Попов, Ф.А. Интерфейсы информационных систем

Подождите немного. Документ загружается.

2.2 Информационно-справочные, информационно-поисковые

и информационно-управляющие системы

В зависимости от особенностей использования информационные

системы делят на две основные группы: системы информационного

обеспечения и системы, имеющие самостоятельное целевое

назначение и область применения.

Системы (или подсистемы) информационного обеспечения

входят в состав любой автоматизированной управляющей системы

и являются ее важнейшими компонентами.

К числу информационных систем, имеющих самостоятельное

значение, относятся информационно-поисковые (ИПС),

информационно-справочные системы (ИСС) и информационно-

управляющие системы (ИУС). Информационно-поисковые и

информационно-справочные системы предназначены для хранения и

представления пользователю информации (данных, фактографических

записей, текстов, документов и т.п.) в соответствии с некоторыми

формально задаваемыми характеристиками. Для ИПС и ИСС

характерны два основных этапа функционирования: сбор и хранение

информации; поиск

и выдача информации пользователю. Движение информации в таких

системах осуществляется по замкнутому контуру от источника к

потребителю информации. При этом ИПС или ИСС выступает лишь

как средство ускорения поиска необходимых данных. Наиболее

сложным процессом с точки зрения его реализации выступает поиск

необходимой информации, который осуществляется в соответствии со

специально издаваемым поисковым образом документа (ПОД), текста

и т.п.

В зависимости от режима организации поиска ИПС и ИСС могут

быть разделены на документальные, библиографические,

библиотечные, фактографические.

Документальными называют информационно-поисковые

системы, в которых реализуется поиск в информационном фонде ИПС

документов или текстов в соответствии с полученным запросом с

последующим предоставлением пользователю этих документов или их

копий. Вся обработка полученной информации в документальных ИПС

осуществляется самим пользователем.

В зависимости от того, по каким хранимым документам или по

их описаниям (вторичным документам) осуществляется поиск,

документальные ИПС часто делят на системы с библиотечным или

системы

c библиографическим поиском. В первом случае поиск ведется в

информационном фонде, содержащем первичные документы, во

втором – в информационном фонде вторичных документов.

Фактографические информационно-поисковые системы

реализуют поиск и выдачу фактов, текстов, документов, содержащих

сведения, которые могут удовлетворить поступивший запрос

пользователя. В этом случае осуществляется поиск не какого-то

конкретного доку-

мента, а всей совокупности сведений по данному запросу, хранящихся

в информационном фонде ИПС или ИСС. Основным отличием

фактографических информационно-поисковых систем от

документальных является то, что эти системы предоставляют

пользователю не только ранее введенный документ, но и

обработанную информацию.

Еще одним признаком классификации ИПС и ИСС может

выступать реализуемый режим распространения информации. По

этому признаку различают:

– системы с режимом избирательного распространения

информации (ИРИ), обеспечивающие организацию периодического

(раз в неделю, раз в месяц, раз в квартал и т. п.) поиска информации в

соответствии с заданным ПОД в массиве новых поступлений в

информационный фонд ИПС и предоставление пользователю

сообщений о появлении таких документов;

– системы с режимом ретроспективного поиска (РП),

реализующие поиск информации по заданным ПОД во всем

информационном фонде ИПС или ИСС;

– интегральные системы, в которых реализованы как ИРИ-режим,

так и РП-режим.

Информационно-управляющие системы входят в состав

автоматизированных систем управления и предназначены для

подготовки

и выдачи информации, необходимой для оказания управляющего

воздействия на объект управления.

Существует обширный класс ИС, основанных на использовании

гипермедиа-структур, представляющих собой совокупность

логически связанных текстовых, графических, аудио- и

видеоматериалов.

В настоящее время эти системы нашли широкое применение в сети

Internet (Intranet) при организации доступа к базам данных на

WWW-серверах /3/.

Самостоятельный подкласс информационно-справочных систем

составляют географические информационные системы (ГИС).

Геоинформационная система – это автоматизированная

информационная система, предназначенная для обработки

пространственно-временных данных, основой интеграции которых

служит географическая информация /3/.

ГИС является расширением концепции баз данных, дополняя их

наглядностью представления и возможностью решения задач

пространственного анализа.

Первые работы по ГИС начали проводиться в Канаде и

первоначально использовались в основном для целей землеустройства.

Сейчас это один из наиболее бурно растущих сегментов рынка

высоких компьютерных технологий, на котором работает большое

количество крупных фирм, среди которых Intergraph, ESRI, Autodesk,

CalComp

и другие /3/.

В настоящее время области применения ГИС крайне

разнообразны: землеустройство, контроль ресурсов, экология,

муниципальное управление, транспорт, экономика, социальные задачи

и многое другое.

В геоинформационных системах информация привязана к карте

или плану местности. Для одной географической области могут быть

представлены несколько картографических слоев с разными объектами

и соответственно разной информацией по этим объектам, например

городские коммуникации, транспортные связи, лесные массивы,

водоемы и т.п. Слои могут накладываться, образуя карту,

ориентированную на решение конкретных задач.

2.3 Пакетные и оперативные информационные системы

По оперативности обработки данных различают пакетные

и оперативные информационные системы. Информационные системы

с пакетной обработкой в чистом виде можно встретить на больших

централизованных ЭВМ. В информационных системах в основном

преобладает режим оперативной обработки транзакций OLTP (OnLine

Transaction Processing) для отражения актуального состояния

предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка

занимает ограниченную нишу /3/. (Транзакция представляет собой

неделимый набор операций с данными, она завершается успешно,

когда выполнены все ее операции, в противном случае, происходит

откат в состояние, предшествующее выполнению транзакции.) Для

OLTP характерен регулярный поток довольно простых транзакций,

играющих роль заказов, платежей, запросов и т.п. Основными

требованиями являются производительность обработки транзакций и

гарантированная доставка информации при удаленном доступе по

телекоммуникациям.

2.4 Системы поддержки принятия решения

Системы поддержки принятия решения (Decision Support

System) представляют собой тип информационных систем, в которых

с помощью довольно сложных запросов производится выбор и анализ

данных в различных разрезах (временных, географических) и по

различным показателям.

В классе систем поддержки принятия решений выделяется

отдельный класс систем оперативной аналитической обработки

OLAP (OnLine Analysis Processing) /3/. Здесь оперативность обра-

ботки достигается за счет применения мощной многопроцессорной

вычислительной техники, специальных OLAP-серверов, современных

методов многомерного анализа и специальных хранилищ данных Data

Warehouse, накапливающих информацию (из разных источников за

большой период времени) и обеспечивающих к ним оперативный

доступ.

2.5 Офисные информационные системы

Значительная доля информации, циркулирующая в учреждениях,

представляет собой неструктурированные данные из бумажных

документов. Современные системы управления электронными

документами нацелены на перевод бумажных документов в

электронный вид

и обеспечиваются средствами индексирования и поиска, некоторые из

них обладают свойствами гипертекста. Развитые офисные системы

включают средства коллективной работы GroupWare, обеспечивающие

автоматизацию делопроизводства с использованием электронной

почты, средства заполнения бланков, электронных таблиц и текстовых

редакторов /3/.

Для автоматизации документооборота и контроля

исполнительской дисциплины применяются методы и средства

Workflow /4/. В систему закладываются графы взаимоотношений

работников учреждения, задания, привязка к документам и БД,

маршруты движения документов. Предметом разработки в таких

системах служат диалоговые

формы, а разработчик лишь расширяет их для обработки

нетривиальных ситуаций. Здесь основная трудность заключается в

построении целостной системы графов, описывающих деловую

деятельность учреждения.

3 ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Основными принципами создания информационных систем

являются:

– обеспечение общения конечного пользователя (исследователя,

проектировщика, плановика) с системой автоматизации на

профессионально-ограниченном естественном языке, представление

входной

и результирующей информации в привычной и удобной пользователю

форме;

– обеспечение возможности решения задач планирования,

управления, проектирования, подготовки производства и научных

исследований по их постановкам и исходным данным независимо от

сложности и наличия формальных математических моделей этих

задач;

– создание конечному пользователю таких условий работы, при

которых он осуществляет процессы управления, планирования,

проектирования и поиска новых решений в режиме активного,

расширяющегося диалога с ЭВМ, оперируя понятиями своей

предметной области, используя профессиональный опыт и навыки и

принимая решения одновременно по множеству критериев.

Системы, построенные на основе данных принципов, можно

разделить на три основных класса:

– интеллектуальные диалоговые (вопросно-ответные);

– расчетно-логические, или системы поддержки принятия

решений (для решений различных задач проектирования,

организационного управления);

– экспертные системы.

Необходимо отметить, что в настоящее время построение систем

всех перечисленных классов представляет весьма сложный и

трудоемкий процесс, реализация которого затруднена недостаточной

проработкой ряда вопросов представления и хранения знаний.

Поэтому на первых этапах создания экспертных систем и систем

поддержки принятия решений рациональнее ориентироваться на

создание систем информационной поддержки (СИП) /1/.

Проектирование любой системы информационной поддержки,

реализующей большое число вычислительных, технологических,

организационных, экономических функций, предполагает выделение в

ее структуре двух составляющих:

– внесистемное информационное обеспечение, т.е. организуемое

вне вычислительной системы СИП;

– внутрисистемное информационное обеспечение,

представляющее собой систему организации информации непо-

средственно в той

вычислительной среде, в которой реализуется данная система

информационной поддержки. Эти составляющие не рассматриваются

отдельно, так как во многом дополняют друг друга (рисунок 2).

Внутрисистемное

информационное обеспечение

Информа- Комплекс

ционная программных

база средств органи-

зации и

представления

данных

Информационное обеспечение

Внесистемное информационное обеспечение

Система классификации Система документации

и кодирования управления

информации

Система

оперативной

документации

Система

нормативно-справочной Нормативные, методические

информации и инструктивные материалы

по информационному

обеспечению

Рисунок 2 – Структура информационного обеспечения

системы автоматизации

Организация внесистемного информационного обеспечения

предполагает формализованное описание всей используемой для

обеспечения деятельности СИП информации, т.е. создание единой

системы классификации и кодирования информации, разработку

унифицированных форм документации с учетом их

автоматизированной обработки, системы заполнения, хранения,

представления и внесения изменений. Внутрисистемное информаци-

онное обеспечение СИП представляет собой совокупность данных,

программных средств их описания, организации, хранения,

накопления и доступа к информации в вычислительных системах,

задействованных в данной системе информационной поддержки. От

того, как спроектировано внутрисистемное информационное

обеспечение, зависит эффективность функционирования любой инфор-

мационной системы.

4 СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО

ИНТЕРФЕЙСА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Каждую информационную систему можно оценивать двумя

критериями: точностью и удобством.

Для традиционной концепции информационной системы

точность означает, что при поступлении на вход системы заданных

значений на ее выходе получаются ожидаемые результаты.

Критерий удобства означает, что при работе с информационной

системой пользователь не должен существенно менять стиль своей

работы.

Интерфейс включает все аспекты информационной системы,

с которой непосредственно соприкасается пользователь.

Его основной функцией является организация диалога,

обеспечивающего интеграцию профессиональных потребностей и

интересов пользователей с ресурсами информационных систем.

При этом интерфейс рассматривается как отдельный компонент,

в котором, в свою очередь, можно выделить составляющие его эле-

менты.

Интерфейс обеспечивает связь между пользователем и

процессом, выполняющим некоторое задание. Это дает возможность

определять, какие задания сделать активными в данный момент, как

передавать им данные для обработки и принимать результаты обра-

ботки.

Пользователь информационной системы взаимодействует с

интерфейсом: через интерфейс посылает входные данные и принимает

выходные.

Процессы по выполнению заданий вызываются интерфейсом

в требуемые моменты времени. Поэтому интерфейс  это основной

процесс, а процессы, выполняющие различные задания, являются

неосновными, или фоновыми.

Интерфейс «человеккомпьютер» включает два основных

компонента:

– процесс диалога, который связывает фоновые процессы в одну

систему;

– набор процессов ввода-вывода, которые обеспечивают

физическую связь между пользователем и процессом диалога.

Эта обобщенная структура представлена на рисунке 3.

Пользователь

Читать

клавиатуру

Читать

мышь

Выводить

на экран

Процессы

ввода-вывода

Язык

информационно-

поисковой

системы

ИНТЕРФЕЙС ЧЕЛОВЕК-КОМПЬЮТЕР

Ретроспективный

запрос

Избирательное

распространение

информации

Пополнение базы

данных

Корректировка

данных

ПРОЦЕССЫ ПО

ВЫПОЛНЕНИЮ

ЗАДАНИЙ

Рисунок 3 – Составные части интерфейса «человек–компьютер»

(на примере интерфейса ИПС)

4.1 Процессы ввода-вывода

Процессы ввода-вывода – это процессы передачи и приема

данных между пользователем и компьютером через различные

физические устройства.

Ниже перечислены некоторые типичные устройства ввода-

вывода.

Устройства вывода:

– монохромные и цветные дисплеи на базе ЭЛТ (оперативная

текстовая и графическая информация);

– лазерные, матричные, струйные принтеры (текстовый и

графический вывод);

– графопостроители (графический вывод);

– синтезаторы речи (речевой вывод).

Устройства ввода:

– клавиатура (текстовый ввод);

– планшеты (графический ввод);

– знаковый и строчный сканер (ввод документов);

– световое перо, сенсорный экран, манипуляторы «мышь»,

«джойстик», шар (позиционирование и выбор);

– речевой ввод и машинное зрение.

Для большинства применений разработка физического

интерфейса включает в себя выбор необходимых устройств, при этом

учитываются следующие факторы.

Содержание и формат обрабатываемых данных – для

некоторых прикладных задач необходим ограниченный диапазон

текстовых символов, для других – графический режим с высокой

разрешающей способностью.

Объем ввода-вывода – увеличение объема входных данных

предполагает наличие косвенного механизма ввода, например

автоматического сбора данных.

Ограничения, накладываемые пользователем и рабочей средой,

например, клавиатура может не подойти для использования в цехах,

в которых применяются смазочные материалы.

Ограничения, связанные с другими аппаратными и

программными средствами, которые используются в системе.

4.2 Процесс диалога

Диалог между человеком и компьютером – это обмен

информацией между вычислительной системой и пользователем,

проводимый

с помощью интерактивного терминала и по определенным правилам.

Процесс диалога – это механизм обмена информацией, который

можно рассматривать как оболочку, включающую все входящие в

систему процессы по выполнению определенных заданий. Процессы

ввода-вывода обеспечивают обмен на самом верхнем уровне; на этом

уровне диалоговый процесс должен правильно интерпретировать

каждое слово и звук.

Задачи диалогового процесса:

– определение задания, которое пользователь возлагает на сис-

тему;

– прием логически связанных входных данных и размещение их

в переменных соответствующего процесса и в нужном формате;

– вызов процесса выполнения требуемого задания;

– вывод результатов обработки по окончании процесса в

подходящем для пользователя формате.

4.3 Сообщения

Во время диалога происходит обмен информацией между его

участниками. Информация передается в виде сообщений. В диалоге

существует несколько типов сообщений (рисунок 4).

Подсказка – это выходное сообщение системы, побуждающее

пользователя вводить данные.

Команда – входное управляющее сообщение, предназначенное

для управления ходом диалога.