymo IS
(MIS – Management  Information System)

Dabartis

Dažniausiai
vidinė    Duomenų (Transakcijų) apdorojimo sistema (TPS – Transaction Processing System)

•    Operatyviojo lygio sprendimai – aiškūs, kasdieniai, palyginti paprasti, susiję su kontrole ir stebėjimu, pavyzdžiui, kiek parduota prekių, kiek gauta pinigų, medžiagų judėjimas, atlyginimų išmokėjimas ir kt.
•    Valdymo lygio(viduriniosios grandies) sprendimai susiję su analize, siekiant didesnio veiklos efektyvumo, pavyzdžiui, išlaidų analizė, metinio biudžeto sudarymas ir kt.
•    Aukščiausiojo (strateginio) lygio sprendimai apima nestruktūruotus, sudėtingus uždavinius ir nulemia organizacijos tikslus, politiką, išteklius ir t. t. Tai gali būti ateities prognozavimas, darbo jėgos planavimas, biudžeto prognozavimas, pavyzdžiui, 5 metams į priekį ir kt.
•    Žinių lygio sprendimai – tai naujų idėjų įvertinimas, naujų žinių perdavimas ir skleidimas organizacijoje.

Kadangi sprendžiamų uždavinių ratas organizacijoje labai įvairus, tai skirtinguose valdymo lygiuose naudojamos ir skirtingos informacinės technologijos bei sistemos (IT/S). Visos jos vadinamos valdymo paramos IS (MSS – Management Support System):

1.    Operatyviajame lygyje yra naudingos tokios technologijos, kurios užtikrina duomenų rinkimą, saugojimą bei patogią prieigą prie duomenų:
a.    Elektroninio duomenų apdorojimo sistemos EDP (Electonic Data Processing) kitaip vadinamos operacijų (transakcijų) apdorojimo sistemos TPS (Transaction Processing System), kurios apdoroja tūkstančius vienodų operacijų, vykdomų daugelyje organizacijų kiekvieną dieną, ir gali parengti patogias trumpas ataskaitas;
b.    Duomenų saugyklos (Data Warehouse). Kiekviena organizacija paprastai turi centrinę duomenų saugyklą (duomenų bazę), kurioje laikomi duomenys, surinkti iš visų padalinių (iš visų įmonėje veikiančių TPS), taip pat ir išorinė informacija. Duomenų saugykla – tai pertvarkytų duomenų centralizuotas archyvas, kuriame duomenys orientuoti pagal dalykines sritis (klientai, tiekėjai, prekės, sąskaitos), duomenys integruoti ir suderinti (vienodi kodai, matavimo vienetai), palaikoma chronologija (duomenys atspindi situaciją įvairiais laiko momentais) ir kt. Bet kuris darbuotojas gali gauti ir analizuoti duomenis iš duomenų saugyklos, nesikreipdamas į pirminius šaltinius. Kartais naudojamas terminas ,,duomenų vitrina”, kuris reiškia nedidelę duomenų saugyklą su ribotu vartotojų skaičiumi;
c.    Duomenų bazių valdymo sistemos DBMS (Database Management System).
2.    Taktiniame (viduriniajame) lygyje svarbiausios yra valdymo informacinės sistemos MIS (Management Information System), kurios gauna ir apdoroja pranešimus iš operatyviojo lygio, analizuoja juos bei rengia ataskaitas. MIS nėra intelektualios, o tik aptarnauja standartinius verslo procesus.
a.    Įmonės išteklių planavimo sistema ERP (Enterprise Resource Planning) kuriama TPS pagrindu – tai TPS programų arba modulių rinkinys, kuris atlieka pagrindines įmonės funkcijas. Svarbi ERP charakteristika – modulių integracija: jeigu kažkur įvykdoma operacija, pavyzdžiui, gaunamas užsakymas, tai ji veikia visas kitas susijusias sritis – buhalterinę apskaitą, gamybos planavimą, tiekimą ir kt.;
b.    Ryšių su klientais valdymo sistema CRM (Customer Relationships Management);

3.    Taktiniame bei strateginiame lygiuose naudojamos įvairios intelektualios technologijos:
a.    Sprendimų paramos sistemos DSS (Decision Support System);
b.    Grupinės sprendimų paramos sistemos GDSS (Group Decision Support System);
c.    Valdančiosios sistemos EIS (Executive Information System);
d.    Žinių bazių valdymo sistemos KBMS (Knowledgebase Management System);
e.    Ekspertinės sistemos (Expert System);
f.    Neurotinklai (Neural Net);
g.    Genetiniai algoritmai;
h.    Programiniai agentai ir multiagentinės sistemos;
i.    Virtuali realybė VR (Virtual Reality) ir kt.
4.    Žinių lygmenyje (kuris yra svarbus visuose valdymo lygiuose) naudojamos įvairios duomenų analizės technologijos, taip pat duomenų, informacijos, žinių gavimo metodai:
a.    Operatyvus analitinis apdorojimas OLAP (On-line Analytical Processing);
b.    Žinių iš duomenų bazių gavimas KDD (Knowledge Discovery in Databases);
c.    Duomenų gavimas DM (Data Mining), jo metodai:
i.    Dalykinių sričių analizės sistemos;
ii.    Statistiniai paketai;
iii.    Neuroniniai tinklai
iv.    CBR (Case Based Reasoning);
v.    Sprendimų medžiai (Decision Tree);
vi.    Evoliucinis programavimas;
vii.    Genetiniai algoritmai;
viii.    Duomenų vizualizacija;
ix.    Pavyzdžių atpažinimas ir kt.

Kai kurias IT/S aptarsime atskirai.

02.    Operacijų (transakcijų) apdorojimo sistemos (TPS – Transaction Processing System)

Elektroninio duomenų apdorojimo sistemos (EDP – Electonic Data Processing) arba operacijų (transakcijų) apdorojimo sistemos (TPS – Transaction Processing System) – tai IS, kurios aptarnauja apatinįjį, elementarųjį ūkinių procesų valdymo lygį ir skiriamos pirminiams duomenims tvarkyti – juos surinkti, registruoti, saugoti, patikrinti, bei šių duomenų pagrindu gauti nesudėtingas ataskaitas ar kitokių formų rezultatus. Būtent šio tipo IS buvo pirmosios sukurtos ir įdiegtos versle. Dauguma TPS susideda iš tų pačių komponentų kaip ir kitos kompiuterinės IS, t. y. iš duomenų bazės, telekomunikacijų, programinės ir techninės įrangos, procedūrų ir žmonių.

Nuo TPS priklauso kiekvienos organizacijos sėkmė, nes šios sistemos palengvina pagrindines įmonės operacijas, pavyzdžiui, medžiagų įsigijimo registravimą, sąskaitų išrašymą klientams, algalapių rengimą ir pan. Kiekviena organizacija, kuri vykdo finansines operacijas, apskaitą ar kitas kasdienes verslui būdingas užduotis, susiduria su nuolat pasikartojančiais, rutininiais darbais. TPS labai palengvina tokias operacijas ir jos atliekamos daug sparčiau ir tiksliau. Tai savo ruožtu suteikia įmonės prekės ar paslaugoms pridėtinės vertės – tai gali reikšti žemesnę kainą, geresnį aptarnavimą, aukštesnę kokybę ar unikalesnį produktą. Gamindama geresnę prekę ar teikdama geresnę paslaugą įmonė užsitikrina sau sėkmę ateityje.

TPS naudojasi mažai kvalifikuotas personalas ir žemiausiojo lygio vadovai.  Šios sistemos skirtos lengvai struktūruojamų, dažnai pasikartojančių uždavinių sprendimui, kai iš anksto žinoma, kuriuo laiko momentu, iš kokių pradinių duomenų ir kokiomis procedūromis, kokios formos ir turinio informaciją reikia gauti. Šiems uždaviniams spręsti galima sudaryti algoritmus. Kaip rezultatinė informacija dažniausiai gaunamos įvairios periodinės ataskaitos ir atsakymai į užklausas. Pagrindinės TPS savybės:
1.    Įvedami, apdorojami ir išvedami dideli duomenų kiekiai.
2.    Duomenų šaltiniai dažniausiai vidiniai, o rezultatinė informacija taip pat dažniausiai naudojama organizacijos viduje.
3.    Informacija apdorojama reguliariai (kasdien, kartą per savaitę, mėnesį …).
4.    Duomenys apdorojami dideliu greičiu.
5.    Atliekamos nesudėtingos skaičiavimo (dažniausiai matematinės ir statistinės – aritmetinės, loginės, grupavimo, klasifikavimo, rūšiavimo ir kt.) operacijos.
6.    Informacijai saugoti naudojama centralizuota duomenų bazė.
7.    Rezultatinė informacija turi būti tiksli ir patikima.

03.    Duomenų saugyklos (Data Warehouse)

Šiuolaikinės organizacijos susiduria su žiauria konkurencija ne tik tarp savo šalies įmonių, bet ir tarptautiniu mastu. Todėl bet kurios organizacijoje naudojamos IS svarbiausias tikslas turėtų būti duomenų pavertimas informacija ir žiniomis, nes tik informacija ir žinios suteikia organizacijai konkurencinį pranašumą. Informacija ir žinios – tai organizacijos kompetencijos pagrindas, tai tie ištekliai, kuriuos organizacija naudoja gamindama aukštos kokybės prekes bei paslaugas ir kurių negali (arba beveik negali) dubliuoti jokia kita organizacija (konkurentai). Kaupti duomenis ir iš jų gauti informaciją bei žinias stengiasi kiekviena organizacija. Šiuolaikinės IT (pavyzdžiui, brūkšninio kodo ar banko kortelių nuskaitymo sistemos) leidžia sukaupti milžiniškus duomenų kiekius. Tačiau patys savaime tokie didžiuliai duomenų masyvai, gauti iš įvairių TPS, didelės vertės priimantiems sprendimus vadovams neturi. Juk tam, kad priimti sprendimą, būtina atlikti kruopščią kokybinę bei kiekybinę duomenų analizę, suformuoti iš jų informaciją ir žinias. Pirminiai duomenys neturi didelės vertės todėl, kad:
•    Duomenys dažnai saugomi nevienodais formatais, išreikšti skirtingais matavimo vienetais;
•    Duomenys gali būti saugomi skirtingose vietose;
•    Operacijų apdorojimo sistemų TPS duomenys atspindi tik tuometinę (einamąją) būklę, o sprendimams priimti reikia matyti duomenis, atspindinčius įvairius laikotarpius (pavyzdžiui, duomenis apie pardavimus nuo sausio iki gruodžio mėn.), kad galima būtų įvertinti jų kitimo tendencijas.

Duomenų saugyklos – tai naujas požiūris į DBVS, tai pereinamoji grandis tarp ribotų TPS galimybių ir siekimo patenkinti sprendimus priimančių asmenų informacijos ir žinių poreikius. Duomenų saugykla – tai pertvarkytų duomenų centralizuotas archyvas. Daugelis organizacijų naudoja reliacinius duomenų bazių modelius (duomenys organizuoti dvimatėse lentelėse), tačiau kai kurios saugyklos organizuotos naudojant visus modelius (reliacinius, hierarchinius, daugiamačius). Daugiamačiuose modeliuose duomenys organizuoti n-mačio kubo pavidalu, taigi vartotojas gali analizuoti duomenis įvairiais pjūviais, pavyzdžiui, pagal prekes, rajonus, pardavimus, laiką ir kt.

Taigi, duomenų saugykla – tai centralizuotas duomenų archyvas, kuriame saugomi duomenys yra:
•    Dalykiškai orientuoti, suskirstyti į grupes, pavyzdžiui, klientai, tiekėjai, kompanijos, prekės, sąskaitos; vartotojas gali pasirinkti tik jį dominančią sritį.
•    Integruoti ir suderinti: turi būti taikomas vienodas kodavimas (pavyzdžiui, lytis visur žymima ,,M, F”, o ne galima įvairove ,,m, f”, ,,male, female”, ,,moteris, vyras”, ,,M, V”); vienodi matavimo vienetai (pavyzdžiui, visur metrai, o ne galima įvairovė – vienur metrai, kitur cm, mm, km, coliai ar kt.). Nepaisant to, kad duomenys gali būti gauti iš įvairiausių šaltinių, saugykloje jie turi būti sutvarkyti taip, kad atitiktų pasaulinius standartus.
•    Palaikoma chronologija: duomenys saugykloje – tai ,,momentinės kopijos, atspindinčios situaciją įvairiais laiko momentais (tuo tarpu TPS duomenys parodo dabartines objekto parametrų reikšmes).
•    Nekintami, statiniai – duomenų saugyklų duomenys vartotojui prieinami ,,tik skaityti” forma (Read-only).

Centralizuotų duomenų saugyklų sukūrimas teikia daug privalumų, tačiau yra gana brangus dalykas, todėl kai kurios kompanijos apsiriboja nedidelėmis saugyklomis, reikalingomis paprastai nedideliam vartotojų skaičiui. Tokiu atveju nedidelės duomenų saugyklos vadinamos duomenų vitrinomis.

1984-1988 metais duomenų saugyklos architektūra buvo realizuota ABN AMRO banke (Niderlandai). Apie praėjusio dešimtmečio vidurį (1995 m.) terminas ,,duomenų saugykla” buvo labai madingas, turėta omeny, kad duomenų saugykla – tai nauja duomenų architektūra, sudaroma iš dviejų skirtingų tipų duomenų bazių: operacijų (TPS) duomenų bazės ir duomenų saugyklos, kurios tikslas – paremti sprendimų priėmimą. Duomenų saugyklos projektavimas mažai kuo skiriasi nuo duomenų bazės projektavimo. Suprojektuota duomenų saugykla užpildoma duomenimis: duomenys tiesiog kopijuojami iš TPS duomenų bazių, renkami iš išorinių šaltinių ar kopijuojami jau surinkti anksčiau. Užpildyta duomenimis saugykla tvarkoma (pagal anksčiau išvardytus punktus – suskirstoma į dalykines sritis, suvienodinami kodai, matavimo vienetai ir t. t.). Duomenys saugykloje organizuojami taip, kad vartotojas patogiai galėtų jais naudotis. Tuo tikslu atliekamas papildomas duomenų apdorojimas: sumavimas, lengvai suprantamų duomenų pateikimo formų sudarymas ir kt. Taigi saugykloje yra tiek elementarūs duomenys, tiek agreguoti, kuriuos nedelsiant galima panaudoti sprendimų priėmimo procese.

Duomenų saugyklos tiesiogiai siejasi su intelektualiais duomenų analizės metodais, kuriuos naudojant galima atlikti duomenų analizę, nustatyti ryšius tarp objektų. Vizualizacijos priemonės padeda pateikti duomenis lengvai suprantamu pavidalu. Iš jų galima paminėti operatyvųjį analitinį apdorojimą (OLAP), geoinformacines sistemas (GIS), histogramas, spalvinį kodavimą, medžio pavidalo žemėlapius, trimates prognozavimo kreives, ir kt. (apie OLAP vėliau)

04.    Valdymo informacinės sistemos (MIS – Management Information System)

Organizacijos padaliniuose (funkcinėse srityse) vykdomos svarbiausios operacijos. Joms aptarnauti skirtos MIS. Tai gali būti viena, viską apjungianti valdymo sistema arba kelios atskiros IS. MIS duomenis gauna iš TPS duomenų bazių arba bendrų duomenų saugyklų. MIS skirtos atskirų funkcinių sričių vadybininkams, jos teikia įvairias ataskaitas (statistines santraukas, periodines ataskaitas, palyginamąją analizę, ataskaitas pagal specialius prašymus ir t. t.) ir užklausų rezultatus viduriniojo lygio vadovams. MIS sprendžiami uždaviniai yra gana struktūruoti.

MIS dažniausiai aptarnauja konkrečias funkcines sritis (pavyzdžiui, apskaitą, finansus, marketingą ir t. t.), nes kiekviena iš jų reikalauja skirtingos informacijos. Tačiau pastaruoju metu pradedamos daugiau naudoti ir integruotos valdymo IS. Kaip pavyzdį panagrinėsime ERP/MRPII sistemas.

05.    Įmonės išteklių planavimo sistema (ERP – Enterprise Resource Planning)

ERP – tai nauja IS karta, sukurta einamiesiems verslo uždaviniams spręsti. Šiose sistemose atsižvelgta į organizacijos funkcinių sričių įvairovę, jos užtikrina vidinių ir išorinių ryšių palaikymą tarp įvairių funkcinės veiklos sričių dėka vieningos duomenų bazės naudojimo. Duomenys apie dalykines operacijas įvedami vieną kartą, šių operacijų įtaką verslo procesams galima įvertinti nedelsiant, o atitinkamas ataskaitas gauti iš karto.

Dauguma šiuolaikinių ERP sistemų veikia kliento-serverio architektūros principu ir naudoja reliacines duomenų bazes duomenims valdyti ir ataskaitoms generuoti, o duomenims persiųsti – standartines komunikacijos priemones. Atvira ERP sistemų architektūra užtikrina galimybę dirbti kartu įvairių platformų įrenginiams, taigi sistemą galima įrengti bet kur, nekreipiant dėmesio į atskirų verslo dalyvių struktūrą ar geografinę padėtį. ERP sistemas platina šios kompanijos: SAP, Oracle, PeopleSoft, BAAN, J. D. Edwards. Negalima pasakyti, kad visos ERP sistemos gali spręsti visų dalykinių sričių uždavinius arba gerai tinka visoms pramonės šakoms. Dauguma ERP kūrėjų pradėjo nuo tokių sistemų, kurios aptarnavo tik kai kurių funkcinių sričių informacinius procesus, o vėliau jas išplėtė ir pritaikė kitoms funkcinėms sritims. Pavyzdžiui, kompanija SAP iš pradžių specializavosi gamybos ir logistikos srityse, jos sistema R3 ir dabar laikoma itin efektyvia produkcijos planavimo uždaviniams spręsti, ištekliams valdyti, logistikoje ir buhalterijoje. PeopleSoft specializavosi darbo išteklių valdyme ir t. t.

ERP sistemos – tai naujausias pasiekimas automatizuotų integruotų įmonės valdymo sistemų evoliucijoje. Jų pirmtakės buvo MRP ir MRPII sistemos. Pirmiausia buvo sukurta materialinių išteklių planavimo metodologija MRP (Material Requirements Planning) ryšium su tuo, kad daugiausia gamybos nesklandumų būdavo dėl atskirų medžiagų ar komplektuojančių detalių tiekimo sutrikimų. Pagal šią metodologiją dirbančią sistemą sudarė kompiuterinė programa, leidusi geriausiai sutvarkyti tiekimą, kontroliuoti atsargų kiekį sandėlyje ir pačią gamybą. Vėliau ši sistema buvo išplėsta ir pavadinta MRPII (Manufacture Resources Planning). Pastaroji užtikrino visų gamybinės organizacijos išteklių planavimą, tame tarpe, finansinių ir darbo jėgos (kadrų). Tokia sistema leido sujungti didelį kiekį atskirų modulių: verslo procesų, medžiagų poreikio, gamybinių pajėgumų, finansų planavimo, investicijų valdymo ir kt. Paskutiniaisiais metais MRPII klasės sistemos kartu su finansų planavimo moduliu FRP (Finanse Requirements Planning) buvo pavadintos ERP sistemomis, kurios leidžia efektyviai planuoti visą šiuolaikinės organizacijos komercinę veiklą. ERP klasės sistemos pasižymi tokiomis savybėmis:
•    Universalumu (pagal gamybos tipą);
•    Palaiko įvairių įmonės grandžių (skyrių, padalinių, filialų …) planavimo procesus;
•    Palaiko įvairių dalykinių sričių planavimo procesus (gamyba, finansai, kadrai, tiekimas, realizacija …);
•    Turi sprendimų priėmimo paramos priemones (pati ERP sistema nepriklauso DSS klasei, o tik turi analitines priemones duomenims analizuoti, pavyzdžiui, OLAP, todėl gali išryškinti tam tikras tendencijas, silpnas vietas ir kt.).

Tiek MRPII, tiek ERP sistemos daugiausia skirtos gamybine veikla užsiimančioms įmonėms. ERP skirtos stambioms, geografiškai išskirstytoms, apimančioms daugelį veiklos sričių, įmonėms, o MRPII orientuotos vidutinio dydžio įmonėms, kurioms nereikalingas didžiulis ERP potencialas.

Kokią naudą įmonei teikia ERP/MRPII sistemų naudojimas?
1.    ERP/MRPII klasės sistemos – tai integruotos valdymo sistemos, o tai reiškia:
a.    Jos nesusiję tiesiogiai su gamybos procesu, jos nevaldo pačių gamybos technologinių procesų, o naudoja tik technologinio proceso informacinį modelį;
b.    Jų tikslas – gerinti įmonės veiklą, optimizuoti materialinius ir finansų srautus įmonėje;
c.    Vienoje sistemoje vykdomas visų įmonės veiklos procesų planavimas ir valdymas, pradedant žaliavų įsigijimu ir baigiant produkcijos pristatymu klientui;
d.    Duomenys į sistemą įvedami tik vieną kartą tame padalinyje, kuriame jie atsiranda, o saugomi vienoje bendroje saugykloje ir gali būti įvairių darbuotojų naudojami daugelį kartų (pagal poreikį).
2.    ERP/MRPII klasės sistemų naudojimas leidžia pasiekti konkurencinį pranašumą įmonįs verslo procesų gerinimo ir išlaidų mažinimo dėka. Šių sistemų realizuojami planavimo ir valdymo metodai leidžia:
a.    Reguliuoti atsargų kiekį, išvengti jų deficito arba pertekliaus, ir taip sumažinti atsargose ,,įšaldytas” lėšas bei sandėliavimo išlaidas;
b.    Sumažinti nebaigtą gamybą, nes gamyba planuojama pagal esamą gatavos produkcijos paklausą, gaminys pateikiamas kliento užsakytam terminui;
c.    Įvertinti galimybę įvykdyti klientų užsakymus atsižvelgiant į turimus įmonįs pajėgumus;
d.    Sumažinti produkcijos gamybos išlaidas ir laiką verslo procesų gerinimo dėka;
e.    Matyti faktinį kiekvieno gamybinio vieneto našumą, jį palygintu su planuotu našumu, operatyviai koreguoti gamybinius planus;
f.    Lanksčiai reaguoti į paklausą;
g.    Gerinti klientų aptarnavimą;
h.    Mažinti produkcijos savikainą ir didinti įmonės pelną.
3.    ERP/MRPII klasės sistemų diegimas gali pagelbėti pritraukiant investicijas, nes šių sistemų naudojimas verslo kompanijas daro skaidresnes, o tai didina investuotojų pasitikėjimą jomis.
4.    ERP/MRPII klasės sistemos yra labai svarbios ir naujosios ekonomikos sąlygomis, kai verslo procesai perkeliami į Internetą. Pavyzdžiui, jei kompanija savo svetainėje sukuria interaktyvią užsakymų formą, bet neturi ERP sistemos ir negalės užsakovui greitai atsakyti, kada bus įvykdytas užsakymas, tai vargu ar tokios kompanijos veikla bus sėkminga.

Reikėtų dar pridurti, kad ERP/MRPII klasės sistemos yra gana brangios, o jų diegimas – ilgas ir sunkus procesas. Pavyzdžiui, vienos ERP sistemos (SAP, R3, BAAN, Oracle Applications) licenzijos kaina – 2 – 8 tūkst. dolerių, MRPII – 1,5 – 5 tūkst. dolerių. Be to prisideda konsultavimo, diegimo ir kitos išlaidos, kurios sudaro nuo 100 iki 500% nuo licenzijos kainos. Kainuoja ir darbuotojų apmokymas – apytikriai 1000 – 1500 dolerių vienam žmogui per savaitę. Todėl praktikuojama ir šių sistemų nuoma (ASP – Applications Service Providing). Tokiu atveju sistema įdiegiama tiekėjo serveryje, o klientui suteikiama teisė ja naudotis, už ką pastarasis moka nuomos mokestį.

06.    Santykių su klientu valdymo sistema (CRM – Customer Relationships Management)

Visi įsivaizduojame, kad XX amžiaus pradžioje daugelis žmonių apsipirkdavo netoli jų gyvenamosios vietos esančiose maisto ar kitokių prekių parduotuvėlėse, kurių savininkai pažinojo kiekvieną klientą, atsižvelgdavo į jo interesus (pasiūlydavo naujienų, duodavo prekių skolon ir t. t.). Klientai, jausdami tokio aptarnavimo komfortą, retai keisdavo tiekėjus. Tačiau mūsų laikais šie idiliški pirkėjo-pardavėjo santykiai buvo sugriauti, nes pirkėjai tapo mobilūs, galėdami rinktis tarp daugybės universalių bei specializuotų parduotuvių. Kliento personalizacija nugrimzdo praeitin.

Net ir šiandien daugumos kompanijų dėmesio centre tebėra produktas – jų organizacinės struktūros ir darbo apmokėjimo sistemos atsiremia į parduodamas prekes ir paslaugas, o ne į visa tai perkančius vartotojus. Siūlydamos plačiosioms vartotojų masėms skirtus standartinius produktus, įmonės naudojasi klasikine rinkodaros taktika: užlipdei šalies gyventojams akis nesibaigiančiais TV reklamos klipais, supirkai visus reklamos plotus spaudoje, apstatei miestą lauko reklamos skydais – ir belieka laukti horizontą uždengiančios pirkėjų bangos. Tačiau augant konkurencijai padėtis keičiasi. Vartotojai gali rinktis iš vis didesnio skaičiaus prekių ir paslaugų tiekėjų: kur pirkti maistą, kur atostogauti, kokios telekomunikacijų kompanijos ryšių paslaugomis naudotis, kur laikyti savo uždirbtus pinigus ar, priešingai – skolintis.

Paskutiniaisiais metais bandoma susigrąžinti kliento personalizacijos ir rūpinimosi juo principus. Mat vadybininkai iš naujo suvokė elementarią tiesą: be klientų nebus nei prekių pardavimų, nei pajamų. Įmonėms reikia išmokti protingiau prekiauti – o tam reikia geriau suprasti, kas, ką ir kodėl perka. Ieškodamos šios problemos sprendimo, įmonės atsuko žvilgsnius į modernias informacines technologijas. Ekonomistai teigia, kad pritraukti naują pirkėją įmonei kainuoja vidutiniškai šešis kartus brangiau, negu dar sykį kažką parduoti jau turimam klientui. Šis patarlės apie žvirblį rankoje analogas skatina įmones spausti maksimalią naudą iš santykių su jau sykį išsikovotais klientais. O norint išsunkti iš esamų klientų kiekvieną ekonominės vertės lašą, būtina išsiaiškinti, kurie klientai yra geriausi – ir daryti viską, jie išliktų geriausiais. Taip atkeliavome prie paprasčiausio santykių su klientais valdymo, dažnai žymimo CRM (Customer Relationships Management) trumpiniu.

Santykių su klientu koncepcija vietoje rūpinimosi klientais siūlo rūpinimąsį klietu – kiekvienu individualiai. Apie kiekvieną klientą renkama ir apdorojama informacija (pavyzdžiui, jo pirkiniai, poreikiai, pomėgiai ir pan.) tam, kad būtų galima pasiūlyti tai, ko jam labiausiai reikia – tokiu būdu bus didesnė tikimybė, kad klientas tokį pasiūlymą priims. Aišku, esant didžiuliam klientų skaičiui, CRM realizuojama IT pagalba.

CRM – tai infrastruktūra, leidžianti nustatyti ir maksimizuoti klientų ekonominę vertę, bei taikyti veiksmingus vertingiausių klientų lojalumo skatinimo metodus. CRM – kur kas daugiau, nei paprasta klientų vadyba ar pirkėjų elgsenos sekimas. CRM sudaro galimybes pakeisti pačius santykius tarp įmonės ir kliento bei apčiuopiamai padidinti įmonės gaunamas pajamas.

CRM tikslai:
•    nuodugniai išsiaiškinti klientų poreikius dar prieš tai, kol jie suvokia juos patys;
•    Siekti padidinti klientų pasitenkinimą ir taip sumažinti vidutinį jų kaitos tempą;
•    Skatinti klientus savo iniciatyva užmegzti bendrovei pajamas kuriančius verslo kontaktus;
•    Padidinti tikimybę, kad konkretaus vartotojo ar vartotojų segmento reakcija į įmonės pasiūlymus bus tokia, kokios reikia įmonei;
•    Naudojant informacines technologijas, pakelti klientų aptarnavimo lygį ir pasiekti didesnį klientų diferencijavimo laipsnį, kad būtų galima pateikti jiems individualizuotus sprendimus;
•    Patraukti naujus ir senus pirkėjus labiau individualizuotu bendravimu.

Kaip matome, CRM padeda pažinti savo klientus taip gerai, kad įmonė galėtų aiškiai suprasti, kuriuos jų būtina išsaugoti, o kuriuos galima be didelio nuostolio prarasti. CRM apima ir daugelio verslo procesų analizę bei automatizavimą, ir darbuotojų laiko sąnaudų mažinimą. CRM taip pat reiškia lėšų taupymą. Sėkmingai įdiegtos CRM sistemos atsiperka pakankamai greitai – štai milijoninė vienos didžiausių JAV finansų maklerių įmonių “Charles Schwab” investicija į “Siebel” CRM programinę įrangą grįžo per mažiau nei du metus. Vakarų šalių spauda mirgėte mirga istorijomis apie nepaprastai sėkmingas CRM diegimo programas.

Vartotojai tampa vis mažiau pastovūs ir ciniškesni. Jie nebetiki tuo, ką skaito ar mato, o prieš pasiryždami stambesniems pirkiniams dažnai užsiima savarankiškais gamintojo ar prekės tyrinėjimais. Pačios įmonės skleidžiama informacija vertinama abejingai ar net įtariai. Vartotojai taip pat yra vis labiau užsiėmę, ir pradeda vis labiau vertinti savo laisvalaikį. Iš tiesų, kam trenktis į aerouosto kasas ir stovėti eilėje, jei galima bilietus užsisakyti internetu ir daugiau laiko praleisti su savo vaikais, šunimi ir t. t. Ši tendencija pirmiausia būdinga turtingoms Vakarų valstybėms – tačiau Lietuvoje augant turtinei diferenciacijai ir stiprėjant viduriniajam visuomenės sluoksniui, tie patys požymiai pradeda ryškėti ir pas mus.

Tokioje situacijoje užsitarnautas klientų lojalumas tampa ypač vertingu įmonės turtu. “Information week” atliktas CRM diegiančių bendrovių tyrimas rodo: net 93% jų mano, kad išaugęs klientų pasitenkinimas ir lojalumas būtų svarbiausias investicijų į CRM atneštas rezultatas. Tuo tarpu su didesnėmis įmonės pajamomis CRM iniciatyvas tiesiogiai susiejo 83% įmonių. Tad peršasi išvada, kad dauguma CRM sprendimus besidiegiančių įmonių pirmiausia siekia išsikovoti būtent didesnį vartotojų lojalumą – net jei investicijos į CRM sistemas ir neduotų tiesiogiai apčiuopiamos finansinės grąžos didesnių pajamų pavidalu.

CRM sistemų šeima:

eCRM (arba e-CRM): taip žymimas santykių su klientais valdymas panaudojant elektroninius komunikacijos kanalus – dažniausiai turimas galvoje internetas. Jei prisijungiate prie interneto, kad patikrinti, kurioje pasaulio vietoje šiuo metu yra jūsų laukiama greitojo pašto siunta, naudojatės eCRM sistema.

PRM: santykių su partneriais valdymas. Įgalina įmonę efektyviau valdyti santykius su savo prekybos partneriais, nukreipiant klientus į optimalų aptarnavimo kanalą ir “ištiesinant” pardavimo procesą. Pavyzdžiui, PRM sistema gali būti įmonės naudojama dinamiškai nustatant marketingo partneriams teikiamų nuolaidų ir premijų dydžius priklausomai nuo kiekvieno partnerio atsiunčiamų klientų pelningumo.

cCRM: “Kolaboratyvaus”, arba bendradarbiavimu besiremiančio CRM modelis. Tai p kartais žymimos interneto technologijomis paremtos sistemos, leidžiančios klientams tiesiogiai keistis informacija su įmone. Pavyzdžiui, vienas didžiausių pasaulyje kompiuterių gamintojų “Dell” sudaro klientams galimybes patiems susikomplektuoti norimos konfigūracijos kompiuterį, internetu nurodant norimus komponentus.

SRM: (“supplier relationship management”) – santykių su tiekėjais valdymas. Taip vadinamos į PRM panašios sistemos, kurių tikslas siauresnis: padaryti laimingais įmonės tiekėjus. SRM sistemos padeda įmonėms optimizuoti tiekėjų pasirinkimo procesą, sudarydamos galimybes patogiau ir greičiau įvertinti ir kategorizuoti bendradarbiauti pageidaujančias kompanijas. Taip padidinamas tiekimo grandinės efektyvumas.

mCRM: “mobilųjį CRM” reiškiantis sutrumpinimas kartais naudojamas kalbant apie CRM sistemas, leidžiančias įmonės klientams, partneriams ir tiekėjams pateikti duomenis per mobiliuosius telefonus ir kitokius mobiliuoju ryšiu aprūpintus portabilius įrenginius.

Operacinis ir analitinis CRM

Pagal savo pobūdį CRM skirstomas į ,,operacinį” ir ,,analitinį”. Šis skirstymas svarbus: nuo jo priklauso, kokios taktikos įmonė laikysis įgyvendindama savo CRM strategiją.

Operacinis CRM apima sritis, kuriose įmonė tiesiogiai susiliečia su klientu. Pavadinkime šias vietas ,,sąlyčio taškais”. Sąlyčio tašku gali būti ,,įeinantis” kontaktas – pavyzdžiui, kliento skambutis į bendrovę – arba ,,išeinantis” kontaktas – tarkime, el. paštu klientui išsiųstas reklaminis pranešimas. Dauguma šiandien rinkoje esančių CRM programinės įrangos produktų patenka būtent į operacinio CRM kategoriją.

Analitinis CRM, dar vadinamas ,,strateginiu”, leidžia suprasti kliento veiksmus. Analitinio CRM diegimui reikalingi adekvatūs IT sprendimai, leidžiantys surinkti ir apdoroti kalnus analizei reikalingos klientų informacijos. Jam taip pat reikalingi nauji verslo procesai, kuriais siekiama patobulinti klientų aptarnavimo praktiką, skatinant jų lojalumą ir didinant pelningumą. Ekspertų ir klientų spaudžiami, dauguma CRM programinės įrangos gamintojų šiandien skuba patys sukurti analitinio CRM produktus arba mėgina įtraukti šias galimybes į savo produktus sudarydami partnerystės susitarimus su analitinės verslo informacijos (BI – business intelligence) IT sprendimų tiekėjais.

Nepriklausomai nuo įmonės pasirinkto CRM iniciatyvos tipo, bendruoju vardikliu išlieka vertingiausių vartotojų skatinimas išlikti lojaliais ir aktyviais įmonės klientais

CRM pirmiausia yra verslo strategija, padedanti įmonei atgal į vieną gabalą surinkti išsibarsčiusias savo verslo dalis ir susikurti plieninius saitus su geriausiais savo klientais. Tai ne tik atsakas kiekvienoje verslo srityje išsikerojusiai konkurencijai. CRM – tai ir strateginė nuostata, reikalaujanti aukščiausių įmonės vadovų dėmesio ir nemažo biudžeto.

Mažmeninės prekybos ir paslaugų sferoje CRM leidžia neatsilikti nuo protingų ir vis labiau nekantraujančių klientų, kurie šiandien lengviau nei bet kada gali pabėgti pas aršiausią jūsų konkurentą, o apie patirtą prastą aptarnavimą papasakoti daugybei kitų vartotojų, kuriuos taip norėjote prisivilioti patys. Verslui skirtų produktų ir paslaugų segmente kritinės svarbos uždaviniu tapo santykių su partneriais ir tiekėjais optimizavimas. Visa tai sėkmingai suderinti ir priversti funkcionuoti sugebantys įmonių vadovai nusipelno pačios tikriausios pagarbos.

7.    Intelektualios informacinės technologijos ir sistemos
Pažangiausios IT yra taip vadinamos dirbtinio intelekto sistemomis. Dirbtinį intelektą suprantame kaip kompiuterio sugebėjimą atlikti tokius veiksmus, kiuriuos galėtume pavadinti intelektualiais. Intelektas susijęs su žmogaus mąstymu, taigi dirbtinis intelektas – tai tarsi kompiuterio sugebėjimas mąstyti. Dirbtinis intelektas – tai kompiuterinės sistemos gebėjimas siekti tikslo arba atlikti tam tikrus veiksmus neaiškiose situacijose.
Mokslininkai daug metų tiria, kaip žmogus galėtų sukurti mąstančius kompiuterius, t. y. kompiuterius, pasižyminčius dirbtiniu intelektu. Dirbtinio intelekto apibrėžimai gana prieštaringi. Kai kurie ekspertai teigia, kad dirbtinis intelektas – tai procesas, kai mašinos mokomos mąstyti, joms perteikiamas žmogaus intelektas. Kiti tvirtina, kad galima suprojektuoti kompiuterį, kuris gali rinktis, suprasti, jausti, pažinti, ir tokiu būdu sukurti dirbtinį intelektą. Treti mano, kad intelekto negalima sukurti, nes jis negali būti dirbtinis, ir tai, kas vadinama dirbtiniu intelektu, viso labo yra tik žiniomis pagrįsta sistema.
Mokslinių tiriamųjų darbų objektai dirbtinio intelekto srityje – ekspertinės sistemos, programiniai agentai, robotai, multiagentinės sistemos, įvairios modeliavimo sistemos (pvz., žmogaus nervų sistemos modeliavimas).

01.    Sprendimų paramos sistemos (DSS – Decision Support System)

DSS skirta informacijai kaip argumentams pateikti priimant valdymo sprendimus. Čia turimi omenyje daugiausia netradiciniai, nestruktūruoti sprendimai, reikalingi nestandartinėse situacijose, kai sprendžiami svarbūs organizacijos klausimai. DSS skirtos tiek viduriniam, tiek aukščiausiam valdymo lygiui, nes visi vadybininkai susiduria su neįprastomis, nedažnai pasikartojančiomis problemomis. Kuo aukštesnis valdymo lygis, tuo daugiau tokių problemų pasitaiko.

DSS sudaro sprendimus priimantys žmonės ir kompiuterinė sistema. Jos negalima interpretuoti tik techninės ir programinės įrangos aspektu, nes nestruktūruotų ar dalinai struktūruotų uždavinių sprendimo neįmanoma užprogramuoti.

DSS sudaro kelios posistemės: duomenų bazė ir jos valdymo sistema, modelių bazė ir jos valdymo sistema bei vartotojo sąsaja (kokiu būdu vartotojas bendrauja su DSS – meniu, komandomis, grafinėmis priemonėmis, balsu ir kt.).

Sprendimų priėmimo proceso modelis apima tris etapus: intelektualųjį, konstravimo ir pasirinkimo.

Intelektualiame etape svarbiausias vaidmuo tenka žmogui, tik nuo jo priklauso, kaip bus suformuluota užduotis, pateikiama DSS. Užduotis formuluojama iš duomenų bazėje saugomų duomenų (vidinių ir išorinių) pasinaudojant DBVS priemonėmis (arba iš pirminių duomenų, gaunamų iš TPS, bei iš jau apdorotų duomenų, gaunamų iš MIS). Intelektualioje stadijoje vartotojas gali naudoti kartotekų tipo sistemas (prieiga prie jose esančių duomenų), duomenų analizės sistemas, leidžiančias išsirinkti reikalingus duomenis ir jais manipuliuoti, taip pat informacijos analizės sistemas, naudojančias statistinius paketus bei modelius valdymo informacijai generuoti, manipuliuoti TPS duomenimis, prijungti prie jų išorinę informaciją ir kt.

Konstravimo ir pasirinkimo etapuose dauguma šiuolaikinių DSS sukuria įvairias uždavinio sprendimo alternatyvas bei pateikia priemones joms analizuoti. Dažniausiai alternatyvos modeliuojamos naudojant vadinamąją ,,Kas bus … jeigu?” analizę (vadybininkas gali keisti pradinius duomenis, pavyzdžiui, parduodamų automobilių skaičių per mėnesį, o DSS pateikia išvadas, kokią tai daro įtaką gamybos apimtims) arba tikslo siekimo analizę (pavyzdžiui, finansų vadybininkas siekia gauti pelną, ne mažesnį kaip 9 % nuo investuotų pinigų, o SPS jam pateikia išvadas, kiek per mėnesį jis turi mokėti grynaisiais, kad gautų tą pelną). Konstruojant sprendimų alternatyvas naudojamasi modelių valdymo programine įranga bei modelių bazėje saugomais modeliais:
•    Finansiniai modeliai – padeda planuoti, apskaičiuoti užplanuotų veiksmų finansinius rodiklius (pavyzdžiui, koks bus gautas pelnas ir pan.);
•    Reprezentaciniai modeliai – tinka vertinant galimų veiksmų pasėkmes aplamai;
•    Optimizaciniai modeliai – išrenka geriausią variantą;
•    Pasiūlos modeliai – taikomi aiškiems uždaviniams, jie atlieka konkrečius skaičiavimus ir pasiūlo sprendimą;
•    Matematiniai modeliai – realizuoja matematinius metodus, linijinį programavimą, regresinę analizę ir pan;
•    Aprašomieji modeliai – tik aprašo sistemos elgesį, bet nedaro jokių išvadų;
•    Statistiniai ir kt.

DSS duomenų ir modelių valdymas glaudžiai tarpusavyje susiję. Tačiau duomenų valdymo funkcija yra būtina ir naudinga intelektualioje sprendimų priėmimo stadijoje, bet jos nepakanka konstruojant ir pasirenkant alternatyvas. Pastariesiems veiksmams paremti būtina atlikti tokias operacijas kaip analizę, alternatyvų generavimą, jų palyginimą, optimizavimą ir imitaciją. Tuomet į pagalbą pasitelkiami modeliai, saugomi modelių bazėje. Modelių bazės valdymo sistema – tai kompiuterinių programų rinkinys, skirtas valdyti esančius modelius, juos modifikuoti, atnaujinti bei kurti naujus.

02.    Grupinės sprendimų paramos sistemos (GDSS – Group Decision Support System)

Vieno vartotojo ir grupinės DSS yra skirtingos. Jos skiriasi tiek savo tikslais, tiek ir sudėtimi – technine bei programine įranga, personalu, procedūromis. DSS buvo sukurtos individualiems vartotojams, tuo tarpu GDSS – tai interaktyvi kompiuterinė sistema, remianti nestruktūruotų uždavinių sprendimo procesus, kuriuos vykdo žmonės, dirbantys grupėje. GDSS yra susietos tinklais ir taip sujungtos gali remti dirbančias žmonių grupes, esančias geografiškai nutolusiose vietose. Kiekvienas dalyvis ne tik gali prisijungti prie kitų dalyvių kompiuterių, bet ir prie didelių ekranų (vaizdo konferencijos) – tokiu būdu jis gali matyti savo kolegų darbą. Programinė GDSS įranga taip pat yra specifinė, pavyzdžiui, ji turi užtikrinti anoniminį idėjų ir pasiūlymų pateikimą, balsavimo galimybę ir t.t. GDSS privalomas komponentas – ,,vadovas”, kuris valdo sesiją ir yra tarsi tarpinė grandis tarp kompiuterinės sistemos ir dalyvaujančių žmonių grupės. Taigi GDSS turi keletą unikalių charakteristikų:
•    Specialus dizainas. GDSS turi specialias procedūras, kurios reikalingos sprendimų priėmimo aplinkoje ir kurių dėka darbas grupėje vyksta kūrybingai ir efektyviai. Tam yra naudojami specializuoti grupinio darbo paketai.
•    Lengvas naudojimas. GDSS turi būti lengvai suprantama, nes sudėtingos ir sunkiai valdomos sistemos paklausos neturi.
•    Suderinamumas. Kiekvienas dalyvis, bandantis spręsti problemą, turi skirtingą sprendimo priėmimo stilių. Kiekvienas mąsto unikaliai, nes turi savo patirtį ir žinias. Efektyvi GDSS turi ne tik paremti skirtingą darbuotojų požiūrį, bet ir apjungti juos į vieną – efektyviausią ir naudingiausią tai organizacijai.
•    Anoniminės idėjos. Daugelis GDSS priima įvairias idėjas bei pasiūlymus iš grupės narių, nepaskelbdamos žmogaus pavardės. Tai suteikia visai grupei galimybę objektyviai įvertinti teigiamus ir neigiamus idėjos bruožus.
•    Netinkamų grupės manierų atmetimas. Svarbus GDSS bruožas – galimybė valdyti grupės elgesį. Netinkamo grupės elgesio pavyzdžiai – kai vienas narys stengiasi primesti savo nuomonę, kai kažkas bando atidėti svarbaus klausimo nagrinėjimą ar nukreipti grupės darbą į tas sritis, kurios yra neproduktyvios ir nepadeda išspręsti problemos. Šiuolaikinių GDSS kūrėjai vysto tokią programinę ir techninę įrangą, kuri pašalintų panašaus pobūdžio problemas.

03.    Ekspertinės sistemos

Įvairiems uždaviniams spręsti reikia specialių žinių.Ne visuomet įmonėje atsiras žmogus-ekspertas, kuris tam tikroje srityje žinotų viską (arba žinotų daug). Todėl ekspertinių sistemų technologijos idėja – esant reikalui išsikviesti tokį ekspertą kompiuteryje. Ekspertinės sistemos (ES) yra tam tikros rūšies kompiuterinės programos, kuriose panaudotos tam tikros dalykinės srities žinios. Taigi tokios programos naudojamos kaip patariančiosios sistemos. Jos panašios į sprendimų sistemas, nes ir vienos, ir kitos gali būti naudojamos sprendimams parengti, jiems remti. Tačiau ekspertinės sistemos yra intelektualesnės, jos gali paaiškinti savo pasiūlymus, nes naudoja anksčiau žmonijos sukauptas žinias. ES – tai vienas iš pirmųjų dirbtinio intelekto prototipų, jos pradėtos plėtoti 1960 metų viduryje.
Vartotojas įveda informaciją ar komandas į ekspertinę sistemą tam tikru būdu (meniu, komandos, natūrali kalba). Atsakymai pateikiami sprendimo forma, bet ekspertinė sistema gali pateikti ir paaiškinimus, kodėl ji priėmė tokį sprendimą. Paaiškinimai pateikiami pagal reikalavimą, t.y. vartotojas bet kuriuo metu gali pareikalauti, kad ekspertinė sistema paaiškintų savo veiksmus. Vartotojas taip pat gali pareikalauti detalaus paaiškinimo, t.y.kokiu būdu ekspertinė sistema padarė tam tikrą išvadą (aiškinamas kiekvienas žingsnis). ES naudoja žinių bazę, kurioje yra tam tikros dalykinės srities faktai ir loginis ryšys tarp jų. Pagrindinį vaidmenį žinių bazėje vaidina taisyklės (sąlyga ir veiksmas). Visos taisyklės žinių bazėje sudaro taisyklių sistemą, kurioje gali būti keli tūkstančiai taisyklių. Interpretatorius – tai ta sistemos dalis, kuri tam tikra tvarka apdoroja žinias, esančias žinių bazėje (“mąsto”). Šio proceso metu interpretatorius nuosekliai peržiūri visas taisykles. Jeigu taisyklėje nurodyta sąlyga tenkinama, vykdomas atitinkamas veiksmas ir vartotojui pasiūlomas jo problemos sprendimo variantas. Be to, daugelyje ekspertinių sistemų yra papildomi blokai. Pvz., skaičiavimams atlikti, papildomiems duomenims įvesti arba įvestiems duomenims koreguoti ir t.t.  Sistemos sukūrimo modulis tarnauja taisyklių rinkinio hierarchijos lygiams nustatyti. Kuriant ekspertinės sistemos modulį, naudojami du būdai:
•    specialios programavimo kalbos ir aplinkos;
•    ,,tuščios” ekspertinės sistemos, ekspertinių sistemų forma (apvalkalas) – tai iš anksto parengta programa be žinių bazės, taigi ji gali būti pritaikyta bet kokiai dalykinei sričiai (priklausys nuo to, kokia žinių bazė bus joje panaudota).
Iš kalbų galima paminėti LISP ir Prolog’ą, kurios leidžia manipuliuoti žiniomis. Pavyzdžiui, su LISP lengva apdoroti sąrašo tipo struktūras. Prologas yra loginio programavimo kalba. Logika yra tam tikra prasme susijusi su žmogaus mąstymu, todėl logikos pagrindu dirbančios programavimo kalbos tinka dirbant su žiniomis. Be šių kalbų, kuriant ES  naudojamos ir kitos: Smalltalk, Interlisp, C, Paskalis.
Programavimo aplinkos (sistemos) – tai ES konstravimo bei modifikavimo priemonės. Jos leidžia programuotojui ne tik pačiam viską programuoti, bet ir pasirinkti kai kuriuos gatavus komponentus ES sudaryti. Iš tokių programavimo aplinkų galima paminėti: EXSYS (Exsys Inc., C kalba); IST-Class (Program in Motion Inc., Pascal ir Assembler); Personal Consultant Plus (Texas Instruments Inc., Lisp kalba).
Šiais būdais sukurta įvairiausių ES, pavyzdžiui, Weld Selector – padeda išsirinkti geriausius suvirinimo elektrodus; Purdue Grain Market Advisor – padeda fermeriams išsirinkti geriausią grūdų pardavimo būdą; Hazardous Chemical Advisor – konsultuoja, kaip apdoroti, žymėti ir pervežti pavojingus cheminius elementus ir t. t.
Dabar dauguma ES kuriamos pagal konkretų užsakymą, nes jos labai brangios. Tačiau rinkoje pasirodė taip vadinamos ,,tuščios” ES, kurias duomenimis užpildo pats vartotojas, pavyzdžiui, verslo planams sudaryti, įvairių pastatų, baldų projektavimo sistemos ir kt. Tačiau tam būtina turėti ir pagalbines programas duomenims ar žinioms įvesti, kad tai galėtų padaryti pats vartotojas, nemokantis programuoti. Tokių ,,tuščių ES yra sukurta labai daug, pavyzdžiui, GURU, Object INTELLIGENCE, Knowledge Maker, SuperExpert ir kt.
Šiuo metu skiriamos tam tikros grupės uždavinių, kuriuos sprendžiant ES naudojimas yra labai efektyvus. Pagal sprenžiamų uždavinių tipus skirstomos ir ES:
1.    Interpretuojančios duomenis ES. Interpretacija – tai duomenų analizė, siekiant nustatyti jų esmę. Pagrindinės problemos sprendžiant interpretacinius uždavinius susiję su duomenų pertekliumi ar trūkumu, klaidomis. Duomenų interpretavimas būdingas beveik visoms ES.
2.    Diagnostinės ES. Diagnostika – tai kokio nors sistemos pasikeitimo paieška, neteisingo sistemos funkcionavimo priežasčių išaiškinimas. Šiuo atveju pakitimas yra bet koks nuokrypis nuo priimtos normos. Kuriant tokias ES, kyla specifinių reikalavimų, kadangi reikia labai gerai žinoti diagnozuojamos sistemos struktūrą (anatomiją).
3.    Kontrolės ES. Kontrolė – tai irgi lyg diagnostikos funkcija, tačiau ji vykdoma realiu laiku ir reikalauja didelio patikimumo. Kontroliuojami rezultatai lyginami su laukiamu rezultatu (etaloniniu). Tokios sistemos naudojamos labai konkretiems uždaviniams spręsti, ypač medicinos, produkcijos kokybės, apsaugos, matavimo sistemose.
4.    Prognozavimo ES. Prognozavimas – tai ateities numatymas remiantis praeities ir dabarties modeliais. Prognozuojant reikia įvertinti ryšius tarp atskirų reiškinių, kurie vyksta skirtingais laikotarpiais. Prognozavimo metodų yra daug: pagal sukauptus duomenis, pagal analogiją, ekstrapoliacija , Delfi metodas ir kt.
5.    Planavimo ES. Planavimas – tai veiksmų programos, nukreiptos į tam tikrą tikslą, sudarymas. Jis apima tiek tikslą, tiek tikslo pasiekimo būdus, tiek reikiamus išteklius.
6.    Projektavimo ES – tai įvairių gaminių, sistemų, įrengimų projektavimas, reikalingos dokumentacijos sudarymas.
7.    Mokymo ES. Jose svarbu apibrėžti žinių, kurias nori įgyti vartotojas, sritį. Veiksmas vyksta dialogo forma: ES konsultuoja, kontroliuoja, taiso klaidas ir pan.
8.    Valdymo ES. Jų yra palyginti nedaug, nes valdymo procesą sunku automatizuoti. Daugiausia šių sistemų įdiegta į gamybos valdymą, kur yra gana daug kontroliuojamų duomenų.

04.    Neuroninių tinklų sistemos ir genetiniai algoritmai

Ekonominėje ir finansinėje veikloje (aišku, ir kitur) vis daugiau taikomos naujos analitinės technologijos, naudojančios neuroninius tinklus ir genetinius algoritmus. Analitinės technologijos – tai metodai, kurie pagal tam tikrus modelius, algoritmus, matematines teoremas, turint žinomus duomenis, leidžia gauti nežinomų parametrų reikšmes. Paprasčiausias pavyzdys – Pitagoro teorema, analitinė technologija, leidžianti apskaičiuoti trikampio įžambinės kvadratą, žinant jo statinių reikšmes.

Analitinės technologijos labiausiai reikalingos vadyboje, kur kasdien priimami svarbūs sprendimai. Organizacijos sėkmė priklauso nuo pasirinktos optimalios strategijos, tikslių prognozių ir t. t. Taigi organizacijoje visada svarbūs prognozavimo (pavyzdžiui, valiutų kurso, žaliavų kainų, paklausos, pelno, nedarbo lygio, draudimo išmokų kiekio ir t. t. ) ir optimizavimo (pavyzdžiui, maršrutų, tvarkaraščių, pirkimų plano, investicijų plano, vystymosi strategijos ir kt.) uždaviniai. Kaip tik tokiems uždaviniams nėra tikslių sprendimo algoritmų, tačiau labai gali pagelbėti kai kurios IT.

Kompiuterinės neuroninių tinklų technologijos temiasi biologiniu žmogaus nervinės sistemos modeliu, kurio pagrindas – neuronas, todėl jų dėka galima išspręsti labai daug neaiškių uždavinių, tokių kaip atvaizdų, kalbos, rankraštinio teksto atpažinimas, klasifikavimas, prognozavimas ir pan. Genetiniai algoritmai – tai speciali technologija optimaliems sprendimams atrasti, kurioje panaudota idėja apie gyvųjų organizmų natūralią atranką, vykstančią gamtoje. Genetiniai algoritmai dažnai naudojami kartu su nauroniniais tinklais, kartu veikdami jie sukuria itin lanksčias, greitas ir efektyvias sistemas.

Neuroninių tinklų sistemas sudaro DNT – dirbtiniai neuroniniai tinklai (Artificial Neural Networks). Jie vadinami neuroniniais, nes modeliuoja tinklą iš procesorių-neuronų, kurie imituoja biologinių neuronų, t. y. nervinių ląstelių, sudarančių žmogaus smegenis, veiklą. Tai dirbtinis procesorių tinklas, kuriuo mėginama modeliuoti žmogaus smegenų nervinių ląstelių struktūrą. Neuroninis tinklas gali būti elektroninis, optinis arba modeliuojamas kompiuterio programine įranga. Programinių DNT produktų pavyzdžiai:
•    NeuroShell – universalus DNT;
•    NeuroShell Trader – prognozavimas finansų srityje;
•    NeuroShell Series – ,,save sukuriantis” DNT, pasižymintis labai didele apmokymo sparta. Jį sudaro:
o    NeuroShell Predictor – skirtas prognozuoti akcijų kursus, butų ar automobilių kainų pokyčius ir pan.;
o    NeuroShell Classifier – skirtas vaizdams atpažinti (pavyzdžiui, vėžines ląsteles atskirti nuo sveikų).

Pagrindinis neuroninis tinklas turi tris procesorių-neuronų sluoksnius:
•    Įvesties (Input Layer),
•    Paslėptąjį (Hidden Layer),
•    Išvesties (Output Layer).
DNT galima apibrėžti kaip daugybę lygiagrečiai veikiančių paprastučių procesorių, vadinamų dirbtiniais neuronais, kurie gauna informaciją (signalą) iš išorinių šaltinių arba iš kitų sluoksnių neuronų, ją apdoroja ir perduoda kitų sluoksnių neuronams arba išveda į išorę. Analogiškas veiksmas vyksta žmogaus smegenyse – biologiniai neuronai gauna elektrocheminius impulsus. Apdorojant informaciją daugelis DNT neuronų dirba vienu metu (lygiagrečiai) – tuo šis procesas panašus į vykstantį smegenyse.

Pavaizduosime DNT su dviem įvesties signalais ir vienu išvesties.

Įvesties
sluoksnis                  Išvesties                              sluoksnis

Paslėptasis sluoksnis

Procesoriai-neuronai sujungti vienas su kitu į tinklą synapsėmis . Kiekvienas dirbtinis neuronas viduriniuose ir išvesties sluoksniuose turi įvestį iš keleto skirtingų sluoksnių šaltinių. Tada, kai įvesties apimtis viršija tam tikrą kritinį lygį, ląstelė pereina į išvesties būseną ir procesas tęsiasi. Priklausomai nuo to, pagal kokį algoritmą neuronas atlieka skaičiavimus, ir kaip tinklo elementai sujungti tarpusavyje, yra skiriama galybė DNT tipų. Pagal DNT architektūrą skiriami du tipai:
1.    tiesioginio sklidimo (feed foward);
2.    su grįžtamuoju ryšiu (feed back) arba rekurentiniai DNT.

Neuroninių tinklų svarbiausia charakteristika – gebėjimas mokytis ir atpažinti mokymui skirtus modelius (pavyzdžius). Apmokant DNT, reikia parinkti tam tikrą kiekį pavyzdžių apie modeliuojamos sistemos elgseną praeityje. Įvedant duomenų reikšmes, tinklai ,,mokosi”. Iš specialios duomenų bazės į DNT įvesties sluoksnį įvedamas pavyzdys, o išvesties sluoksnyje gaunamas atsakymas, gal būt pradžioje neteisingas, Apskaičiuojamas klaidos vektoriaus dydis ir veiksmas kartojamas. Kai klaidos dydis mažas ar lygus nuliui, apmokymas baigiamas.

Kai kurių mokslininkų nuomone, DNT negali tiksliai imituoti žmogaus smegenų struktūros, tuo labiau jų veiklos, nes žmogaus smegenų sandara nepalyginamai sudėtingesnė. Žmogaus smegenyse suskaičiuojama apie 10 bilijonų nervinių ląstelių, tuo tarpu DNT gali turėti tik kelis šimtus ar kelis tūkstančius dirbtinių neuronų (prognozuojami dešimčių tūkstančių procesorių-neuronų DNT).

DNT itin naudojami finansų, bankų veikloje. Bet koks uždavinys, susijęs su finansinių išteklių naudojimu finansų ar vertybinių popierių rinkose, yra rizikingas, reikalauja kruopščios analizės ir prognozių. DNT prognozavimo tikslumas siekia 95 %. DNT naudojami paskolų, turto analizei, atsargoms paskirstyti siekiant maksimalaus pelno, kokybės kontrolei. Perspektyvūs DNT ir vertinant personalą, atrenkant kandidatus į darbo vietas (susiejami asmens duomenys su darbdavio reikalavimais) arba vertinant kliento elgesį, kai reikia spręsti, ar perspektyvu dirbti su konkrečiais asmenimis (analizuojami seni sandoriai ir iš to daroma išvada, ar klientas sutiks su nauju pasiūlymu).

Genetiniai algoritmai. Evoliucijos teorija  teigia, kad kiekvienas gyvas organizmas tikslingai vystosi ir keičiasi tam, kad geriausiai prisitaikytų prie aplinkos. Galima sakyti, kad evoliucija – tai optimizacijos procesas. Pagrindinis evoliucijos mechanizmas – natūrali atranka. Labiau prisitaikę organizmai turi daugiau galimybių išgyventi ir daugintis, o jų palikuonys genetinės informacijos perdavimo dėka paveldi tas pačias teigiamas savybes, taigi ateinančios kartos darosi vis stipresnės ir geresnės. Genetinis algoritmas – tai evoliucijos gamtoje modelis, realizuotas kompiuterinėje programoje. Kaip analogas joje panaudotas genetinio paveldimumo mechanizmas ir natūralios atrankos analogija. Iš pradžių generuojama atsitiktinė populiacija. Genetinis algoritmas imituoja šios populiacijos evoliuciją kaip ciklišką individų kryžminimo procesą ir kartų kaitą. Populiacijos gyvavimo ciklas – tai keletas atsitiktinių kryžminimų ir mutacijų, dėl ko gaunamas tam tikras kiekis naujų individų. Atranka genetiniame algoritme – tai naujos populiacijos formavimas iš senosios, po kurio senoji populiacija žūsta. Atlikus atranką, naujajai populiacijai vėl taikomos kryžminimo ir mutacijos operacijos, po to vėl seka atranka ir t. t. Genetinių algoritmų programinės įrangos pavyzdys – GeneHunter.

05.    Programiniai agentai ir multiagentinės sistemos

Multiagentinės sistemos – tai nauja intelektualios programinės įrangos projektavimo bei diegimo paradigma. Agentas yra moderni kompiuterinė programa, autonomiškai veikianti vartotojų naudai atvirose ir paskirstytose aplinkose. Tačiau šiandien, kai vieno agento galimybių ir žinių nebeužtenka norint išspręsti vis sudėtingesnes nūdienos problemas, pradedamos daugiau naudoti multiagentinės sistemos.

Taigi agentinių sistemų projektavime vyrauja dvi prieigos: autonominio agento ir multiagentinės sistemos (MAS) realizacija. Autonominis agentas sąveikauja tik su vartotoju ir realizuoja tam tikrą funkcinių galimybių spektrą. Tuo tarpu MAS saveikauja skirtingi agentai ir atlieka uždavinius, kurių nepajėgia išspręsti vienas agentas. MAS dar kartais vadinamos agentūromis (agency), agentų bendruomenėmis (society), komandomis (team) ir pan. Manoma, kad autonominiai agentai greitai nebegalės veikti vieni, nes plačiai paplitus agentų technologijai, jie negalės atlikti savo užduočių izoliuotai, nesusitikdami su kitais agentais.
Bene išsamiausiai agentas apibrėžiamas (Wooldridge ir Jennings, 1995) kaip techninė arba programinė kompiuterinė sistema, pasižyminti tokiomis savybėmis:
•    Autonomiškumu (agentai veikia be tiesioginio žmonių ar kitų objektų, kurie galėtų kažkaip kontroliuoti jų veiksmus bei statusą, įsikišimo);
•    Bendradarbiavimu (agentai sąveikauja su kitais agentais arba žmonėmis tam tikra agentų komunikacijos kalba);
•    Reaktyvumu (agentai pastebi ir suvokia aplinką bei linkę reaguoti į tuos pokyčius);
•    Aktyvumu (agentai ne tik reaguoja į aplinką, bet gali imti iniciatyvą į savo rankas, t. y. veikti savarankiškai).
Apibendrinant galima būtų pasakyti, kad agentas yra virtuali arba fizinė esybė, kuri sugeba veikti tam tikroje aplinkoje, gali tiesiogiai bendrauti su kitais agentais, turi tikslą ir savo resursus, gali ribotai suvokti aplinką, disponuoti daliniu aplinkos pateikimu, būti kompetetingu ir teikti paslaugas, reprodukuotis ir pan. Taigi, agentas yra esybė, kuri stengiasi patenkinti savo tikslus, priklausomai nuo resursų, kompetencijos, suvokimo, aplinkos pateikimo ir bendravimo.
Dabar yra daugybė agentų rūšių – autonominiai, mobilūs, asmeniniai asistentai, intelektualūs, informacijos, socialiniai ir kt. Išskiriamos tokios agentų grupės:
•    Apletai (Applets) – pirmieji pusiau-autonominiai agentai arba programiniai kodai, sugebantys ,,migruoti” iš serverio pas klientą (iš vieno Web puslapio į kitą);
•    Botai (Bots) – kita pusiau- autonominių programų rūšis, vadinama įvairiais vardais: bot, softbot, knowbot, software assistant. Dažniausiai botai ieško specifinės informacijos internete arba gali kurti prieinamas paieškos sistemoms duomenų bazes;
•    Servletai (Servlets) – pavadinimas kilęs iš server ir applet – galintys ,,migruoti” iš kliento į serverį, atvirkščiai, negu apletai;
•    Programiniai agentai (Software agents) – tai ,,gudrūs” (smart) apletai. Jie gali judėti tinkle (yra mobilūs), sąveikauti su kitais agentais, tarnauti vartotojui (pvz., asmeniniai asistentai). Jie turi nustatytą maršrutą, pvz., gali rinkti informaciją iš daugybės Web puslapių;
•    Agletai (Aglets) – pavadinimas kilęs iš agent ir applet – mobilūs agentai, kurie patys sprendžia, kur jiems eiti ir ką veikti nepriklausomai nuo maršruto ar išorinės kontrolės.
Tradiciniai agentų atliekami darbai yra informacijos paieška, stebėjimas (pavyzdžiui, agentai laukia naujos informacijos ir, vos tik ji pasirodo, praneša vartotojui, sakykim, vertybinių popierių rinkose agentai gali informuoti vartotoją apie atsiradusias naujas akcijas, jų kainą ir pan.), informacijos paskirstymas, skleidimas, informacijos brokerių (tarpininkų, kai agentai keičiasi turima informacija, derasi, pavyzdžiui, dėl savo atstovaujamų asmenų susitikimo vietos ir laiko suderinimo) paslaugos, modeliavimas ir žaidimai, kur agentai gali atstovauti tam tikrus objektus ar asmenis.
Agentus kuriančios kompanijos: IBM,  Microsoft, Mitsubishi, Oracle, Toshiba, Crytaliz, FTP Software ir kt. Moksliniai tiriamieji darbai šia tema atliekami JAV (Caltech, Carnegie-Mellon, Cornell, Dartmouth, Maryland, Michigan, MIT, Purdue, Stanford, Washington), Europos (Berlin, Grenoble, Kaiserlautern, Vrije), Kanados (Carleton, Ottawa) universitetuose.
MAS pranašumai lyginant su vieno agento programa akivaizdūs: sumažėja kolektyviai atliekamo veiksmo trukmė, pasiekiamas didesnis patikimumas, nes nesėkmė gali nutikti tik atskirame taške, sistemą lengva modifikuoti, tobulinti, naudoti daugelį kartų ir t. t. Esminis MAS elementas yra programinis agentas, sugebantis suvokti situaciją, priimti sprendimą ir komunikuoti su kitais agentais. Šiomis galimybėmis MAS kokybiškai skiriasi nuo egzistuojančių sistemų, nes pastarosios neturi saviorganizacijos ir evoliucijos savybių. MAS atveju agentai ,,gyvena” ir veikia bendruomenėje, kur neišvengiamas bendradarbiavimas siekiant tiek savo, tiek bendrųjų sistemos tikslų. Agentų bendradarbiavimas įgyvendinamas per jų kooperaciją, tačiau dažnai pasitaiko ir konkurencijos atvejų, kai agentai turi skirtingus, kartais net antagonistinius tikslus. Tiek kooperacinėse, tiek konkuruojančiose MAS gali kilti konfliktai, ir tai yra natūralu, nes konfliktus galima išspręsti derybų keliu.
MAS tyrimo ir konstravimo srityje vis didesnę reikšmę įgauna virtualių agentų organizacijų klausimai. Organizacijos apibrėžiamos agentų struktūra ir jų funkcijomis, charakterizuojamos sprendžiamais uždaviniais, agentų vaidmenų ir teisių paskirstymu, gebėjimu bendrauti, įvertinti savo veiklą ir pan.
Pirmosiose MAS agentai atstovavo asmenis, kurių vardu ir nurodymais sąveikavo tarp savęs pranešimais (pavyzdžiui, pardavėjo ir pirkėjo agentai Internete). Agentas gautą užduotį galėjo dekomponuoti ir jos dalis paskirstyti tarp kitų agentų, gauti rezultatus ir priimti sprendimą. Tai buvo paprastos MAS struktūros, vadinamos grupinėmis (groups), komandinėmis (teams) ir interesų grupėmis (interest groups).
Šią paradigmą pradėjo keisti paskirstytų sistemų koncepcija, kurioje žinios ir resursai paskirstomi tarp agentų, išlaikant bendrą valdymo organą, priimantį sprendimą kritinėse arba konfliktinėse situacijose. Tai hierarchinis MAS organizacijos modelis, pagrįstas ,,šeimininko/vergo” (Master/Slave) santykiais. Tokioje struktūroje galimi ir keli hierarchijos lygiai.
Tolesnis šios krypties žingsnis – visiškai decentralizuotų sistemų paradigma. Pastarosios esmė – valdymą pakeičia lokalių agentų sąveika. Tuo pačiu siaura funkcinė agento orientacija bendro uždavinio daliai atlikti pradėjo užleisti vietą dirbtinio ,,organizmo”, kuris privalo savarankiškai rūpintis savo gyvybingumu ir ta prasme spręsti įvairius uždavinius, universaliam ,,vientisumui”(autonomijai).
Decentralizuotų sistemų lygmenyje dominuoja MAS struktūra, vadinama rinka (Market). Paprasčiausia rinkos tipo organizacija pagrįsta tiekėjo ir pirkėjo santykiais, o pagrindinis modelis, susijęs su tokia struktūra, yra konkurencinės (competitive) MAS. Čia dalyvaujantys agentai suinteresuoti tik savimi, kiekvienas turi savo tikslus, todėl tarp jų vyksta konkurencija arba prekių bei paslaugų tiekime, arba jų pirkime. Toks modelis gerai tinka atvirose sistemose, kuriose gali dalyvauti skirtingų asmenų suprojektuoti agentai. Siekiant suaktyvinti konkuruojančių agentų bendravimą, gali būti naudojamas ir taip vadinamas federacinės bendruomenės (federation community) modelis. Tokiose organizacijose sistemos agentai suskirstomi į grupes, kiekviena iš jų susiejama su palengvinančiu darbą įgaliotiniu (facilitator), kuris rūpinasi ,,svetimų” agentų identifikavimu bei duoda leidimą su jais komunikuoti.

MAS yra intelektuali aplinka, kurią galima taikyti įvairiose srityse, kur reikalingas situacijos stebėjimas ir įvertinimas arba kontrolė, diagnostika (pavyzdžiui, oro transporto arba kitų procesų kontrolė, kosminių aparatų gedimų diagnozė, tinklo pajėgumų įvertinimas, branduolinių energetikos įrenginių klaidų diagnozė ir pan.). Taip pat MAS tinka ištekliams planuoti, kai skirtingi agentai derina savo planus, kad išvengtų konfliktų arba juos galėtų kartu išspręsti ir pasiekti maksimalią visos sistemos naudą (pavyzdžiui, įvairių susitikimų tvarkaraščių derinimas ir sudarymas, įmonės darbo planavimas, tinklo išteklių valdymas ir kt.). Efektyvios ir paskirstytos ekspertinės sistemos, kuriose agentai dalijasi informacija, gauta iš skirtingų ekspertų, derasi ir tariasi dėl bendro projekto įgyvendinimo (pavyzdžiui, bendra gamyba, tinklo aptarnavimas, sveikatos apsaugos užtikrinimas ir kt.). Jei daugumos ankstesnių agentų (Java platformos) technologijų pagrindinė taikymų sritis – e-komercija ir informacijos paieška Internete, tai dabar MAS taikymai plečiasi ir į kitas sritis, iš kurių galime paminėti svarbiausias – verslą, finansus, e-komerciją, logistiką, e-turizmą, žinių gavybą, nuotolinį mokymą, informacijos apsaugą ir t.t. Įvairių kompanijų darbo rezultate šiandien sukurtos praktinės MAS realizacijos. Nauji programiniai produktai dažnai yra kompleksinės, integruotos sistemos, turinčios plataus spektro taikymų galimybes. Praktikoje galima taikyti tiek visą sistemą, tiek atskirus jos komponentus. Iš tokių MAS galime paminėti:
•    RETSINA (Reusable Task Structure-based Intelligent Network Agent, Carnegie Mellon University, Robotics Institute, JAV) architektūrą, kurios atskiros programos gali aptarnauti aviaciją, elektroninius knygų aukcionus, karinę logistiką, bevielinio ryšio komunikacijas, valdyti tiekimą, finansinių akcijų paketus ir kt. (Katia Sycara, 2001);
•    MagentA i-Enterprise (MagentA Corporation Ltd., London, UK) sistemą, kurią sudaro e-komercijos, realaus laiko logistikos, žinių vadybos, teksto apdorojimo, naujienų agentūrų, ir verslo vadybos posistemės (Batishev, 2001);
•    Living Markets Portal (Living Systems AG, Donaueschingen, Germany) programinę įrangą, kurios taikymų spektras apima visus tipinius logistikos ir prekybos procesus.

06.    Natūralios kalbos apdorojimo ir balso technologijos

Tam, kad kompiuteris galėtų suprasti natūralią kalbą, jis turi turėti tam tikrų žinių, kurių pagalba galėtų analizuoti ir interpretuoti gaunamą informaciją. Šios žinios – tai žinios apie kalbotyrą, lingvistiką, bendros žinios apie vartotoją, jo tikslus ir t. t. Technologijos, veikiančios šiais principais, priskiriamos intelektualių technologijų grupei ir vadinamos natūralios kalbos apdorojimo ir balso technologijomis (Natural Language Processing and Voice Technology). Skiriamos trys balso technologijų grupės:
•    NKA (natūralios kalbos atpažinimas);
•    NKS (natūralios kalbos sintezė);
•    Kitos balso technologijos (asmens tapatybės identifikavimas pagal jo balsą, kalbos signalų suspaudimas bei kodavimas, triukšmų slopinimas ir kt.).

Kalbos atpažinimo sistemas reikia apmokyti. Tam kuriami garsynai – specialiai surinktų kalbos signalų duomenų bazės (Speech Corpora). Sukurti universalų garsyną yra sudėtinga, nes jis turi gerai aprašyti kalboje sutinkamų fonetinių vienetų įvairovę, įvertinti kontekstinius efektus, diktorių kalbėjimo stilių ir t. t. Todėl garsynai sudaromi orientuojantis į tam tikros klasės uždavinių sprendimą. Šiuo metu pasaulyje sukurta nemažai įvairių garsynų, kuriuose surinkta skirtingų kalbų medžiaga. Net keli garsynai yra tapę savotiškais standartais, į kuriuos orientuojamasi sudarant naujas kalbos signalų duomenų bazes. Galima paminėti TIMIT garsyną ir jo variantus (NTIMIT, CTIMIT – Texas Instruments and Massachussets Institute of Technology). Lietuvoje pirmasis žingsnis žengtas sudarant LTDIGITS garsyną (KTU ir VU), tačiau jis apima tik dalį lietuviškų fonetinių vienetų bei žodžių, todėl darbas dar tęsiamas.
NKA programose šiuo metu naudojami du pagrindiniai metodai:
1.    Raktinio žodžio analizės (Key Word Analysis);
2.    Kalbos apdorojimo metodas (Language Processing) arba kalbos sintaksinė, semantinė ir pragmatinė analizė.
Raktinio žodžio analizės metodu NKA programa įvestame sakinyje ieško raktinio žodžio arba frazės. Realiame sakinyje esti funkcine prasme neesminių žodžių, pavyzdžiui, malonybių, nekalbinių intarpų (mikčiojimų, kostelėjimų). Taigi raktinių žodžių paieška suranda esminius žodžius. Kiekvienas iš jų surandamas remiantis pavyzdžiais, esančiais tos programos žodžių ir frazių sąraše. Jei raktinio žodžio programa neranda, ji paprašo perfrazuoti įvedamą sakinį.
Kalbos apdorojimo metodu yra nustatoma tiksli įvedamo sakinio reikšmė ir struktūra. Sintaksinė analizė nustato sakinio struktūrą, jo komponentų ryšius, semantinė – įvairioms sintaksinėms dalims suteikia prasmę, o pragmatinė analizė susieja atskirus sakinius į bendrą kontekstą.
NKA programose svarbios ir kitos pagalbinės funkcijos, pavyzdžiui:
•    Pašalinių garsų atmetimo (out of vocabulary) funkcija suteikia galimybę atmesti įvairius akustinius garsus, kurių nėra kompiuterio dialogo žodyne, pagal analogiją su žmogumi, nes žmogus, klausydamasis kalbinės informacijos, sugeba ignoruoti pašalinius pokalbius, triukšmą, muzikinius garsus ir pan., žinoma, jei pastarieji nėra pernelyg intensyvūs;
•    Akustinio aido slopinimo (acoustical echo cancellation) funkcija. Dialogo tarp dviejų žmonių metu neretai vienas pašnekovas pertraukia kitą, nes jis jau žino, ką reikėtų atsakyti. Panašiai ir kompiuteris duoda ilgoką laiko tarpą (promt) savo atsakymui pasakyti, o vartotojas, nelaukdamas pabaigos, ištaria naują komandą, taigi į mikrofoną patenka kompiuterio atsakymo ir vartotojo komandos mišinys. Kompiuteris turi mokėti atskirti, ką pasakė jis pats, o ką – vartotojas. Tam naudojami įvairūs tiesinio filtravimo metodai.
•    Triukšmų apdorojimo (noise supression, speech enhancement). Praktiškai beveik visada naudingus signalus lydi triukšmas, todėl daug dėmesio skiriama triukšmų poveikiui susilpninti ir tam yra sukurta daug metodų. ,,Nuvalytas” signalas kartais būna nemalonus klausai, bet atpažinimo prasme gaunami teigiami rezultatai.
NKA programos naudojamos ne tik tekstui įvesti, bet ir valdyti kompiuterį, tačiau klaviatūros ir pelės jos visiškai pakeisti negali. Tačiau šios programos gali tapti geru pagalbininku neįgaliesiems. Svarbiausios NKA programos yra šios:
•    Dragon Naturally Speaking Preferred, $ 199;
•    Philips Free Speech 2000, $ 100;
•    L&H Voice Xpress Professional, $ 150;
•    IBM ViaVoice Pro Millennium Edition, $ 180.

Paprastai programos iš pradžių apmokomos, tada jos patobulina kalbos modelį, pritaiko vartotojo balsui ir tarimui; be apmokymo programų tikslumas mažesnis. Visos programos leidžia sukurti balso makrokomandas, balsu paleisti kitas programas, turi su Internetu susijusių galimybių. Pavyzdžiui, Naturally Speaking programos komponentas Natural Weg leidžia balsu įvesti adresus ir pasirinkti puslapyje nuorodas. IBM ViaVoice suderinama su Chatter’s Jargon žodynu, skirtu Interneto pokalbių kambariams. Programos leidžia balsu valdyti Microsoft Word, Excel, kitas Windows programas, tačiau turi ir savus, paprastesnius teksto redaktorius, pavyzdžiui, IBM ViaVoice – SpeakPad.
Teksto diktavimo ir teksto tvarkymo galimybės įvairiose programose nevienodos, geriausios gal būt Naturally Speaking programoje. Joje, tarkim, norint visas raides padaryti didžiąsias, reikia pasakyti ,,cap” ar ,,all cap”, tuo tarpu kitos programos reikalauja pasakyti ,,capitalize” ar netgi ,,capitalize this”. Taisant klaidas, Naturally Speaking  paprašo pasakyti ir teisingą, ir neteisingą žodį, taip programa sužino, kaip vartotojas taria abu žodžius.

Kalbos sinteze vadinamas automatinis balsinio pranešimo generavimas iš pateikto teksto ar kitos simbolių sekos, t. y. tekstu pateiktos informacijos kompiuterinis skaitymas balsu. Sintezės kokybė labai priklauso nuo konkrečios kalbos savybių, taigi, sintezei reikia naudoti konkrečiai kalbai parengtus sintezės elementus bei atsižvelgti į tos kalbos gramatines ypatybes (kirčiavimą, intonacują ir pan.). Sintezės iš teksto panaudojimo perspektyvos labai plačios – ryšiuose, transporte, sveikatos apsaugoje ir daugelyje kitų sričių. Pasaulyje yra kalbos sintezės taikymo praktikoje pavyzdžių, dažniausiai orientuotų į didžiąsias pasaulio kalbas (anglų, kinų, prancūzų, vokiečių, japonų), tačiau generuoto balso kokybė gerokai prastesnė nei natūralaus. Sintetinės kalbos kokybei apibūdinti naudojami keli rodikliai, iš jų svarbiausi yra aiškumas (inteligibility) ir natūralumas (naturalness).
Norint tekstą paversti balsu, reikia nuosekliai atlikti eilę procedūrų. Pirmiausia, tekstą reikia tinkamai paruošti. Šis etapas paprastai vadinamas teksto normalizavimu. Jo metu atliekama teksto transkripcija , nustatomi frazėse esančių žodžių kirčiai, apibūdinama frazės intonacija (paprasta, klausiamoji ar šaukiamoji). Galiausiai tekstas paverčiamas fonemų  seka, įskaitant ir pauzes. Šią seką reikia paversti tinkama sintesės vienetų seka (tai gali būti skiemuo, skiemens dalis, fonema, jos dalis ir jų junginys – difonas). Galiausiai sintezatorius sintezės vienetus paverčia kalba. Sintezatorius – tai atskiras įrenginys, kurį valdo kompiuteris.
Šiuo metu balso sintezės technologijos siekia ilginti sintezės vienetus, t. y. pereinama nuo difono ir priebalsis+balsis kombinacijos prie konstrukcijų priebalsis+balsis+priebalsis ir balsis+priebalsis+balsis. Taikomas ir kombinuotos sintezės metodas, kai naudojami visų lygių sintezės vienetų kombinacijos: difonai, skiemenys, žodžiai. Sintezės modulis pirmiausiai ieško saugykloje žodžių,jei jų neranda, bando konstruoti iš skiemenų, o galiausiai sintezuoja iš difonų. Natūraliau skamba ilgesni sintezės vienetai.
Geriausiu šiandieninės sintezės pavyzdžiu galėtų būti modelis HMN (harmonika+triukšmas), kuris pasiūlytas siekiant pagerinti sintetinės kalbos kokybę, glotninant perėjimus tarp sintezės vienetų. HMN modelyje naudojama prielaida, kad kalbos signalas sudarytas iš harmoninės ir triukšminės dalių. Taigi, šis modelis papildomai naudoja triukšmo komponentę. Galima dar paminėti japonų kalbos sintezės sistemą, naudojančią nevienodo ilgio sintezės elementus (difonus, trifonus, priebalsių ir balsių sekas ir t. t.). Tai pagerina sintetinės kalbos natūralumą, tačiau reikia didelio sintezės vienetų skaičiaus, tuo pačiu, daug parengiamojo darbo ir didelių sąnaudų. Apibendrinant galima pasakyti, kad geriausiose didžiosioms pasaulio kalboms orientuotose sintezės sistemose pasiekiamas aukštas kalbos suprantamumo ir natūralumo rodiklis, tačiau pačios sistemos yra labai sudėtingos, naudoja labai didelį fonetinių vienetų skaičių, įvairius algoritmus sintezės vienetų sandūrų suderinimui ir t. t.
Balso technologijos ar jų elementai pradėti naudoti maždaug II-ojo pasaulinio karo metais. Tačiau tuo metu sukurti produktai dažniausiai specialiųjų tarnybų bei kariniams tikslams buvo labai brangūs, sudėtingi, didelių matmenų ir t. t. Pavyzdžiui, NSA (Nacionalinės saugumo agentūros) užsakymu 1944 m. sukurtas telefoninių pokalbių užslaptinimo įrenginys buvo talpinamas didžiulėje traktoriaus traukiamoje priekaboje. Todėl tik pasiekus atitinkamą kalbinių technologijų lygį, jos pradėtos taikyti plačiau apie 1970-uosius metus. Pavyzdžiai:

Balso technologijų taikymas kriminalistikoje.
1.    Asmens identifikavimas pagal balsą, taikomas teisminėje ekspertizėje;
2.    užtriukšmintų garso įrašų filtravimas, garso įrašų suprantamumo gerinimas, norimo asmens balso išskyrimas iš balsų mišinio. Tam naudojami įvairūs filtrai, realizuoti įrenginiuose, arba filtravimo algoritmai (programos).
Lietuvoje balso technologijos kriminalistikoje daugiausia naudojamos Lietuvos teismo ekspertizės centro fonoskopinių  ekspertizių grupėje.

Šiuo metu asmens tapatybės nustatymas pagal balsą turi dideles perspektyvas karinėje srityje ir kitur, kur reikalingas didelio laipsnio saugumas, pavyzdžiui, praėjimas į skrydžių valdymo patalpas, patekimas į ginklų valdymo centrą, atomines elektrines, chemines bei padidinto pavojaus įmones ir kt. Balsas leidžia patikimai identifikuoti asmenį, geriau nei kokios nors kortelės, kurias galima pavogti, ar slaptažodžiai, kuriuos galima perduoti kitam asmeniui.

Balso technologijų panaudojimas neįgaliesiems – dažnai yra esminis arba net vienintelis tokių žmonių integravimo į visuomenę būdas. Skiriamos dvi tokių technologijų grupės:
1.    informacijos valdymas ar pateikimas balsu, pavyzdžiui, kompiuterio valdymas balsu, informacijos iš Interneto ar kitų šaltinių skaitymas balsu ir pan.
2.    neįgaliesiems skirti specializuoti techniniai įrenginiai su integruotais balso technologijų komponentais, pavyzdžiui, balsu valdomi vežimėliai.
Neįgaliesiems skirti taikymai remiasi tais pačiais balso technologijų pasiekimais: kalbos atpažinimu, sinteze ir, kartais, asmens atpažinimu.

Kaip pavyzdį galima pateikti Slovėnijoje sukurtą informacinę sistemą akliesiems ir silpnaregiams, kuri supažindina su tos šalies žiniasklaidoje spausdinamais straipsniais. Sistema apjungia kalbos atpažinimo ir slovėnų kalbos sintezės elementus. Neįgalus asmuo balsu valdo kompiuterį (atidaro ir uždaro programas, išsirenka laikraštį, t. y. jo elektroninę versiją Internete, puslapį, valdo garsą ir t. t.). Tada slovėnų kalbos sintezės blokas pradeda balsu skaityti nurodytą puslapį. Vartotojas gali bet kada nutraukti skaitymą, pasirinkti kitą straipsnį ar laikraštį ir t. t. Panašios sistemos kuriamos ir kitose šalyse: Lenkijoje, Čekijoje, Vengrijoje ir kitur.

Dabar apie balsu valdomus invalidų vežimėlius, skirtus ribotas judėjimo galimybes turintiems asmenims (pavyzdžiui, nevaldo ne tik kojų, bet ir rankų). Prie vartotojo prijungtas mikrofonas, sujungtas su įmontuotais kalbos atpažinimo ir komandų vykdymo blokais. Komandų rinkinį sudaro apie dešimt komandų, kurios valdo judėjimą bei sėdėjimo padėtį (pavyzdžiui, pakelt, nuleist kėdę, valdyti atlošą ir pan.). Tokias priemones kuria kai kurios JAV, Švedijos kompanijos. Balso komandų atpažinimas realizuotas ne asmeniniame kompiuteryje, bet specializuotame procesoriuje.

Balso technologijų taikymas Lietuvoje.
Lietuvoje parengtos tokios balso technologijomis pagrįstos programinės priemonės:
1.    Ilgų pokalbių apdorojimo priemonės naudojamos teisėsaugoje. Jos leidžia nustatyti ir pažymėti skirtingų diktorių šnekos vietas, atskirti ar eliminuoti pauzes, pažymėti, perklausyti ar sukeisti vietomis įrašo fragmentus ir pan. Teisėsaugoje apdorojami įrašai dažniausiai būna prastos kokybės, todėl tokios programos turi papildomas galimybes: jos gali normalizuoti bendrą įrašo garso lygį, leisti pasirinkti ir pakartotinai išvesti tam tikras kalbėtojo šnekos dalis, be to, galimas žemo ar aukšto dažnio filtravimas, spektrinių iškraipymų pašalinimas ir kt. Kokią priemonę rinktis, sprendžia įrašų analizę atliekantys ekspertai.
2.    Balso įrašų stenografavimas. Sukurta programinė įranga, skirta interviu, posėdžių, forumų, sesijų, derybų, paskaitų, mitingų, konferencijų ir kt. garso įrašams stenografuoti. Programinį paketą sudaro garsinio signalo įvedimo, įrašo stenografavimo ir stenografuotos tekstinės bei garsinės medžiagos paieškos (pagal pranešėjo pavardę, svarstomo klausimo temą bei datą) programos. Sukurtos kelios paketo versijos: dirbti su vienu AK, dviem AK ir tinklinė. Pastaroji įdiegta LR Seime.
3.    Automatinis lietuviško teksto skaitymas balsu. Tam VU sukurtas sintezatorius ,,Aistis”, sudarytas iš tokių pagrindinių blokų: žodžių skiemenavimo, žodžių kirčiavimo, transkribiavimo (teksto perrašymo į fonetinių vienetų seką) ir kalbinio signalo formavimo. Kiekviename bloke veiksmai atliekami pagal nustatytus algoritmus. Kalbos signalui formuoti naudojami natūralios kalbos segmentai (diktoriaus J. Šalkausko balsas). Fonetinių vienetų bazę sudarė prof. A. Girdenis. Joje yra 476 elementai: atskirų garsų dalys (pavyzdžiui, sprogstamieji priebalsiai sudaromi iš dviejų dalių), atskiri garsai (balsiai, priebalsiai), garsų poros (dvibalsiai, dvigarsiai).
4.    Lietuviško teksto iš Interneto skaitymas balsu. Šią programą sudaro:
a.    Kalbos sintezės ActiveX komponentas SpeechLT;
b.    Naršyklės Internet Explorer valdymo ActiveX komponentas IE;
c.    Interneto puslapių skaitymo programa ,,Internetas garsiai”.
5.    Kalbinis dialogas su kompiuteriu. Programa turi 10 balso komandų. Pavyzdžiui, paklausus ,,Kiek dabar laiko?”, kompiuteris išveda laikrodžio parodymus balsu, paprašius paploti – ploja, paklausus ,,Kaip kalba prancūzė?” , ,,Kaip kalba italė?”, ,,Kaip kalba ispanė?” – išveda atitinkamų kalbų įrašų fragmentus; taip pat kompiuteris gali papasakoti apie Vilnių, Kauną ir kt. Jei programai nepavyksta atpažinti balso komandos, išvedamas garsinis pranešimas ,,Atsiprašau, nesupratau, pakartokite dar kartą”.
6.    Balsinė Interneto naršyklė vykdo tokias balso komandas: ,,Išvesk Lietuvos Rytą”, ,,Parodyk Kauno dieną”, ,,Koks šiandien oras?” ir pan.
7.    Balsas namų automatikoje. Balso komandų atpažinimo algoritmas pritaikytas įvairiems elektros prietaisams įjungti ir išjungti. Programinę įrangą sudaro asmeniniame kompiuteryje veikianti komandų atpažinimo programa bei valdiklio programa, kuri priima atpažintos komandos numerį ir per atitinkamą magistralę įjungia/išjungia prietaisus.
8.    Balso atsakymų mašina telekomo paslaugose. Pavyzdžiui, parengta autobusų maršruto Kaunas-Vilnius informacinė sistema praneša artimiausių autobusų iš Kauno į Vilnių išvykimo laiką. Tai automatinė sistema, naudojanti ISDN – Integruotų paslaugų skaitmeninį tinklą. Pranešimai formuojami be operatoriaus vartotojui paskambinus nurodytu telefono numeriu. Sistemą sudaro ISDN ryšio linija, AK bei programinė balso pranešimų formavimo įranga.
9.    Asmens atpažinimas pagal jo balsą. Programa turi tris režimus:
a.    Garso plokštės kalibravimo;
b.    Apmokymo;
c.    Atpažinimo,
Apmokymo režime užregistruojamas naujas asmuo, įvedamas jo vardas ir slaptažodis (įrašomas tris kartus). Atpažinimo režime pasirenkamas registracijos metu įvestas vardas, ištariamas slaptažodis ir spaudžiamas mygtukas Recignition. Jei programa atpažįsta vartotoją, ekrane parodomas pranešimas ,,I knew you!” ir galimi tolimesni veismai; priešingu atveju gaunamas pranešimas ,,I didn’t know you!”

Svarbiausios balso technologijų naudojimo Lietuvoje perspektyvos galėtų būti šios:
1.    mokymo procesų tobulinimas, pavyzdžiui, rengti gimtosios kalbos ir užsienio kalbų mokymo treniruoklius, taikyti logopedijoje ir kt.;
2.    taikymai medicinoje ir neįgaliesiems, t. y. kurti kompiuterizuotas darbo vietas akliesiems, turintiems motorikos sutrikimų, be to, perspektyvu reabilitacijos procesuose, pavyzdžiui, mokantis iš naujo kalbėti po insulto ir pan.
3.    teisėsaugoje ir krašto apsaugoje
4.    tvarkant ir išsaugant kultūros ir kalbos vertybes;
5.    administravime ir teikiant telekomunikacines paslaugas, pavyzdžiui, dažnai įvairių lygių pareigūnai neturi galimybių priimti visus pageidaujančius, o telefoninės kalbos technologijų priemonės padėtų padidinti aptarnaujamų piliečių skaičių.

8.    Duomenų analizės priemonės

01.    OLAP (On-Line Analytical Processing) – operatyvus (interaktyvus, on-line) apdorojimas.

Skirtingai nuo reliacinių DB, OLAP koncepcija mažiau žinoma, nors terminą ,,OLAP kubai“ daugeliui teko girdėti. OLAP – tai ne programinis produktas, ne programavimo kalba ir net ne konkreti technologija. Tai greičiau visuma koncepcijų, principų ir reikalavimų, kurių pagrindu veikianti programinė įranga palengvina analitikams apdoroti duomenis.

OLAP esmė – daugiamatis duomenų modelis. Analitikų darbo tikslas – dideliuose duomenų masyvuose atrasti dėsningumus. Taigi jie dirba su daugybe duomenų, jų nedomina pavieniai faktai. Tie duomenys turi būti pasirinktiniai, be to, jų tarpe turi būti skaitinės reikšmės. Pavyzdžiui:

Šalis    Prekė    Metai    Pardavimai
Argentina    Buitinė elektronika    1988    105
Argentina    Buitinė elektronika    1989    117
Argentina    Buitinė elektronika    1990    122
Argentina    Gumos dirbiniai    1989    212
Argentina    Gumos dirbiniai    1990    217
Brazilija    Buitinė elektronika    1988    313
Brazilija    Buitinė elektronika    1989    342
Brazilija    Buitinė elektronika    1990    337
Brazilija    Gumos dirbiniai    1988    515
Brazilija    Gumos dirbiniai    1989    542
Brazilija    Gumos dirbiniai    1990    566
Venesuela    Buitinė elektronika    1988    94
Venesuela    Buitinė elektronika    1989    96
Venesuela    Buitinė elektronika    1990    102
Venesuela    Gumos dirbiniai    1988    153
Venesuela    Gumos dirbiniai    1989    147
Venesuela    Gumos dirbiniai    1990    162

Tokią lentelę nesunku pervesti į trimatę struktūrą: vienoje ašyje – šalys, kitoje – prekės, trečioje – metai, o tokio trimačio masyv reikšmės o yra pardavimai. Trimatis lentelės vaizdas bus toks:

1988          1989          1990
Gumos dirbiniai

Buitinė elektronika

Argentina      105               117               122

Brazilija      313              342               337

Venesuela        94               96                102

Tamsus segmentas rodo, kad Argentinos gumos dirbinių pardavimo duomenų 1988 m. nėra.

Štai toks trimatis duomenų masyvas OLAPe vadinamas kubu, nors iš tikrųjų taip nėra, jei žvelgsime iš matematikos pozicijų. Tikrojo kubo visi trys išmatavimai turi būti vienodi, o OLAP kubui tokie apribojimai negalioja: jis gali būti ne tik trimatis, bet ir dvimatis ar daugiamatis, priklausomai nuo to, koks uždavinys yra sprendžiamas ir kiek yra atributų. Sudėtingose sistemose gali būti naudojama iki 19 matų, paprastesnėse – iki 6. Kubo elementai vadinamai ,,nariais“ (Members), pavyzdžiui, atributą ,,šalis“ sudaro trys elementai: Argentina, Brazilija, Venesuela. Nebūtinai visi elementai turi būti užpildyti; nereikalaujama, kad OLAP saugotų būtent trimatės struktūros duomenis. Čia svarbu tik tai, kad vartotojas juos suvoktų kaip trimatę (ar daugiamatę) struktūrą. Be to, pats kubas duomenų analizei netinka. Jei trimatę struktūrą galime įsivaizduoti gana lengvai, tai su šešiamatėmis arba devyniolikamatėmis struktūromis reikalas darosi supersudėtingas. Todėl analitikai ,,pjausto“ daugiamatį kubą, atsirinkdami juos dominančius elementus taip, kad jie sudarytų dvimatį kubo pjūvį.

Jei įdėmiau pažvelgsime į pateiktą lentelę, tai galėsime padaryti išvadą, kad joje pateikti jau apibendrinti duomenys. Jie gauti iš pirminių duomenų rinkinių agregavimo būdu. Pavyzdžiui, šalį sudaro regionai, regionus – apskritys, apskritis – rajonai ir pan.; metus sudaro ketvirčiai, ketvirčius – mėnesiai, mėnesius – savaitės, savaites – dienos; prekes sudaro prekių grupės ir t.t. OLAP terminais tokie daugelio lygių junginiai vadinami hierarchijomis. Pradiniai duomenys imami iš žemiausių hierarchijos lygių, sumuojami ir taip gaunamos aukštesniųjų lygių reikšmės. Suminės įvairių lygių reikšmės ir saugomos kube. Tokiu būdu tai, kas vartotojui atrodo kaip vienas kubas, iš tikrųjų susideda iš daugybės paprastesnių kubų. Sudarant daugiamatę duomenų struktūrą, reikalingas išankstinis duomenų apdorojimas, nes kube saugomos jau apskaičiuotos reikšmės, bet tai OLAP metodui suteikia daug privalumų, nes, analizuojant duomenis, užklausos įvykdomos daug sparčiau.

Jau žinome, kad  E. F. Kodd  suformulavo reliacinių DB koncepciją (1985 m.). Tas pats  mokslininkas 1993 m. pateikė ir pagrindinius OLAP principus. Jis nurodė 12 taisyklių, kurias turėtų tenkinti OLAP programinė įranga:
1.    Konceptualus daugiamatis pateikimas;
2.    Skaidrumas;
3.    Darbo našumas kuriant ataskaitas;
4.    Prieinamumas;
5.    Kliento-serverio architektūra;
6.    Bendras daugiamatiškumas;
7.    Dinaminis pjūvių (matricų) valdymas;
8.    Daugelio vartotojų prieiga;
9.    Neribotos kryžminės operacijos;
10.    Intuityvus manipuliavimas duomenimis;
11.    Lanksčios ataskaitų gavimo galimybės;
12.    Neribotas matų ir agregacijos lygių skaičius.

Visi OLAP produktai testuojami vadinamuoju FASMI testu, kuris ir nustato pagrindinius reikalavimus OLAP programinei įrangai:
1.    F (Fast) – OLAP programa turi užtikrinti greitą prieigą prie duomenų (~ 5 s);
2.    A (Analysis) – turi suteikti galimybę atlikti matematinę bei statistinę analizę;
3.    S (Shared) – su OLAP programine įranga vienu metu gali dirbti keli vartotojai;
4.    M (Multidimensional) – daugiamatės struktūros;
5.    I (Information) – OLAP programa išanalizuotų duomenų pagrindu vartotojui  turi pateikti informaciją.

Darbas su OLAP sistemomis organizuojamas dvejopai:
1.    Nesudėtingais atvejais OLAP priemonės pridedamos prie kitų programų (aišku, su nemažais apribojimais, pavyzdžiui, ribojamas matų skaičius, hierarchijos lygių skaičius ir kt.). Kaip pavyzdį galima pateikti MS Excel Pivot Table modulį.
2.    Kliento-serverio technologija. Serveris užtikrina informacijos gavimą iš duomenų bazių bei pateikia visas priemones, kurios reikalingos duomenų kubui sukurti. Specializuota programa-klientas skirta patogiai ir efektyviai peržvelgti kubą ir išaiškinti analitinius dėsningumus. Pavyzdžiui, Microsoft produktų OLAP serverio dalis realizuota kaip Microsoft Analysis Services, kurie įeina į Microsoft SQL Server sudėtį; Į MS Office sudėtį įjungtas OLAP-klientas, vadinamas Microsoft Data Analyzer.

OLAP sistemos komponentai:
1.    duomenų šaltinis;
2.    OLAP-serveris;
3.    OLAP-klientas.

Duomenys imami iš duomenų šaltinio ir kopijuojami į OLAP-serverį, kur jie sisteminami ir parengiami tolimesniam naudojimui (greičiau formuoti atsakymus į užklausas). OLAP-klientas – tai vartotojo sąsaja su OLAP-serveriu. Klientas – tai, kas naudojama duomenims pateikti bei jais manipuliuoti. Tai gali būti lentelė, pavyzdžiui, suvestinė (Pivot Table), arba gilinimasis į duomenis (Drilling), ataskaitos ar kažkokia specialiai sukurta programa, skirta sudėtingoms duomenų  manipuliacijoms. Duomenų šaltinis gali būti duomenų saugykla, DB, lentelių rinkinys ar bet kokia išvardytų priemonių kombinacija. OLAP produkto galimybė dirbti su įvairių šaltinių duomenimis yra labai svarbi. OLAP-serveryje duomenys saugomi arba daugiamačių, arba reliacinių DB (MDDB, RDB) pavidale. Priklausomai nuo to skiriamos kelios OLAP rūšys:
1.    MOLAP (Multidimensional On-Line Analytical Processing) atveju duomenys saugomi OLAP-serveryje daugiamatėse duomenų bazėse. Tai palyginti nauja technologija. Privalumai: tiksliai modeliuoja verslo procesus, užtikrina greitą prieigą prie duomenų be SQL, saugo iš anksto apskaičiuotas reikšmes (suvestines). Trūkumai: kaip nauja, dar neoptimizuota technologija, todėl yra ,,sprogimo“ pavojus, be to, sunkiai valdo didelius duomenų kiekius.
2.    ROLAP (Relational On-Line Analytical Processing)  atveju duomenys saugomi reliacinėse duomenų bazėse. Reliacinės DB – patikima technologija. ROLAP-serveris palaiko daugiamatį duomenų modelį per SQL užklausas. Trūkumas: SQL užklausos – gana sudėtingas dalykas, ypač nepatyrusiems vartotojams, ir, norint gauti reikiamą informaciją iš didelės DB kartais gana sudėtinga.
3.    HOLAP (Hybrid On-Line Analytical Processing) suderina abi koncepcijas, galima prieiga prie abiejų tipų DB duomenų.
4.    DOLAP (Desktop On-Line Analytical Processing) naudojamas dirbant su nedideliais duomenų kiekiais, kai poreikiai nedideli ir darbui pakanka AK vienoje darbo vietoje.

Pagrindinis OLAP teikiamas privalumas – greita užklausų realizacija. Todėl, norint gauti greitą atsakymą, atliekamas išankstinis duomenų apdorojimas (agregavimas). Tuo požiūriu reliacinės DB pralaimi daugiamatėms, kurios užtikrina didelę spartą, tačiau daugiamačių struktūrų negalima taikyti labai dideliems duomenų kiekiams.

OLAP architektūros:

MOLAP srities lyderė Oracle. Serverio dalis – Express Server, Personal Express leidžia naudoti įvairių šaltinių duomenis – tam naudoja Express Relational Access Manager; daugiamatės DB administravimui ir aptarnavimui skirta Express SPL (Stored Procedure Language), kurios procedūros sukurtos įvairiems tikslams: matavimų dydžiams nustatyti, duomenims gauti ir juos organizuoti ir t. t. Sukurti programas galima su Express Objects – tai objektiškai orientuoto programavimo priemonė. Kliento dalis realizuojama per Express Analyzer (ataskaitos) bei Discoverer (užklausų instrumentas). Oracle turi dvi taikomąsias programas: Financial Analyzer ir Sales Analyzer. Be to yra OLAP Internete priemonės: Web Agent ir Web Publisher – su jomis galima kurti Web puslapius. Pagrindinis Oracle konkurentas – Arbor Software Corporation, kurios produktas yra Essbase (Essbase Server 5).

ROLAP architektūros pavyzdys – tai kompanijos Microstrategy produktas DSS Broadcaster, kuris palaiko tokias reliacines DB: Oracle, DB2, Sybase, Red Brick, Informix. Kliento dalis realizuota per DSS Agent – naudoja intelektualius agentus. DSS Executive – teikia ataskaitų generavimo bei analizės priemones.

Kiti produktai:
Comshare;
Hyperion Software – gamina tik OLAP-klientus, pavyzdžiui, Hyperion MBA (Multidimensional Business Analyst);
Cognos – gamina DOLAP produktus: Impromptu – užklausų instrumentas, kuris gauna duomenis iš daugiamatės DB, patalpina juos į PowerPlay, kuris vartotojo AK gali pateikti ,,Powercube“.

02.    KDD (Knowledge Discovery in Databases) ir DM (Data Mining) – duomenų ir žinių gavyba.

Nors duomenų gavyba (DM) dažnai tapatinama su žinių iš duomenų bazių gavimu (KDD), tačiau iš tiesų duomenų gavyba yra žinių iš duomenų bazių gavimo proceso dalis:

Pavaizduotas žinių gavimo procesas pradedamas pradiniais duomenimis, o baigiamas gautomos žiniomis. Žinios gaunamos kaip šių etapų rezultatas:
1.    atranka – duomenys atrenkami arba segmentuojami pagal tam tikrus kriterijus, taip apibrėžiami duomenų poaibiai;
2.    paruošimas – pašalinami nepilni, tolesnei analizei nereikalingi duomenys, suvienodinami duomenų formatai;
3.    transformacija – atrinkti duomenys transformuojami į pavidalą, reikalingą duomenų gavybai;
4.    duomenų gavyba – svarbiausias etapas, kurio metu taikomi įvairūs naudingų dėsningumų, modelių, tendencijų išgavimo metodai, algoritmai;
5.    interpretacija-įvertinimas – iš atrastų dėsningumų, modelių, tendencijų atrenkami tik naudingi ir prasmingi, kurie gali tapti žiniomis. Gautos žinios dažniausiai naudojamos sprendimams paremti. Žinių iš duomenų bazių gavimas yra kartotinis procesas. Kai rasti dėsningumai, modeliai ir tendencijos pateikiami vartotojui, jų vertinimo kriterijai gali būti pakeisti, duomenų gavyba pakartota, vėl gali būti atrenkami nauji duomenys, gali būti pakeista duomenų transformacija. Taip pat gali būti panaudoti nauji duomenų šaltiniai, siekiant gauti kitokį, labiau tinkamą rezultatą.

Tobulėjant duomenų įvedimo ir saugojimo technologijoms, kiekviena įmonė registruoja visus savo veiklos rodiklius. Taigi žmonės kasdien susiduria su milžinišku pirminių duomenų kiekiu, su kuriuo jau nebesusidoroja tradicinė matematinė statistika. Kyla naujų duomenų apdorojimo metodų poreikis. DM yra viena iš tų naujų technologijų. Ją pakankamai tiksliai apibūdino G. Piatetsky-Shapiro (vienas iš šios krypties šalininkų). Pagal jį:

Data mining – tai procesas, kurio metu neapdorotuose pirminiuose duomenyse randami
•    anksčiau nežinomi,
•    netrivialūs,
•    praktiškai naudingi;
•    tinkami interpretavimui,
•    prieinami,
•    reikalingi įvairiose veiklos srityse sprendimams priimti duomenys ir žinios.

Galima palyginti žinių gavimo metodus:
Žinių, gaunamų iš duomenų, lygis    Analitiniai metodai
Paviršutinės    Užklausų kalba
Negilios    OLAP
Paslėptosios    Data Mining

Duomenų gavyboje galima išskirti dvi sritis. Pirmoji – siekimas geriau suprasti duomenis, antroji – tinkamai supratus duomenis, kuriamas modelis, kuris, remdamasis nustatytais dėsningumais, padėtų numatyti įvykius. Skiriami penki standartiniai dėsningumai, kurie padeda išryškinti DM metodus: asociacija, nuoseklumas, klasifikacija, klasterizacija ir prognozavimas.

Asociacijų ir nuoseklumo analizė taikoma siekiant atrasti ryšius tarp įrašų duomenų bazėje. Tipinis tokios analizės taikymo pavyzdys – kokias prekes pirkėjai paprastai perka kartu. Pavyzdžiui, taikant asociacijų analizę, galima nustatyti kad tam tikrame supermarkete 65 % pirkusiųjų čipsus perka ir Colą, o, esant nuolaidai už tokį komplektą, pirkusiųjų procentas išauga iki 85 %. Asociacijų ir nuoseklumo analizė padeda prekybininkams efektyviau planuoti prekybos plotus bei kurti skatinamąsias prekybos priemones. Pagrindinis asociacijų ir nuoseklumo analize besiremiantiems DM įrankiams keliamas reikalavimas – gebėti analizuoti labai didelius duomenų kiekius. Skaičiai kartais gali būti pribloškiantys: stambūs prekybininkai paprastai kontroliuoja šimtus tūkstančių įvairių prekių rūšių ir sukaupia duomenų apie milijonus įvykusių sandorių kas savaitę. Jei yra laike susijusių įvykių grandinė, tai kalbame apie nuoseklumo analizę: pavyzdžiui, nusipirkę būstą, per savaitę 45 %  pirkėjų įsigyja viryklę, o per dvi savaites 60 % naujakurių – šaldytuvą ir pan.

Klasifikacijos pagalba išaiškinami požymiai, charakteriuojantys grupę, kuriai priklauso tas ar kitas objektas. Duomenys skirstomi į grupes pagal iš anksto numatytus kriterijus. Klasterizacija skiriasi nuo klasifikacijos tuo, kad objektų grupės iš anksto nežinomos. Klasterizacijos priemonių dėka DM savarankiškai išskiria vienarūšių duomenų grupes. Pavyzdžiui, klasterizavimas gali padėti iš bendros klientų masės išskirti tokias pirkėjų grupes, apie kurias anksčiau nebuvo žinoma.

Prognozavimas (numatymas) remiasi istorine informacija, kuri saugoma duomenų bazėje ir atspindi įvairių laikotarpių įvykius. Jei pavyksta atskleisti tam tikrų rodiklių kitimo dėsningumus, tai yra galimybė numatyti, kaip sistema gyvuos ateityje.

DM sistemų klasės

Data Mining išsivystė remiantis daugelio disciplinų pasiekimais: taikomosios statistikos, dirbtinio intelekto, duomenų bazių teorijos ir kt. Daugelis DM sistemų sujungia savyje kelis požiūrius, tačiau kiekvienoje sistemoje yra kažkoks svarbiausias elementas, pagal kurį skiriamos šios DM sistemų klasės:
1.    Dalykiškai orientuotos analitinės sistemos. Jos yra labai įvairios, pavyzdžiui, finansinių rinkų tyrimo sistemos, kurios naudoja daugybę kainų dinamikos prognozavimo metodų. Jos gali išrinkti geriausią akcijų paketo struktūrą ir pan. Šios sistemos naudoja palyginti nesudėtingus statistinės analizės būdus ir maksimaliai įvertina tam tikros srities specifiką (profesionalius terminus, įvairių indeksų sistemas ir kt.). Rinkoje yra daugybė šios klasės sistemų, jos pakankamai pigios ($300 – $1000).
2.    Statistiniai paketai.  Paskutinės beveik visų statistinių paketų versijos be tradicinių statistinių metodų papildytos ir DM elementais. Bet pagrindinis dėmesys juose vis dėl to skiriamas klasikiniams metodams – koreliacinei, regresinei, faktorinei analizei ir kt. Tokių paketų pavyzdžiai: SAS, SPSS, STATGRAPHICS, STATISTICA, STADIA ir kt. Jie yra pakankamai brangūs ($1000 – $15000).
3.    Neuroniniai tinklai. Tai sistemos, kurių architektūra analogiška (nors dabar jau manoma, kad ne visai analogiška) nervų audinio sandarai (pastarasis sudarytas iš neuronų). Daugiasluoksniame perceptrone imituojamas neuronų, kaip hierarchinio tinklo, darbas. Kiekvienas aukštesniojo lygio neuronas savo įėjimo taškais sujungtas su žemesniojo lygio neuronų išėjimo taškais. Paties žemiausio lygio neuronams pateikiamos įvedamų parametrų reikšmės, kuriomis remiantis reikia priimti kažkokius sprendimus, prognozuoti ir kt. Šios reikšmės suprantamos kaip signalai, kurie, perduodant į sekantį sluoksnį, sustiprėja arba silpnėja, priklausomai nuo skaitinių reikšmių (svertų), kurios suteikiamos tarpneuroniniams ryšiams. Rezultate aukščiausiojo lygio neurono išeities taške gaunama tam tikra reikšmė – atsakymas, tai yra viso neuronų tinklo reakcija į pradinių duomenų reikšmes. Norint tokius tinklus naudoti, jie pirmiausia yra apmokomi su tokiais duomenimis, kuriems žinoma, kokie rezultatai turi būti gauti, tai yra žinomas teisingas atsakymas. Apmokant tinklus, parenkamos tokios svertų reikšmės, kurios užtikrina tiksliausią atsakymą. Neurotinklinių sistemų pavyzdžiai – BrainMaker (CSS), NeuroShell (Word Systems Group), OWL (HyperLogic). Kaina – $1500 – $8000.
4.    Sistemos, pagrįstos analogiškais atvejais. CBR (Case Based Reasoning) sistemos tam, kad prognozuoti ateitį ar parinkti teisingą sprendimą, vertina praeityje išbandytus analogiškus atvejus (panašią situaciją) ir parenka tą atsakymą, kuris tuo atveju buvo teisingas. Todėl šis metodas kartais dar vadinamas artimiausio kaimyno (Nearest Neighbour) metodu. Be šių terminų gali būti naudojamas ir Memory Based Reasoning, kuris akcentuoja tai, kad sprendimas priimamas saugomos atmintyje informacijos pagrindu. CBR sistemos duoda neblogus rezultatus, nors turi ir trūkumų, pavyzdžiui, jos nesukuria jokių modelių ar taisyklių, apibendrinančių ankstesnę patirtį, o tiesiog ieško atsakymo istorinių duomenų masyve, todėl negalima pasakyti, kokiais faktoriais jos remiasi kurdamos savo atsakymus. Sistemos, naudojančios CBR metodą – KATE Tools (Acknosoft, Prancūzija), Pattern Recognition Workbench (Unica, JAV).
5.    Sprendimų medžiai (Decision Trees). Sprendžiant DM tipo uždavinius sprendimų medžiai yra bene populiariausi, jie sukuria hierarchinę medžio tipo taisyklių ,,Jeigu … tada“ (If-Then) struktūrą. Priimant sprendimus ir priskiriant objektus tam tikroms klasėms, reikia atsakyti į klausimus, kurie pateikiami to medžio mazguose (šakose), pradedant nuo jo pagrindo (šaknies). Klausimai gali būti tokio tipo: ,,Parametro A reikšmė didesnė už X“. Jei atsakymas teigiamas, pereinama į kito lygio dešinįjį mazgą, jei neigiamas – į kairįjį. Metodo populiarumas siejamas su jo aiškumu ir paprastumu. Žinomiausios sistemos: See 5/C5.0 (RuleQuest, Australija), Clementine (Integral Solutions, Didž. Britanija), SIPINA (University of Lyon, Prancūzija), IDIS (Information Discovery, JAV), Knowledge Seeker (ANGOSS, Kanada). Kaina – nuo 1 iki 10 tūkst. dolerių.

6.    Evoliucinis programavimas. Pagrindinio kintamojo priklausomybės nuo kitų kintamųjų hipotezės šiuo atveju formuluojamos kaip programos, parašytos tam tikra programavimo kalba. Programų kūrimo procesas atliekamas kaip evoliucija, vykstanti programų pasaulyje (todėl šis metodas šiek tiek panašus į genetinių algoritmų metodą). Kai sistema suranda programą, daugiau ar mažiau išreiškiančią ieškomą priklausomybę, ji pradeda ją keisti, o paskui iš sukurtų dukterinių programų išrenka tą, kuri duoda didesnį tikslumą. Tokiu būdu sistema ,,išaugina“ kelias programų genetines linijas, kurios konkuruoja tarpusavyje. Pavyzdys – PolyAnalyst (Rusija).
7.    Genetiniai algoritmai. Nors jie naudojami ir kitose srityse optimizavimo uždaviniams spręsti, bet gerai tinka ir DM sistemose. Pirmasis žingsnis kuriant genetinius algoritmus – pradinių loginių dėsningumų, saugomų duomenų bazėje, kodavimas. Juos vadina chromosomomis, o visas tų dėsningumų rinkinys vadinamas chromosomų populiacija. Atrankos koncepcijai realizuoti naudojamas įvairių chromosomų priešpastatymo būdas. Populiacija apdorojama reprodukcijos, mutacijos bei genetinės kompozicijos procedūromis, kurios imituoja biologinius procesus. Svarbiausios procedūros: atsitiktinės duomenų mutacijos individualiose chromosomose, perėjimai (Crossingover) ir genetinės medžiagos, esančios individualiose tėvų chromosomose rekombinacija bei genų migracija. Procedūrų dėka kiekvienoje evoliucijos stadijoje gaunama nauja populiacija su vis tobulesniais individuumais. Genetinius algoritmus lengva valdyti, pavyzdžiui, galima suskaidyti kartą į atskiras grupes ir keistis chromosomomis. Tačiau, kaip ir gyvenime, pasitaiko nesėkmių. Pavyzdžiui, du nevykę tėvai, kuriuos genetinis algoritmas išmes iš evoliucijos, iš tikrųjų gali pagimdyti genialų vaiką ir pan.
8.    Ribotos atrankos algoritmai. WizWhy (Wiz Soft), kaina $4000.
9.    Daugiamačių duomenų vizualizacijos sistemos. Grafiškai atvaizduoti duomenis daugiau ar mažiau leidžia visos DM sistemos. Tačiau yra ir tokių sistemų, kurios skirtos būtent šiai funkcijai atlikti, pavyzdžiui, DataMiner 3D (Dimensional 5, Slovakija). Panašiose sistemose dėmesys sutelktas į draugišką vartotojo sąsają, naudojami įvairūs diagramų parametrai – forma, spalvos, orientacija, dydžiai. Grafinius vaizdus galima sukinėti, keisti dydį ir t.t.