Тебекин В.В. Теоретические основы компьютерных информационных технологий

Подождите немного. Документ загружается.

мер, в коммерческой фирме – эффективный бизнес, в государственном

предприятии – решение социальных и экономических задач;

2) информационная система должна контролироваться людьми, быть

понимаема и использоваться в соответствии с основными социальными и

этическими принципами;

3) информационная система должна осуществлять производство дос-

товерной, надежной, своевременной и систематизированной информации.

Если основные функции ИС выполняют компьютеры, то такая систе-

ма называется компьютерной ИС (КИС).

2.2. Классификация информационных систем

Классифицируя ИС по определенным признакам, необходимо учиты-

вать, что каждая ИС индивидуальна по назначению, составу и обеспече-

нию и с течением времени развитие ИС может привести к ее переходу с

одного качественного уровня на другой.

Признак структурированности задач

Различают три типа задач, для которых создаются информационные

системы: структурированные (формализуемые), неструктурированные

(не формализуемые) и частично структурированные.

В структурированной задаче удается выразить ее содержание в фор-

ме математической модели, имеющей алгоритм решения. Целью использо-

вания информационной системы для решения структурированных задач

является полная автоматизация их решения, т. е. сведение роли человека к

нулю, например, информационная система, реализующая задачу расчета с

клиентом (банкомат) или осуществляющая охрану, пропускной режим.

В неструктурированных задачах из-за невозможности создания мате-

матического описания и разработки алгоритма возникают большие труд-

ности. Возможности использования здесь информационной системы неве-

лики. Решение в таких случаях принимается человеком из эвристических

соображений на основе своего опыта и, возможно, косвенной информации

из разных источников. Примером может служить проблема знакомств или

формализация взаимоотношений в коллективе, где основополагающими

являются психологический и социальный факторы. Решение данной задачи

очень сложно описать алгоритмически.

В частично структурированных задачах, которые встречаются наи-

более часто, известна лишь часть их элементов и связей между ними. Ин-

формация системы анализируется человеком, который играет определяю-

щую роль. Это автоматизированные информационные системы, так как в

их функционировании принимает участие человек.

Пример: требуется принять решение по устранению ситуации, когда

нагрузка на кафедру превышает количество имеющихся педагогов.

Пути решения:

– увеличение числа преподавателей;

– увеличение нагрузки каждого преподавателя;

– изменение в планировании учебного процесса и т. д.

Информационная система может помочь принять руководителю опре-

деленное решение, если обеспечит его информацией об эффективности

каждого решения.

Информационные системы, используемые для решения частично

структурированных задач, подразделяются на два вида:

– создающие управленческие отчеты и ориентированные главным

образом на обработку данных (поиск, сортировку, агрегирование, фильт-

рацию). Используя сведения, содержащиеся в этих отчетах, управляющий

принимает решение;

– разрабатывающие возможные альтернативы решения. Принятое

решение при этом сводится к выбору одной из предложенных альтер-

натив.

Информационные системы, создающие управленческие отчеты,

обеспечивают информационную поддержку пользователя, т. е. предостав-

ляют доступ к информации баз данных и осуществляют ее частичную об-

работку.

– Процедуры манипулирования данными в информационной системе

должны обеспечивать следующие возможности:

– составление комбинаций баз данных, получаемых из различных ис-

точников;

– быстрое добавление или исключение того или иного источника

данных и автоматическое переключение источников при поиске данных;

– управление данными с использованием возможностей систем

управления базами данных;

– логическую независимость данных этого типа от других баз дан-

ных, входящих в подсистему информационного обеспечения;

– автоматическое отслеживание потока информации для наполнения

баз данных.

Информационные системы, разрабатывающие альтернативы реше-

ний, могут быть модельными или экспертными.

Модельные информационные системы предоставляют пользовате-

лю математические, статистические, финансовые и другие модели, ис-

пользование которых облегчает выработку и оценку альтернатив реше-

ния. Пользователь может получить недостающую ему для принятия

решения информацию путем установления диалога с моделью в про-

цессе ее исследования.

Экспертные информационные системы обеспечивают выработку и

оценку пользователем возможных альтернативных решений за счет созда-

ния экспертных систем, связанных с обработкой знаний.

Функциональный признак

Структура информационной системы может быть представлена как

совокупность ее функциональных подсистем, а функциональный признак

может быть использован при классификации информационных систем.

Типовыми видами деятельности, которые определяют функциональ-

ный признак классификации информационных систем, являются: произ-

водственная, маркетинговая, финансовая, кадровая и т. п.

В крупных организациях основная информационная система функ-

ционального назначения может состоять из нескольких подсистем для вы-

полнения подфункций. Например, производственная информационная сис-

тема имеет следующие подсистемы: управления запасами, управления

производственным процессом, компьютерного инжиниринга и т. д.

Уровень управления

Информационные системы оперативного (операционного) уровня

Информационная система оперативного уровня поддерживает деятель-

ность специалистов-исполнителей, обрабатывая данные о сделках и собы-

тиях (счета, накладные, зарплата, кредиты, поток сырья и материалов).

Примеры: информационные системы оперативного уровня – бухгал-

терская; банковских депозитов; обработки заказов; регистрации авиабиле-

тов; выплаты зарплаты и т. д.

Информационные системы специалистов

Информационные системы этого уровня позволяют специалистам, ра-

ботающим с данными, повысить продуктивность и производительность

работы инженеров и проектировщиков.

Задача подобных информационных систем – интеграция новых сведе-

ний в организацию и помощь в обработке бумажных документов.

По мере того, как индустриальное общество трансформируется в ин-

формационное, производительность экономики начинает все больше зави-

сеть от уровня развития этих систем. Такие системы, особенно в виде ра-

бочих станций и офисных систем, наиболее быстро развиваются сегодня в

бизнесе.

В этом классе информационных систем можно выделить две группы:

– информационные системы офисной автоматизации;

– информационные системы обработки знаний.

Информационные системы офисной автоматизации вследствие своей

простоты и многопрофильности активно используются работниками любо-

го организационного уровня. Наиболее часто их применяют работники

средней квалификации (бухгалтеры, секретари и т. п.). Основная цель –

обработка данных, повышение эффективности работы и упрощение канце-

лярского труда.

Информационные системы обработки знаний, в том числе и эксперт-

ные системы, вбирают в себя знания, необходимые инженерам, юристам,

ученым при разработке или создании нового продукта. Их работа заключа-

ется в создании новой информации и нового знания. Так, например, суще-

ствующие специализированные рабочие станции по инженерному и науч-

ному проектированию позволяют обеспечить высокий уровень техниче-

ских разработок.

Информационные системы для менеджеров среднего звена

Информационные системы уровня менеджмента используются работ-

никами среднего управленческого звена для мониторинга (постоянного

слежения), контроля, принятия решений и администрирования. Основные

функции этих информационных систем:

– сравнение текущих показателей с прошлыми;

– составление периодических отчетов за определенное время, а не

выдача отчетов по текущим событиям как на оперативном уровне;

– обеспечение доступа к архивной информации и т. д.

На этом уровне можно выделить два типа информационных систем:

управленческие (для менеджмента) и системы поддержки принятия решений.

Управленческие ИС имеют крайне небольшие аналитические возмож-

ности. Они обслуживают управленцев, которые нуждаются в ежедневной

информации о состоянии дел. Основное их назначение состоит в отслежи-

вании ежедневных операций в фирме и периодическом формировании

строго структурированных сводных типовых отчетов. Информация посту-

пает из информационной системы операционного уровня.

Системы поддержки принятия решений (СППР) обслуживают реше-

ние частично структурированных задач, результаты которых трудно

спрогнозировать заранее. Они имеют более мощный аналитический аппа-

рат с несколькими моделями. Информацию получают из управленческих и

операционных информационных систем. Используют эти системы все, ко-

му необходимо принимать решение: менеджеры, специалисты, аналитики

и пр., например, их рекомендации могут пригодиться при принятии реше-

ния покупать или взять оборудование в аренду и пр.

Уровень системы поддержки принятия решений зависит от следую-

щих характеристик:

– способности обеспечивать решение проблем, развитие которых

трудно прогнозировать;

– оснащенности сложными инструментальными средствами модели-

рования и анализа;

– возможности легкого и быстрого изменения условий решаемых за-

дач и входных данных;

– адаптируемости к изменению условий в рамках рабочего времени;

– технологий, обеспечивающих максимальное ориентирование на

пользователя.

Стратегические информационные системы

Развитие и успех любой организации (фирмы) во многом определяют-

ся принятой в ней стратегией. Под стратегией понимается набор методов

и средств решения перспективных долгосрочных задач.

Стратегическая информационная система – компьютерная ин-

формационная система, обеспечивающая поддержку принятия решений

по реализации перспективных стратегических целей развития органи-

зации.

Существуют ситуации, когда новое качество информационных сис-

тем заставляет изменять не только структуру, но и профиль организа-

ции, содействуя ее экономическому развитию. Однако при этом возмож-

но возникновение нежелательной психологической обстановки, связан-

ное с автоматизацией некоторых функций и видов работ, так как это

может поставить некоторую часть сотрудников и рабочих под угрозу со-

кращения.

Классификация по степени автоматизации

В зависимости от степени автоматизации информационных процессов

в системе управления фирмой информационные системы определяются

как ручные, автоматические, автоматизированные.

Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических

средств переработки информации и выполнением всех операций челове-

ком. Например, деятельность менеджера в фирме, работа сотрудника биб-

лиотеки при условии, когда отсутствуют компьютеры и офисная техника.

Автоматические ИС выполняют все операции по переработке ин-

формации без участия человека.

Автоматизированные ИС (АИС) предполагают участие в процессе

обработки информации и человека, и технических средств, причем главная

роль отводится компьютеру. Таким образом, компьютерная ИС характери-

зуется как АИС.

Характер использования информации

Информационно-поисковые системы производят ввод, систематиза-

цию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных

преобразований данных. Например, информационно-поисковая система в

библиотеке, в железнодорожных и авиакассах продажи билетов.

Информационно-решающие системы осуществляют все операции пе-

реработки информации по определенному алгоритму. Среди них можно

провести классификацию по степени воздействия выработанной совмест-

ной результатной информации на процесс принятия решений и выделить

два класса: управляющие и советующие.

Управляющие ИС вырабатывают информацию, на основе которой че-

ловек принимает решение. Для этих систем характерны тип задач расчет-

ного характера и обработка больших объемов данных. Примером могут

служить система оперативного планирования выпуска продукции, система

бухгалтерского учета.

Советующие ИС вырабатывают информацию, которая принимается

человеком к сведению и не превращается немедленно в серию конкрет-

ных действий. Эти системы обладают более высокой степенью интел-

лекта, так как для них характерна обработка знаний, а не данных. На-

пример, существуют медицинские информационные системы для поста-

новки диагноза больного и определения предполагаемой процедуры

лечения. Врач при работе с подобной системой может принять к сведе-

нию полученную информацию, но предложить (по сравнению с реко-

мендуемым) иное решение.

Классификация по сфере применения

Информационные системы организационного управления предназна-

чены для автоматизации функций управленческого персонала. Учитывая

наиболее широкое применение и разнообразие этого класса систем, часто

любые информационные системы понимают именно в данном толковании.

К этому классу относятся информационные системы управления как про-

мышленными фирмами, так и непромышленными объектами: гостиница-

ми, банками, торговыми фирмами и др.

Основными функциями подобных систем являются: оперативный

контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, перспективное и

оперативное планирование, бухгалтерский учет, управление сбытом и

снабжением и другие экономические и организационные задачи.

ИС управления технологическими процессами (УТП) служат для ав-

томатизации функций производственного персонала. Они широко исполь-

зуются при организации поточных линий, изготовлении микросхем, на

сборке, для поддержания технологического процесса в металлургической и

машиностроительной промышленности.

ИС автоматизированного проектирования (САПР) предназначены

для автоматизации функций инженеров-проектировщиков, конструкторов,

архитекторов, дизайнеров при создании новой техники или технологии.

Основными функциями подобных систем являются: инженерные расчеты,

создание графической документации (чертежей, схем, планов), создание

проектной документации, моделирование проектируемых объектов.

Интегрированные (корпоративные) ИС используются для автоматизации

всех функций корпорации (организации) и охватывают весь цикл работ – от

планирования и проектирования до сбыта продукции. Создание таких систем

основывается на системном подходе к достижению главной цели, например

получению прибыли, завоеванию рынка сбыта, обучению и т. д.

2.3. Виды обеспечения информационной системы

Структура любой информационной системы может быть представлена

совокупностью обеспечивающих подсистем. Данные подсистемы форми-

руют соответствующее информационное, техническое, математическое,

программное, организационное и правовое обеспечение (рис. 2.2).

Информационная

система

Техническое

обеспечение

Программное

обеспечение

Математическое

обеспечение

Информационное

обеспечение

Организационное

обеспечение

Правовое

обеспечение

Рис. 2.2

Техническое обеспечение (ТО)

Техническое обеспечение – комплекс технических средств, предназна-

ченных для работы информационной системы, а также соответствующая

документация на эти средства и технологические процессы. В соответст-

вии с рис. 2.1 комплекс технических средств составляют:

– устройства сбора и ввода информации;

– устройства вывода информации;

– устройства обработки информации;

– устройства хранения данных;

– средства коммуникаций;

– эксплуатационные материалы и др.

Перспективным подходом к ТО ИС на сегодняшний день считается

частично децентрализованный подход – организация технического обес-

печения на базе распределенных сетей, состоящих из персональных ком-

пьютеров и большой электронно-вычислительной машины (ЭВМ) для хра-

нения баз данных, общих для любых функциональных подсистем.

Программное обеспечение (ПО)

Программное обеспечение – совокупность математических программ

для реализации целей и задач информационной системы, а также нормаль-

ного функционирования комплекса технических средств.

В состав программного обеспечения входят общесистемные и специ-

альные программные продукты, а также техническая документация.

К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы

программ, ориентированные на пользователей и предназначенные для ре-

шения типовых задач обработки информации. Они служат для обеспечения

функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления про-

цессов обработки данных.

Специальное программное обеспечение представляет собой совокуп-

ность программ, разработанных при создании конкретной информацион-

ной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП),

реализующие модели функционирования реальных объектов в ИС.

Математическое обеспечение

Математическое обеспечение – совокупность математических мето-

дов, моделей, алгоритмов для реализации целей и задач информационной

системы. К средствам математического обеспечения относятся:

– средства моделирования процессов деятельности организации;

– алгоритмы решения типовых задач;

– методы математического программирования, математической стати-

стики, теории массового обслуживания и др.

Информационное обеспечение

Информационное обеспечение – совокупность единой системы клас-

сификации и кодирования информации, унифицированных систем доку-

ментации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации,

а также методологии построения баз данных. Назначение подсистемы ин-

формационного обеспечения состоит в своевременном формировании и

выдаче достоверной информации для принятия решений.

Унифицированные системы документации создаются на государствен-

ном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель

унификации – это обеспечение сопоставимости различных сфер общественной

деятельности. Разработаны стандарты, где устанавливаются требования:

– к унифицированным системам документации;

– к унифицированным формам документов различных уровней

управления;

– к составу и структуре реквизитов и показателей;

– к порядку внедрения, ведения и регистрации унифицированных

форм документов и т. д.

Схемы информационных потоков отражают маршруты движения ин-

формации и ее объемы, источники первичной информации и направления

использования переработанной информации. За счет анализа структуры

подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей ИС.

Методология построения баз данных (БД) базируется на теоретиче-

ских основах проектирования БД и принципах работы СУБД.

Для создания эффективного информационного обеспечения необхо-

димо:

– ясное понимание целей, задач, функций всей системы управления

организацией;

– выявление движения информации от момента возникновения и до

ее использования на различных уровнях управления, представленной для

анализа в виде схем информационных потоков;

– принципы и направления совершенствования системы документо-

оборота;

– наличие и использование системы классификации и кодирования;

– владение методологией создания концептуальных информационно-

логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;

– создание массивов информации на машинных носителях, отвечаю-

щих требованиям современного технического обеспечения.

Организационное обеспечение

Организационное обеспечение – совокупность методов и средств, рег-

ламентирующих взаимодействие сотрудников с техническими средствами

и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной

системы. Организационное обеспечение реализует следующие функции:

– анализ существующей системы управления организацией, где будет

использоваться ИС, и выявление задач, подлежащих автоматизации;

– грамотную формулировку задач, решаемых ИС, включая техниче-

ское задание на проектирование ИС и технико-экономическое обоснование

ее эффективности;

– разработку управленческих решений по составу и структуре органи-

зации, методологии взаимодействия структур и сотрудников организации.

Правовое обеспечение

Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, определяющих

создание, юридический статус и функционирование информационных сис-

тем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использо-

вания информации.

Главной целью правового обеспечения является укрепление законно-

сти. В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления

государственных органов власти, приказы, инструкции и другие норма-

тивные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов

власти, руководства организации. В правовом обеспечении можно выде-

лить общую часть, регулирующую функционирование любой информаци-

онной системы, и локальную часть, регулирующую функционирование

конкретной системы. Правовое обеспечение этапов разработки информа-

ционной системы включает нормативные акты, связанные с договорными

отношениями при работе с ИС, и правовым регулированием отклонений от

договора. Правовое обеспечение этапов функционирования информацион-

ной системы включает:

– статус информационной системы;

– права, обязанности и ответственность персонала;

– правовые положения отдельных видов процесса деятельности;

– порядок создания и использования информации и др.

2.4. Аппаратное (техническое) обеспечение ИС

Аппаратное (техническое) обеспечение (Hardware) (ИС) – комплекс

технических средств, предназначенных для работы информационной сис-

темы, а также соответствующая документация на эти средства и техно-

логические процессы.

В соответствии со схемой ИС (см. рис. 2.1) устройства, обеспечиваю-

щие техническое обеспечение, можно условно разделить на устройства

ввода, вывода, обработки, хранения и обмена данных. Перечень современ-

ных устройств, составляющих ТО, достаточно велик и со временем попол-

няется новыми модификациями. Описание большинства устройств приве-

дено в [33, 34, 40], а также в средствах периодической печати.

При рассмотрении информационных систем и их обеспечения важ-

ными понятиями являются архитектура и конфигурация.

Под значением слова архитектура применительно к области инфор-

мационных технологий понимают способ (метод) построения, расположе-

ния, компоновки определенных элементов.

Архитектура информационной системы – концепция, определяющая

модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов ин-

формационной системы. Она, в свою очередь, включает ряд других архи-

тектур, например, архитектуру компьютера, информационной сети, безо-

пасности, взаимодействия и др.

Архитектура компьютера – логическая организация, структура и ре-

сурсы компьютера, которые могут быть использованы пользователем. Ар-

хитектура определяет принципы действия, информационные связи и вза-

имное соединение основных логических узлов компьютера.

При всем многообразии современных компьютеров различают закры-

тую (closed architecture), открытую (open architecture) и распределенную

(distributed architecture) архитектуры.

Открытая архитектура компьютера или периферийного устройства –

архитектура, на которую опубликованы спецификации (спецификация – это

описание объекта в точных терминах), что позволяет другим производителям

разрабатывать дополнительные устройства к системам с такой архитектурой.