Понятие и составляющие информационной системы (ИС). Модели жизненного цикла ИС. Классы задач, решаемые ИС. Основные составляющие информационной системы Классификация информационных систем по признаку структурированности решаемых задач

Информационные системы

Информационная система (ИС) - это система, реализующая информационную модель предметной области, чаще всего - какой-либо области человеческой деятельности. ИС должна обеспечивать: получение (ввод или сбор), хранение, поиск, передачу и обработку (преобразование) информации .

Информационной системой (или информационно-вычислительной системой) называют совокупность взаимосвязанных аппаратно-программных средств для автоматизации накопления и обработки информации. В информационную систему данные поступают от источника информации. Эти данные отправляются на хранение либо претерпевают в системе некоторую обработку и затем передаются потребителю.

Между потребителем и собственно информационной системой может быть установлена обратная связь. В этом случае информационная система называется замкнутой . Канал обратной связи необходим, когда нужно учесть реакцию потребителя на полученную информацию.

Информационная система состоит из баз данных , в которых накапливается информация, источника информации , аппаратной части ИС , программной части ИС , потребителя информации .

Состав информационных систем

  • локальные сети

Классификация информационных систем по степени автоматизации

Обычно термином ИС в наше время называют автоматизированные информационные системы.

Классификация информационных систем по характеру использования информации

  • Информационно-поисковые системы - система для накопления, обработки, поиска и выдачи интересующей пользователя информации.
  • Информационно-аналитические системы - класс информационных систем, предназначенных для аналитической обработки данных с использованием баз знаний и экспертных систем.
  • Информационно-решающие системы - системы, осуществляющие накопление, обработку и переработку информации с использованием прикладного программного обеспечения.
    • управляющие информационные системы с использованием баз данных и прикладных пакетов программ.
    • советующие экспертные информационные системы, использующие прикладные базы знаний,
  • Ситуационные центры (информационно-аналитические комплексы)

Классификация информационных систем по архитектуре

  • Локальные ИС (работающие на одном электронном устройстве, не взаимодействующем с сервером или другими устройствами)
  • Клиент-серверные ИС (работающие в локальной или глобальной сети с единым сервером)
  • Распределенные ИС (децентрализованные системы в гетерогенной многосерверной сети)

Классификация информационных систем по сфере применения

  • Информационные системы организационного управления - обеспечение автоматизации функций управленческого персонала.
  • Информационные системы управления техническими процессами - обеспечение управления механизмами, технологическими режимами на автоматизированном производстве.
  • Автоматизированные системы научных исследований - программно-аппаратные комплексы, предназначенные для научных исследований и испытаний.
  • Информационные системы автоматизированного проектирования - программно-технические системы, предназначенные для выполнения проектных работ с применением математических методов.
  • Автоматизированные обучающие системы - комплексы программно-технических, учебно-методической литературы и электронные учебники, обеспечивающих учебную деятельность.
  • Интегрированные информационные системы - обеспечение автоматизации большинства функций предприятия.
  • Экономическая информационная система - обеспечение автоматизации сбора, хранения, обработки и выдачи необходимой информации, предназначенной для выполнения функций управления.

Классификация информационных систем по признаку структурированности решаемых задач

  • Модельные информационные системы позволяют установить диалог с моделью в процессе ее исследования (предоставляя при этом недостающую для принятия решения информацию), а также обеспечивает широкий спектр математических, статистических, финансовых и других моделей, использование которых облегчает выработку стратегии и объективную оценку альтернатив решения. Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения информацию путем.
  • Использование экспертных информационных систем связано с обработкой знаний для выработки и оценки возможных альтернатив принятия решения пользователем. Реализуется на двух уровнях:

Первый уровень (концепция «типового набора альтернатив») - сведение проблемных ситуаций к некоторым однородным классам решений. Экспертная поддержка на этом уровне реализуется созданием информационного фонда хранения и анализа типовых альтернатив. Второй уровень - генерация альтернативы на основе правил преобразования и процедур оценки синтезированных альтернатив, используя базу имеющихся в информационном фонде данных.

Экспертные системы представляют совокупность фактов, сведений и данных с системой правил логического вывода информации на основании логической модели баз данных и баз знаний. Базы данных содержат совокупность конкретных данных, а базы знаний - совокупность конкретных и обобщенных сведений в рамках логической модели базы знаний.

Примечания

См. также

Источники информации

  • Ижевский государственный технический университет

Ссылки

  • Организация управления в развивающихся компаниях и новые задачи информационных систем

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Информационные системы" в других словарях:

    Системы хранения, обработки, преобразования, передачи, обновления информации с использованием компьютерной и другой техники. Райзберг Б.А., Лозовский Л.Ш., Стародубцева Е.Б.. Современный экономический словарь. 2 е изд., испр. М.: ИНФРА М. 479 с … Экономический словарь

    Системы хранения, обработки, преобразования, передачи, обновления информации с использованием компьютерной техники … Энциклопедический словарь экономики и права

    ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ - системы обработки данных какой либо предметной области со средствами накопления, хранения, обработки, преобразования, передачи, обновления информации с использованием компьютерной и др. техники … Профессиональное образование. Словарь

    информационные системы - системы хранения, обработки, преобразования, передачи, обновления информации с использованием компьютерной и другой техники … Словарь экономических терминов

    ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ - infoRMATION SYSTEMSСистемы, обеспечивающие процесс, посредством к рого организуется сбор и обработка соответствующей информации и ее своевременная передача, что дает руководству (управленческим структурам) возможность четко выполнять свои функции … Энциклопедия банковского дела и финансов

    Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия

    Информационные системы пожарной безопасности - Автоматизированные и информационные системы и средства обеспечения пожарной безопасности населенных пунктов и объектов комплексы и средства автоматизации и информатизации, реализующие выполнение функций обеспечения пожарной безопасности и… … Официальная терминология

Проектированием информационных систем называется многоступенчатый процесс их создания и/или модернизации путём применения упорядоченной совокупности методологий и инструментария. Проектирование (в отличие от моделирования) предполагает работу с пока несуществующим объектом и направлено на создание информационной системы в области:

  • обработки объектов будущей базы данных,
  • написания программ (в том числе - отчётных и экранных форм), обеспечивающих выполнение запросов к данным,
  • выполнения учёта функционирования конкретной среды (технологии).

Если выделять стадию проектирования информационных систем в качестве отдельного этапа, то его можно разместить между этапами анализа и разработки. Однако на практике чёткое разделение на этапы, как правило, затруднено или невозможно, поскольку проектирование, формально начинаясь с определения цели проекта, часто продолжается на стадиях тестирования и реализации.

Цель проектирования информационной системы и связанные понятия

Современные руководители государственных и частных организаций отдают себе отчёт в том, что скорость обработки информации, которая постоянно изменяется и растёт в объёме, – это вопрос выживания компании на рынке и конкурентное преимущество. В общем виде целевые установки проектов по созданию информационных систем сводятся к обеспечению условий, позволяющих эту информацию получать, обрабатывать и использовать путём создания функциональной безотказной системы с достаточным:

  • уровнем адаптивности к изменяемым условиям,
  • пропускной способностью,
  • временем системной реакции на запрос,
  • уровнем безопасности,
  • степенью простоты в эксплуатации.

Информационной системой (ИС) называют совокупность информации, содержащейся в базе данных, и технологий (а также технических инструментов), обеспечивающих обработку информации. В данном случае, к технологиям относят и методы обнаружения, сбора, обработки, хранения, распространения информации, и способы, которые позволяют эти методы реализовать. Информационное управление при этом сводится к применению данных методов для контроля за процессами планирования, дизайна, эксплуатации и анализа ИС. В основе технологии проектирования лежит выбранная для конкретной задачи методология как совокупность принципов, выраженная в единой определённой концепции.

Организация проектирования ИС

Организацию проектирования ИС принято разделять на 2 типа:

  1. Каноническое проектирование отражает особенности технологии оригинального (индивидуального) процесса.
  2. Типовое проектирование, для которого характерно типовое проектное решение (ТПР), тиражируется и пригодно к многократному использованию.

Каноническое проектирование отличает отражение ручной технологии проектирования, осуществление на уровне исполнителей, использование инструментария универсальной компьютерной поддержки.

Применяется каноническое проектирование, главным образом, для локальных и относительно небольших ИС с минимальным использованием типовых решений. Адаптация проектных решений происходит только посредством перепрограммирования программных модулей.

Организовывается каноническое проектирование с использованием каскадной модели жизненного цикла. Это предполагает разделение процесса на следующие стадии и этапы:

  1. Предпроектная стадия. Производится и составляется техническое задание. То есть, формируются требования к ИС, разрабатывается её концепция, составляется технико-экономическое обоснование и пишется ТЗ.
  2. Проектная стадия предусматривает составление эскизного и технического проектов, разработку рабочей документации.
  3. Послепроектная стадия даёт старт мероприятиям по внедрению ИС, обучению персонала, анализу результатов испытания. Частью этой стадии становится сопровождение ИС и устранение выявленных недостатков.

Этапы, в случае необходимости, можно укрупнять или детализировать – объединять последовательные этапы, исключать «лишние», начинать выполнение очередной стадии до завершения предыдущей.

Метод типового проектирования отличается возможностью декомпозиции проектируемой ИС с разделением на компоненты, в число которых входят программные модули, подсистемы, комплексы задач и др. Для реализации компонентов можно воспользоваться типовыми решениями, которые уже существуют на рынке, и настроить их под нужны конкретной организации. При этом типовое проектирование предполагает обязательное наличие документации, описывающей в деталях ТПР и процедуры настройки.

Декомпозиция может иметь несколько уровней, что позволяет выделить классы ТПР:

  • элементные – по отдельной задаче (элементу),
  • подсистемные – по отдельным подсистемам,
  • объектные – отраслевые типовые проектные решения, содержащие весь набор подсистем.

Возможность реализации модульного подхода считается достоинством элементных ТПР. Однако в случае несовместимости разных элементов процесс их объединение приводит к увеличению затрат. Подсистемные ТПР, помимо реализации модульного подхода, дают возможность провести параметрическую настройку на объекты разных уровней управления. Проблемы с объединением возникают в случае привлечения продукта нескольких разных производителей ПО. Кроме того, адаптивность ТПР с позиций непрерывного реинжиниринга процессов считается недостаточной. Объектные ТПР, по сравнению с предыдущими классами, отличаются большим количеством достоинств:

  • масштабируемостью, что делает возможным применение конфигураций ИС для разного числа рабочих мест,
  • методологическим единством компонентов,
  • совместимостью компонентов ИС,
  • открытостью архитектуры – возможностью развёртывать проектные решения на платформах различного типа,
  • конфигурируемостью – возможностью применения нужного подмножества компонентов ИС.

В ходе реализации типового проектирования применяются параметрически-ориентированный и модельно-ориентированный подходы.

Основные методологии проектирования ИС

Специфические особенности процесса проектирования позволяют выделять методологии, построенные на разных принципах. Среди основных современных методологий проектирования ИС называют следующие:

  • SADT . Методология функционального моделирования работ, которая основана на структурном анализе и графическом представлении организации как системы функций. Тут выделяется функциональная, информационная и динамическая модели. В настоящее время методология известна как нотация (стандарт) IDEF0. Анализируемый процесс графически представляется в виде четырёхугольника, где сверху изображаются регламентирующие и управляющие воздействия, снизу – объекты управления, слева – входные данные, а справа – выходные.
  • RAD . Методология быстрой разработки приложений. В RAD быстрая разработка приложений возможна за счёт применения компонентно-ориентированного конструирования. Методология применяется на проектах с ограниченным бюджетом, нечёткими требованиями к ИС, при сжатых сроках реализации. К ней прибегают, если пользовательский интерфейс можно продемонстрировать в прототипе, а проект разделить на функциональные элементы.
  • RUP . В методологии RUP реализуются итерационный и наращиваемый (инкрементный) подходы. Построение системы происходит на базе архитектуры информационной системы, а планирование и проектное управление – на базе функциональных требований к ИС. Разработка общей информационной системы происходит итерациями, как комплекс отдельных небольших проектов со своими планами и задачами. Для итерационного цикла характерна периодическая обратная связь и адаптация к ядру ИС.

Существуют несколько классификаций методологий: по использованию ТПР, по применению средств автоматизации и др. Например, по степени адаптивности выделяются реконструкции (когда происходит перепрограммирование модулей), параметризации (когда изменение параметров влечёт за собой генерацию проектного решения), реструктуризации (когда изменение модели проблемной области сопровождается автоматическим генерированием проектного решения).

1.2.1 Понятие и свойства системы

1.2.2 Понятие и виды информационных систем

1.2.3. Структура и состав информационной системы

1.2.4. Компоненты системы обработки данных

1.2.5. Организационные компоненты информационной системы

1.2.6. Тенденции развития информационных систем

Литература: 4, с. 12–25; 5, с. 16–32; 7, c. 9–32.

1.2.1 Понятие и свойства системы. Системой называется любой объект, который, с одной стороны, рассматривается как единое целое, а с другой - как множество связанных между собой или взаимодействующих составных частей.

термин «система» употребляется в основном в двух смыслах:

Система, как некоторое свойство, состоящее в рациональном сочетании в упорядоченности всех элементов определенного объема по времени и пространстве так, что каждый из них содействует успеху деятельности всего объекта. С такой трактовкой связано понимание координации и синхронизации действий персонала управления, объединенных с целью достижения поставленных целей;

Система как объект, обладающий достаточно сложной, определенным образом упорядоченной внутренней структурой (например, производственный процесс).

Понятие системы охватывает комплекс взаимосвязанных элементов, действующих как единое целое. В систему входят следующие компоненты :

Структура системы – множество элементов системы и взаимосвязей между ними. Пример: организационная и производственная структура предприятия. Математической моделью структуры является граф.

Функции каждого элемента системы . Пример: управленческие функции – принятие решений определенным структурным подразделением предприятия.

Вход и выход каждого элемента системы в целом . Пример: материальные или информационные потоки, поступающие в систему или выводимые ею. Каждый входной поток характеризуется набором параметров {x(i)}; значения этих параметров по всем входным потокам образуют вектор-функцию X. В простейшем случае Х зависит только от времени t, а в практически важных случаях значение Х в момент времени t+1 зависит от X(t) и t. Функция выхода системы Y определяется аналогично.

Закон поведения системы – функция, связывающая изменения входа и выхода системы Y = F(X).

Цели и ограничения системы и ее отдельных элементов . Пример: достижение максимальной прибыли, финансовые ограничения.

Качество функционирования системы описывается рядом переменных u1, u2,..., uN. Часть этих переменных (обычно всего одна переменная) должна поддерживаться в экстремальном значении, например, mах ul. Функция ul = f(X,Y,t,...) называется целевой функцией, или целью. Зачастую f не имеет аналитического и вообще явного выражения. На остальные переменные могут быть наложены (в общем случае двусторонние) ограничения

аК <= gK(uK) <= bК, где2 <= К <=N.

Среди известных свойств систем целесообразно рассмотреть следующие: относительность, делимость и целостность.

Свойство относительности устанавливает, что состав элементов, взаимосвязей, входов, выходов, целей и ограничений зависит от целей исследователя.

Делимость означает, что систему можно представить состоящей из относительно самостоятельных частей - подсистем, каждая из которых может рассматриваться как система.

Свойство целостности указывает на согласованность цели функционирования всей системы с целями функционирования ее подсистем и элементов.

Система, как правило, имеет больше свойств, чем составляющие ее элементы (Аристотель).

1.2.2 Понятие и виды информационных систем. В связи с применением новой информационной технологии, основанной на использовании средств связи, компьютеров, широко используется понятие «информационная система » (ИС).

Информационная система представляет собой коммуникационную систему по сбору, передаче, переработке информации об объекте, снабжающую работников различного ранга информацией для реализации функций управления.

Информационная система создается для конкретного объекта. Эффективная информационная система принимает во внимание различия между уровнями управления, сферами действия, а также внешними обстоятельствами и дает каждому уровню управления только ту информацию, которая ему необходима для эффективной реализации функций управления.

Внедрение информационных систем производится с целью повышения эффективности производственно-хозяйственной деятельности фирмы за счет не только обработки и хранения рутинной информации, автоматизации конторских работ, но и за счет принципиально новых методов управления, основанных на моделировании действий специалистов фирмы при принятии решений (методы искусственного интеллекта, экспертные системы и т.п.), использовании современных средств телекоммуникаций (электронная почта, телеконференции), глобальных и локальных вычислительных сетей и т. д.

В зависимости от степени (уровня) автоматизации выделяют ручные, автоматизированные и автоматические информационные системы.

Ручные ИС характеризуются тем, что все операции по переработке информации выполняются человеком.

Автоматизированные ИС – часть функций (подсистем) управления или обработки данных осуществляется автоматически, а часть – человеком.

Автоматические ИС – все функции управления и обработки данных осуществляются техническими средствами без участия человека (например, автоматическое управление технологическими процессами).

По сфере применения можно выделить следующие классы информационных систем:

Научные исследования;

Автоматизированное проектирование;

Организационное управление;

Управление технологическими процессами.

Научные ИС предназначены для автоматизации деятельности научных работников, анализа статистической информации, управления экспериментом.

ИС автоматизированного проектирования предназначены для автоматизации труда инженеров-проектировщиков и разработчиков новой техники (технологии). Такие ИС помогают осуществлять:

Разработку новых изделий и технологий их производства;

Различные инженерные расчеты (определение технических параметров изделий, расходных норм - трудовых, материальных и т.п.);

Создание графической документации (чертежей, схем, планировок);

Моделирование проектируемых объектов;

Создание управляющих программ для станков с числовым программным управлением.

ИС организационного управления предназначены для автоматизации функций административного (управленческого) персонала. К этому классу относятся ИС управления как промышленными (предприятия), так и непромышленными объектами (банки, биржи, страховые компании, гостиницы и т.д.) и отдельными офисами (офисные системы).

ИС управления технологическими процессами предназначена для автоматизации различных технологических процессов (гибкие производственные процессы, металлургия, энергетика и т. п.).

1.2.3 Структура и состав информационной системы. Практически все рассмотренные разновидности информационных систем независимо от сферы их применения включают один и тот же набор компонентов (рис.1.2):

Функциональные компоненты;

Компоненты системы обработки данных;

Организационные компоненты.

При этом под функцией управления понимается специальная постоянная обязанность одного или нескольких лиц, выполнение которой приводит к достижению определенного делового результата.

Под функциональными компонентами понимается система функций управления - полный набор (комплекс) взаимоувязанных во времени и пространстве работ по управлению, необходимых для достижения поставленных перед предприятием целей.

Весь процесс управления фирмой сводится либо к линейному (например, административному) руководству предприятием или его структурным подразделением, либо к функциональному руководству (например, материально-техническое обеспечение, бухгалтерский учет и т.п.) Поэтому декомпозиция информационной системы по функциональному признаку (рис.1.2) включает в себя выделение ее отдельных частей, называемых функциональными подсистемами (ПС) (функциональными модулями, бизнес-приложениями), реализующих систему функций управления. Функциональный признак определяет назначение подсистемы, то есть то, для какой области деятельности она предназначена и какие основные цели, задачи и функции она выполняет. Функциональные подсистемы в существенной степени зависят от предметной области (сферы применения) информационных систем.

На рисунке 1.3 приведена функциональная декомпозиция информационной системы промышленного предприятия. В зависимости от сложности объекта количество функциональных подсистем колеблется от 10 до 50 наименований. Как следует из приведенных рисунков, несмотря на различные сферы применения ИС, ряд функциональных подсистем имеют одно и то же наименование (например, бухгалтерский учет и отчетность), однако их внутреннее содержание для различных объектов значительно отличается друг от друга. Специфические особенности каждой функциональной подсистемы содержатся в так называемых «функциональных задачах» подсистемы (рис.1.2). Обычно управленческий персонал или связывает это понятие с достижением определенных целей функции управления, или определяет его как работу, которая должна быть выполнена определенным способом в определенный период. Однако с появлением новых информационных технологий понятие «задача » рассматривается шире: как законченный комплекс обработки информации, обеспечивающий либо выдачу прямых управляющих воздействий на ход производственного процесса, либо выдачу необходимой информации для принятия решений управленческим персоналом . Таким образом, задача должна рассматриваться как элемент системы управления, а не как элемент системы обработки данных. Выбор состава функциональных задач функциональных подсистем управления осуществляется обычно с учетом основных фаз управления: планирования; учета, контроля и анализа; регулирования (исполнения).

Планирование – это управленческая функция, обеспечивающая формирование планов, в соответствии с которыми будет организовано функционирование объекта управления. Обычно выделяют перспективное (5–10 лет), годовое (1 год) и оперативное (сутки, неделя, декада, месяц) планирование.

Рисунок 1.3 – Укрупненная функциональная декомпозиция

информационной системы промышленного предприятия

Учет, контроль и анализ – это функции, обеспечивающие получение данных о состоянии управляемой системы за определенный промежуток времени; определение факта и причины отклонений фактического состояния объекта управления от планируемого состояния, а также нахождение величин этого отклонения. Учет ведется по показателям плана в выбранном диапазоне (горизонте) планирования (оперативный, среднесрочный и т. д.).

Регулирование (исполнение) – это функция, обеспечивающая сравнение планируемых и фактических показателей функционирования объекта управления и реализацию необходимых управляющих воздействий при наличии отклонений от запланированных в заданном диапазоне (отрезке).

В соответствии с выделенными функциональными подсистемами (рис. 1.3) и с учетом фаз управления и определяется состав задач функциональных подсистем. Например, информационная система управления персоналом банка может содержать следующие функциональные подсистемы:

Планирование численности персонала банка;

Расчет фонда заработной платы персонала;

Планирование и организация обучения персонала;

Управление кадровыми перемещениями;

Статистический учет и отчетность;

Справки по запросу.

Выбор и обоснование состава функциональных задач является одним их важных элементов создания информационных систем. Следует отметить, что именно задача (функциональная подсистема) является объектом разработки, внедрения и эксплуатации конечным пользователем.

Анализ функциональных задач показывает, что их практическая реализация в условиях информационных систем многовариантна. Одна и та же задача может быть решена (реализована) различными математическими методами, моделями и алгоритмами (рис.1.2). Иногда эту функциональную подсистему называют подсистемой математического обеспечения.

Среди множества вариантов реализации, как правило, имеется наилучший, определяемый возможностями вычислительной системы и системы обработки данных в целом.

В современных системах автоматизации проектирования информационных систем этот компонент входит в состав так называемых банков моделей и алгоритмов, из которых в процессе разработки информационных систем выбираются наиболее эффективные для конкретного объекта управления.

1.2.4 Компоненты системы обработки данных. Основная функция системы обработки данных – реализация типовых операций обработки данных, каковыми являются:

Сбор, регистрация и перенос информации на машинные носители;

Передача информации в места ее хранения и обработки;

Ввод информации в ЭВМ, контроль ввода и ее компоновка в памяти компьютера;

Создание и ведение внутримашинной информационной базы;

Обработка информации на ЭВМ (накопление, сортировка, коррек-тировка, выборка, арифметическая и логическая обработка) для решения функциональных задач системы (подсистемы) управления объектом;

Вывод информации в виде табуляграмм, видеограмм, сигналов для прямого управления технологическими процессами, информации для связи с другими системами;

Организация, управление (администрирование) вычислительным процессом (планирование, учет, контроль, анализ реализации хода вычислений) в локальных и глобальных вычислительных сетях.

Система обработки данных (СОД) предназначена для информационного обслуживания специалистов разных органов управления предприятия, принимающих управленческие решения.

Выделение типовых операций обработки данных позволило создать специализированные программно-аппаратные комплексы, их реализующие (различные периферийные устройства, оргтехнику, стандартные наборы программ, с том числе пакеты прикладных программ - ППП, - реализующих функциональные задачи ИС). Конфигурация аппаратных комплексов образует так называемую топологию вычислительной системы.

СОД могут работать в трех основных режимах: пакетном, интерактивном, реального времени.

Для пакетного режима характерно, что результаты обработки выдаются пользователям после выполнения так называемых пакетов заданий. В качестве примера систем, работающих в пакетном режиме, можно назвать системы статистической отчетности, налоговых инспекций, расчетно-кассовых центров (РКЦ), банков и т.д. Недостатком такого режима является обособленность пользователя от процесса обработки информации, что снижает оперативность принятия управленческих решений.

При интерактивном (диалоговом) режиме работы происходит обмен сообщениями между пользователем и системой. Пользователь обдумывает результаты запроса и принятые решения вводит в систему для дальнейшей обработки. Типичными примерами диалоговых задач можно считать многовариантные задачи использования ресурсов (трудовых, материальных, финансовых).

Режим реального времени используется для управления быстропротекающими процессами, например передачей и обработкой банковской информации в глобальных международных сетях типа SWIFT, и непрерывными технологическими процессами.

Практически все системы обработки данных информационных систем независимо от сферы их применения включают один и тот же набор составных частей (компонентов), называемых видами обеспечения (рис.1.2). Принято выделять информационное, программное, техническое, правовое, лингвистическое обеспечение.

Информационное обеспечение – это совокупность методов и средств по размещению и организации информации, включающих в себя системы классификации и кодирования, унифицированные системы документации, рационализации документооборота и форм документов, методов создания внутримашинной информационной базы информационной системы. От качества разработанного информационного обеспечения во многом зависит достоверность и качество принимаемых управленческих решений.

Программное обеспечение – совокупность программных средств для создания и эксплуатации СОД средствами вычислительной техники. В состав программного обеспечения входят базовые (общесистемные) и прикладные (специальные) программные продукты.

Техническое обеспечение представляет собой комплекс технических средств, применяемых для функционирования системы обработки данных как во вне ЭВМ (периферийные технические средства сбора, регистрации, первичной обработки информации, оргтехника различного назначения, средства телекоммуникации и связи), так и на ЭВМ различных классов.

Правовое обеспечение представляет собой совокупность правовых норм, регламентирующих создание и функционирование информационной системы. Правовое обеспечение разработки информационной системы включает нормативные акты договорных взаимоотношений между заказчиком и разработчиком ИС. Правовое обеспечение функционирования СОД включает: условия придания юридической силы документам, полученным с применением вычислительной техники; права, обязанности и ответственность персонала, в том числе за своевременность и точность обработки информации; правила пользования информацией и порядок разрешения споров по поводу ее достоверности и др.

Лингвистическое обеспечение представляет собой совокупность языковых средств, используемых на различных стадиях создания и эксплуатации СОД для повышения эффективности разработки и обеспечения общения человека и ЭВМ.

1.2.5 Организационные компоненты информационной системы. Выделение организационных компонентов в самостоятельное направление обуславливается особой значимостью человеческого фактора (персонала) в успешном функционировании ИС. Прежде чем внедрять дорогостоящую систему обработки данных; должна быть проведена огромная работа по упорядочению и совершенствованию организационной структуры объекта; в противном случае эффективность ИС будет низкой. Главная проблема при этом заключается в выявлении степени соответствия существующих функций управления и организационной структуры, реализующей эти функции и стратегию развития фирмы. Средствами достижения цели - совершенствования организационных структур - являются различные методы моделирования.

Под организационными компонентамиИС (рис. 1.2) понимается совокупность методов и средств, позволяющих усовершенствовать организационную структуру объектов и управленческие функции, выполняемые структурными подразделениями; определить штатное расписание и численный состав каждого структурного подразделения; разработать должностные инструкции персоналу управления в условиях функционирования СОД.

1.2.6 Тенденции развития информационных систем. Логика развития ИС в последние 40 лет наглядно демонстрирует эффект маятника: централизованная модель обработки данных на базе мэйнфреймов, доминировавшая до середины 80-х годов, всего за несколько лет уступила свои позиции распределенной архитектуре одноранговых локальных сетей (ЛС) персональных компьютеров, но затем началось возвратное движение к централизации ресурсов системы.

Сегодня в центре внимания оказывается технология «клиент-сервер», которая эффективно объединяет достоинства своих предшественников.

Различают несколько поколений ИС.

Первое поколение ИС (1960–1970 гг.) строилось на базе центральных ЭВМ по принципу «одно предприятие – один центр обработки», а в качестве стандартной среды выполнения приложений (функциональных задач) служила операционная система фирмы IBM – MVS.

Второе поколение ИС (1970–1980 гг.): первые шаги к децентрализации ИС, в процессе которой пользователи стали продвигать информационные технологии в офисы и отделения компаний, используя мини-компьютеры типа DEC VAX. Параллельно началось активное внедрение высокопроизводительных СУБД типа DB2 и пакетов коммерческих прикладных программ. Таким образом, кардинальным новшеством ИС этого поколения стала двух- и трехуровневая модель организации системы обработки данных (центральная ЭВМ - мини-компьютеры отделений и офисов) с информационным фундаментом на основе децентрализованной базы данных и прикладных пакетов.

Третье поколение ИС (1980 – начало 1990 гг.): бум распределенной сетевой обработки, главной движущей силой которого был массовый переход на персональные компьютеры (ПК). Логика корпоративного бизнеса потребовала объединения разрозненных рабочих мест в единую ИС – появились вычислительные сети и распределенная обработка. Однако очень скоро в одноранговых сетях стали обнаруживаться первые признаки иерархичности: сначала в виде выделенных файл-серверов, серверов печати и телекоммуникационных серверов, а затем и серверов приложений. На каком-то этапе возрастающую потребность в концентрации ресурсов ИС, ответственных за администрирование системы (организацию вычислительного процесса), поддержку корпоративной базы данных и выполнение связанных с ней централизованных приложений, удалось удовлетворить в так называемой модели «среднего калибра» за счет использования UNIX-серверов, выпускаемых IBM, DEC, Hewlett-Packard, Sun и др. Поэтому рынок серверов стал одним из самых динамичных секторов компьютерной индустрии.

При развитии ИС третьего поколения идея чистой (одноранговой) распределенной обработки заметно потускнела и уступила место иерархической модели клиент-сервер.

Четвертое поколение ИС. Отличительные черты современных ИС прежде всего – иерархическая организация, в которой централизованная обработка и единое управление ресурсами ИС на верхнем уровне сочетается с распределенной обработкой на нижнем, определяется синтезом решений, апробированных в системах предыдущих поколений. Информационные системы четвертого поколения аккумулируют следующие основные особенности:

Полное использование потенциала настольных компьютеров и среды распределенной обработки;

Модульное построение системы, предполагающее существование множества различных типов архитектурных решений;

Экономия ресурсов системы за счет централизации хранения и обработки данных на верхних уровнях иерархии ИС;

Наличие эффективных централизованных средств сетевого и системного администрирования (организации вычислительного процесса), позволяющих осуществлять сквозной контроль за функционированием сети и управление на всех уровнях иерархии, а также обеспечивающих необходимую гибкость и динамическое изменение конфигурации системы;

Резкое снижение так называемых «скрытых затрат» – эксплуатационных расходов на содержание ИС, которые непросто предусмотреть в бюджете организации (поддержание функционирования сети, резервное копирование файлов пользователей на удаленных серверах, настройка конфигурации рабочих станций и подключение их в сеть, обеспечение защиты данных, обновление версий программного обеспечения и т. д.).

1.3 Классификация и структура технических средств информационных технологий

1.3.1 Этапы работы информационных систем

1.3.2 Основные сведения об устройстве ЭВМ

1.3.3 Классификация ЭВМ

1.3.4 Тенденции развития ЭВМ

Литература: 2 с. 48–76; 4 c. 32–73; 5 c. 45–56; 6 c. 4–12, 92–136; 8,9.

1.3.1 Этапы работы информационных систем. В работе информационной системы, в ее технологическом процессе можно выделить несколько достаточно четко различимых этапов:

1. Зарождение данных , т. е. формирование первичных сообщений, которые фиксируют результаты хозяйственных операций, свойства объектов и субъектов управления, параметры производственных процессов, содержание нормативных и юридических актов и т. д.

2. Накопление и систематизация данных , т. е. организация такого размещения данных, которое обеспечивало бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защиту их от искажений, утраты, потери связности и т.п.

3. Обработка данных – процессы, в результате которых на основе ранее накопленных данных формируются новые виды данных: обобщающие, аналитические, рекомендательные, прогнозные... Производные данные тоже могут быть подвергнуты дальнейшей обработке и принести сведения более глубокой обобщенности и т. д.

4. Отображение данных – представление данных в форме, пригодной для восприятия человеком. Прежде всего - это вывод на печать, т. е. изготовление документов, удобных для восприятия человеком. Но достаточно широко используются и такие виды представления, как построение графических иллюстративных материалов (графики, диаграммы) и формирование звуковых сигналов.

1.3.2 Основные сведения об устройстве ЭВМ. Электронной вычислительной машиной (ЭВМ) называется устройство, выполняющее следующие операции:

Ввод информации;

Обработку информации по заложенной в ЭВМ программе;

Вывод результатов обработки в форме, пригодной для восприятия человеком.

За каждое из названных действий отвечает специальный блок ЭВМ, соответственно: устройство ввода, центральный процессор (ЦП), устройство вывода. Все они очень сложны и, в свою очередь, состоят из отдельных более мелких устройств. В частности, в центральный процессор могут входить: арифметическо-логическое устройство, управляющее устройство, оперативное запоминающее устройство. Таким образом, укрупненная структурная схема ЭВМ приобретает вид, показанный на рис.1.4. Этот состав был впервые сформулирован американским математиком немецкого происхождения Джоном фон Нейманом (хотя впервые использован еще во время второй мировой войны немцем Конрадом Цузе в его вычислителях серии Z).

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – это именно то место, где выполняются преобразования данных, предписанные командами программы: арифметические действия над числами, преобразования кодов, сравнение слов и пр.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или просто память, предназначена для размещения программ, а также для временного хранения каких-то частей входных данных и промежуточных результатов. Ему свойственны: способность записывать (или считывать) элементы программ и данных в произвольное место памяти (или из произвольного места памяти), высокое быстродействие. Слово произвольное означает не «какой попало», а возможность обратиться к заданному адресу без необходимости просмотра всех предшествующих .

Рисунок 1.4 – Укрупнённая структурная схема ЭВМ

Качество ЭВМ характеризуется многими показателями. Это и набор инструкций (команд), которые ЭВМ способна понимать и выполнять, и скорость работы (быстродействие) центрального процессора, и количество устройств ввода-вывода (периферийных устройств), которые можно присоединить к ней одновременно, и потребление электроэнергии, и многое другое. Но главной, как правило, характеристикой является быстродействие , то есть количество операций, которое центральный процессор способен выполнить в единицу времени.

Скорость ЭВМ существенно зависит от скорости работы ОЗУ, или иными словами, от продолжительности обращения к ОЗУ. Поэтому постоянно ведутся поиски элементов ОЗУ, которые требовали бы как можно меньше времени на операции чтения-записи. Однако, вместе с быстродействием растет (и очень резко) стоимость элементов памяти, так что построение ОЗУ необходимой емкости на быстрых элементах неприемлемо экономически. Эта проблема разрешена путем построения многоуровневой памяти . ОЗУ складывается из двух – трех частей: основная часть большой емкости, строится на относительно медленных (но зато более дешевых) элементах, а дополнительная часть (ее называют кэш-памятью ) состоит из быстродействующих элементов. Те данные, к которым АЛУ обращается наиболее часто, содержатся в кэш-памяти; больший же объем оперативной информации хранится в основной памяти. Распределением информации между составными частями ОЗУ управляет специальный блок центрального процессора (ЦП). Объем ОЗУ и кэш-памяти принадлежит к числу важнейших характеристик ЭВМ.

1.3.3 Классификация ЭВМ. Номенклатура видов ЭВМ в настоящее время огромна: машины различаются по назначению, мощности, размерам, используемой элементной базе, устойчивости по отношению к воздействию неблагоприятных условий и т.п. Так что классифицировать ЭВМ можно было бы с разных точек зрения, по разным классификационным признакам. Принятая на сегодня градация ЭВМ по производительности и габаритным характеристикам (размеры, вес), представлена в таблице 1.1. Следует отметить при этом, что классификация в известной мере условна, так как границы между группами размыты и очень подвижны во времени: развитие этой отрасли науки и техники столь стремительно, что, например сегодняшняя микро-ЭВМ не уступает по мощности мини-ЭВМ пятилетней давности.

Таблица 1.1 – Классы современных ЭВМ

Класс ЭВМ Основное назначение Основные технические данные
Супер-ЭВМ Сложные научные расчеты Интегральное быстродействие до сотен миллиардов операций в секунду; сотни параллельно работающих процессоров
Большие ЭВМ (мэйн-фреймы) Обработка больших объемов информации банков, крупных предприятий Мультипроцессорная архитектура; подключение до 200 рабочих мест
Мини-ЭВМ Системы управления предприятиями сред-него размера; многопультовые вычислительные системы Мультипроцессорная архитектура, разветвленная периферия
Серверы Контроль локальной сети или узла Интернет, хранилище данных Одно(много)процессорная архитектура, высокое быстродействие процессора; большая оперативная память, большая емкость накопителей на жестких магнитных дисках
Рабочие станции Системы автоматизи-рованного проектирования, системы автоматизации экспериментов Одно(много)процессорная архитектура, высокое быстродействие процессора; большая оперативная память, большая емкость накопителей на жестких магнитных дисках, специализированная периферия
Микро-ЭВМ Индивидуальное обслуживание пользователя; работа в локальных автоматизированных системах управления Однопроцессорная архитектура, гибкость конфигурации – возможность подключения разнообразных внешних устройств

Класс персональных ЭВМ сам складывается из весьма разнообразных видов машин и потому заслуживает отдельной классификации (табл. 1.2). В качестве классификационного признака взяты весо-габаритные данные.

Таблица 1.2 – Микро-ЭВМ (персональные компьютеры)

Тип Вес, кг Источник питания
экранных форм , отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным;
  • учет конкретной среды или технологии, а именно: топологии сети, конфигурации аппаратных средств, используемой архитектуры (файл-сервер или клиент-сервер), параллельной обработки, распределенной обработки данных и т.п.

    • Проектирование информационных систем всегда начинается с определения цели проекта . В общем виде цель проекта можно определить как решение ряда взаимосвязанных задач, включающих в себя обеспечение на момент запуска системы и в течение всего времени ее эксплуатации:

    • требуемой функциональности системы и уровня ее адаптивности к изменяющимся условиям функционирования;
    • требуемой пропускной способности системы;
    • требуемого времени реакции системы на запрос;
    • безотказной работы системы;
    • необходимого уровня безопасности;
    • простоты эксплуатации и поддержки системы.

    Согласно современной методологии, процесс создания ИС представляет собой процесс построения и последовательного преобразования ряда согласованных моделей на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) ИС. На каждом этапе ЖЦ создаются специфичные для него модели - организации, требований к ИС, проекта ИС, требований к приложениям и т.д. Модели формируются рабочими группами команды проекта , сохраняются и накапливаются в репозитории проекта. Создание моделей, их контроль , преобразование и предоставление в коллективное пользование осуществляется с использованием специальных программных инструментов - CASE-средств.

    Процесс создания ИС делится на ряд этапов (стадий [ 1.1 ]), ограниченных некоторыми временными рамками и заканчивающихся выпуском конкретного продукта (моделей, программных продуктов, документации и пр.).

    Обычно выделяют следующие этапы создания ИС : формирование требований к системе, проектирование, реализация, тестирование, ввод в действие, эксплуатация и сопровождение [ 1.1 ] [ 1.2 ] . (Последние два этапа далее не рассматриваются, поскольку выходят за рамки тематики курса.)

    Начальным этапом процесса создания ИС является моделирование бизнес-процессов, протекающих в организации и реализующих ее цели и задачи. Модель организации, описанная в терминах бизнес-процессов и бизнес-функций, позволяет сформулировать основные требования к ИС. Это фундаментальное положение методологии обеспечивает объективность в выработке требований к проектированию системы. Множество моделей описания требований к ИС затем преобразуется в систему моделей, описывающих концептуальный проект ИС. Формируются модели архитектуры ИС, требований к программному обеспечению ( ПО ) и информационному обеспечению (ИО). Затем формируется архитектура ПО и ИО, выделяются корпоративные БД и отдельные приложения, формируются модели требований к приложениям и проводится их разработка, тестирование и интеграция .

    Целью начальных этапов создания ИС , выполняемых на стадии анализа деятельности организации, является формирование требований к ИС, корректно и точно отражающих цели и задачи организации-заказчика. Чтобы специфицировать процесс создания ИС, отвечающей потребностям организации, нужно выяснить и четко сформулировать, в чем заключаются эти потребности. Для этого необходимо определить требования заказчиков к ИС и отобразить их на языке моделей в требования к разработке проекта ИС так, чтобы обеспечить соответствие целям и задачам организации.

    Задача формирования требований к ИС является одной из наиболее ответственных, трудно формализуемых и наиболее дорогих и тяжелых для исправления в случае ошибки. Современные инструментальные средства и программные продукты позволяют достаточно быстро создавать ИС по готовым требованиям. Но зачастую эти системы не удовлетворяют заказчиков, требуют многочисленных доработок, что приводит к резкому удорожанию фактической стоимости ИС. Основной причиной такого положения является неправильное, неточное или неполное определение требований к ИС на этапе анализа.

    На этапе проектирования прежде всего формируются модели данных. Проектировщики в качестве исходной информации получают результаты анализа. Построение логической и физической моделей данных является основной частью проектирования базы данных . Полученная в процессе анализа информационная модель сначала преобразуется в логическую, а затем в физическую модель данных .

    Параллельно с проектированием схемы базы данных выполняется проектирование процессов, чтобы получить спецификации (описания) всех модулей ИС. Оба эти процесса проектирования тесно связаны, поскольку часть бизнес-логики обычно реализуется в базе данных (ограничения, триггеры, хранимые процедуры). Главная цель проектирования процессов заключается в отображении функций, полученных на этапе анализа, в модули информационной системы. При проектировании модулей определяют интерфейсы программ: разметку меню , вид окон, горячие клавиши и связанные с ними вызовы.

    Конечными продуктами этапа проектирования являются:

    • схема базы данных (на основании ER-модели, разработанной на этапе анализа);
    • набор спецификаций модулей системы (они строятся на базе моделей функций).

    Кроме того, на этапе проектирования осуществляется также разработка архитектуры ИС, включающая в себя выбор платформы (платформ) и операционной системы (операционных систем). В неоднородной ИС могут работать несколько компьютеров на разных аппаратных платформах и под управлением различных операционных систем. Кроме выбора платформы, на этапе проектирования определяются следующие характеристики архитектуры:

    • будет ли это архитектура "файл-сервер" или "клиент-сервер";
    • будет ли это 3-уровневая архитектура со следующими слоями: сервер, ПО промежуточного слоя (сервер приложений), клиентское ПО;
    • будет ли база данных централизованной или распределенной. Если база данных будет распределенной, то какие механизмы поддержки согласованности и актуальности данных будут использоваться;
    • будет ли база данных однородной, то есть, будут ли все серверы баз данных продуктами одного и того же производителя (например, все серверы только Oracle или все серверы только DB2 UDB). Если база данных не будет однородной, то какое ПО будет использовано для обмена данными между СУБД разных производителей (уже существующее или разработанное специально как часть проекта);
    • будут ли для достижения должной производительности использоваться параллельные серверы баз данных (например, Oracle Parallel Server, DB2 UDB и т.п.).

    Этап проектирования завершается разработкой технического проекта ИС.

    На этапе реализации осуществляется создание программного обеспечения системы, установка технических средств, разработка эксплуатационной документации.

    Этап тестирования обычно оказывается распределенным во времени.

    Термин информационная система (ИС) используется как в широком, так и в узком смысле.

    В широком смысле информационная система есть совокупность технического, программного и организационного обеспечения, а также персонала, предназначенная для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей информацией.

    В узком смысле информационной системой называют только подмножество компонентов ИС в широком смысле, включающее базы данных, СУБД и специализированные прикладные программы. ИС в узком смысле рассматривают как программно-аппаратную систему, предназначенную для автоматизации целенаправленной деятельности конечных пользователей, обеспечивающую, в соответствии с заложенной в нее логикой обработки, возможность получения, модификации и хранения информации.

    2. Каковы основные элементы ИС?

    Информационная система является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства связи и т.д.

    Современное понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации персонального компьютера. В крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической базы информационной системы может входить мэйнфрейм или суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление.

    Под организацией будем понимать сообщество людей, объединенных общими целями и использующих общие материальные и финансовые средства для производства материальных и информационных продуктов и услуг. В тексте на равноправных началах будут употребляться два слова: “организация” и “ОЭ”.

    Необходимо понимать разницу между компьютерами и информационными системами. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для информационных систем.

    Информационная система немыслима без персонала, взаимодействующего с компьютерами и телекоммуникациями.

    3. Какова главная цель ИС?

    Основная цель информационной системы - организация хранения и передачи информации . Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации.

    Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на нее информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне информационной системы.

    4. Какие основные этапы прошли в своём развитии ИС?

    6. Как изменялись цели использования ИС на различных этапах их развития?

    7. Как изменялись виды ИС на различных этапах их развития?

    Период времени Концепции использования информации Вид информационных систем Цель использования
    1950-1960 гг. Бумажный поток расчетных документов Информационные системы обработки Расчетных документов на электромеханических бухгалтерских машинах Повышение скорости обработки документов Упрощение процедуры обработки счетов и расчета зарплаты
    1960-1970 гг. Основная помощь в подготовке отчетов Управленческие информационные системы для производственной информации Ускорение процесса подготовки отчетности
    1970-1980 гг. Управленческий контроль реализации (продаж) Системы поддержки принятия решений Системы для высшего звена управления Выработка наиболее рационального решения
    1980-2000 гг. Информация – стратегический ресурс, обеспечивающий конкурентное преимущество Стратегические информационные системы Автоматизированные офисы Выживание и процветание ОЭ

    5. Как менялась концепция использования информации на различных этапах развития ИС?

    Первые информационные системы появились в 50-х гг. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов.

    60-е гг. знаменуются изменением отношения к информационным системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.

    В 70-х – начале 80-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.

    К концу 80-х гг. концепция использования информационных систем вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля. Информационные системы этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.