Информационная система (ИС) - это любая организованная система сбора, хранения и передачи информации. Если говорить более углубленно, это создание дополнительных источников, которые люди используют для получения, фильтрации и распространения данных.
Определение понятия «информационные системы» связано с компьютерными технологиями. Иными словами, это некий комплекс, подразумевающий работу людей и компьютеров, в результате которой обрабатывается или интерпретируется информация. Данный термин иногда используется и в более ограниченном смысле - для обозначения программного обеспечения, необходимого для запуска компьютерной базы данных, или в качестве определения компьютерной составляющей.
Но акцент обычно делается на информационные системы, определение которых включает в себя окончательный поверхностный слой - пользователей, процессоры, входы, выходы и вышеупомянутые коммуникационные сети. Любая конкретная ИС направлена на поддержку операций, управление и принятие решений.
Определение информационной системы может сводиться и к тому, что это информационно-коммуникационные технологии (ИКТ), которые используют различные организации, а также способ, с помощью которого люди взаимодействуют с этими технологиями в поддержке бизнес-процессов. Некоторые исследователи проводят четкое различие между информационными и компьютерными системами и бизнес-процессами. ИС, как правило, включают в себя компьютерный компонент, но не являются напрямую связанными с ними. 
Информационные системы, определение которых мы рассмотрим далее в статье, отличаются от бизнес-процессов тем, что лишь помогают контролировать эффективность последних.
Некоторыми учеными приводятся доводы в пользу преимуществ ИС как особого типа рабочего процесса. Однако он является системой, в которой люди или машины выполняют определенные функции и действия, с использованием ресурсов для производства конкретных продуктов или услуг для клиентов. В то время как информационная система - это, как уже говорилось, интеллектуальный комплекс, деятельность которого посвящена сбору, передаче, хранению, поиску, обработке и отображению информации.
Информационная система – что же это?
Таким образом, ИС тесно связаны с системами передачи данных с одной стороны и рабочего процесса с другой. Они представляют собой форму взаимной связи, в которой данные представляются и обрабатываются как форма социальной памяти. Информационная система (основные понятия, определения, связанные с ней, мы рассматриваем в статье) также может фигурировать как полуофициальный язык, который поддерживает создание человеческого решения и действия. Она является основным направлением исследования для организационной информатики.
Основные понятия, определения, классификация информационных систем
Существуют различные типы ИС, например:
- обработка транзакций;
- поддержка принятия решений;
- управление знаниями или обучением;
- управление базами данных.
Решающее значение для большинства информационных систем имеют информационные технологии, предназначенные, как правило, для выполнения задач, для которых человеческий мозг не очень хорошо подходит. Например, обработка больших объемов информации, выполнение сложных вычислений и управление многочисленными одновременными процессами.
Информационные технологии являются очень важным и податливым ресурсом, доступным для руководителей. Многие компании сегодня вводят в штат должность главного сотрудника по данным вопросам. Технический директор может тоже выступать в этой роли.
Оборудование
Определение «сущность информационной системы» подразумевает наличие шести компонентов, которые должны быть объединены для ее создания. И первым из них является оборудование.
Данный термин относится к технике. И подразумевает сам компьютер, который часто упоминают в качестве центрального процессора (CPU), и всю связанную с ним аппаратуру для поддержки работы. Среди вспомогательной техники, необходимой для создания ИС, можно упомянуть устройства ввода и вывода, хранения данных и средства связи.
Программное обеспечение
Следующим компонентом является программное обеспечение. Этот термин относится к компьютерным программам и руководствам (если таковые имеются), которые их поддерживают. Существуют компьютерные приложения, машиночитаемые инструкции, которые направляют электрическую схему внутри аппаратных частей системы и заставляют ее функционировать таким образом, чтобы производить полезную информацию из полученных данных.
Программы, как правило, хранятся на некоторых машинах, иногда на съемных носителях.
Данные
Еще один компонент - это данные - факты, которые используются программами для получения полезной информации. Как и программы, данные, как правило, хранятся в машиночитаемой форме на диске или другом накопителе, пока компьютер не нуждается в них.
Определение понятия «информационные системы» не представляется возможным без учета наличия фактов, которые обрабатываются и систематизируются.
Процедуры
Еще один компонент, определяющий сущность описываемого определения, - это процедуры. Данный термин означает политику, которая регулирует работу компьютерной системы. Это могут быть определенные требования и правила, на основе которых ИС функционирует и развивается.
Люди
Каждая система нуждается и в людях, если она должна быть чем-то полезна. Более того, часто наиболее значимым элементом являются именно люди. И, вероятно, это компонент, который в наибольшей степени влияет на успех или неудачу в создании информационных систем. Этот пункт включает в себя не только пользователей, но и тех, кто работает и обслуживает компьютеры, поддерживает данные и сети и т. п.
Обратная связь
Еще один компонент ИС - обратная связь (хотя он и не является необходимым для функционирования).
Как уже было отмечено, данные являются своего рода мостом между аппаратными средствами и людьми. Это означает, что информация, которую мы собираем - это только разрозненные сведения до тех пор, пока они не будут систематизированы. На этом этапе данные становятся информацией и попадают в определение информационной системы.
Использование информационных систем напрямую зависит от их видов.
Пирамида
Так, классический вид ИС часто описывается в различных учебниках. В 80-е годы ее представляли в виде пирамиды, которая отражала иерархию организации.
Как правило, системы обработки транзакций находились в нижней части пирамиды, чуть выше располагалось управление информационными системами, принимающими решения для поддержки системы, и заканчивалась модель исполнительными ИС в верхней части.
Данная модель пирамиды остается полезной и сегодня, поскольку она впервые сформулировала ряд новых технологий, но некоторые ее компоненты могут быть не актуальны, хотя и подпадают под современные информационные системы, определение которых мы пытаемся сформулировать. Примеры таких ИС могут быть следующими:
- хранилища данных;
- схемы планирования ресурсов предприятия;
- экспертные;
- поисковые;
- географической информации;
- глобальная информационная система;
- автоматизация делопроизводства.
Компьютерные ИС
Компьютерная информационная система создана с использованием компьютерных технологий для выполнения некоторых или всех запланированных задач. Основными ее компонентами являются:
- Аппаратная часть, включающая монитор, процессор, принтер и клавиатуру, которые работают в совокупности, чтобы принимать, обрабатывать, отображать данные и информацию.
- Программное обеспечение - программы, которые позволяют аппаратным средствам производить обработку данных.
- Базы данных, которые являются хранилищем связанных между собой файлов или таблиц, содержащих соответствующие данные.
- Сети, являющиеся связующей системой, которая позволяет разнообразным компьютерам распределять ресурсы.
- Процедуры, представляющие собой комплекс команд, предназначенных для объединения вышеуказанных компонентов с целью обработки информации.
Информационные системы, определение которых представлено в статье, относят первые четыре компонента (оборудование, программное обеспечение, базы данных и сети) в один комплекс, который известен как информационно-технологическая платформа.
Работники сферы IT могут затем использовать их для создания ИС, которые следят за мерами безопасности, рисками и управлением данными. Эти действия известны как информационно-технологические услуги.
Разработка информационных систем
Информационно-технологические отделы в крупных организациях, как правило, сильно влияют на развитие, использование и применение информационных технологий. Ряд методик и процессов может быть использован для разработки и использования ИС. Многие разработчики теперь используют такой инженерный подход как жизненный цикл программного обеспечения (SDLC), который представляет собой систематизированный порядок разработки информационной системы через этапы, происходящие в определенной последовательности.
ИС может быть разработана в рамках организации или внешним источником. Это соглашение может быть достигнуто путем аутсорсинга определенных компонентов или всей системы. Технологически реализованная среда для записи, хранения и распространения языковых выражений, для составления выводов из таких выражений – все это включает в себя понятие «информационные системы».
Термины, определения, относящиеся к ИС, довольно сложны и не имеют узкой направленности, благодаря чему они могут быть использованы практически в любой сфере. Но имеются и конкретные области их применения.
Географические информационные системы: определение
Примеры более узкой классификации - это географические информационные системы (ГИС) и системы информации о Земле. Они позволяют проводить сбор, хранение и анализ и графическую визуализацию пространственных данных. Разработка их осуществляется в несколько этапов, в которые включены:
- Проблемы распознавания и спецификации.
- Сбор информации.
- Требования к спецификации для новой системы.
- Системный дизайн.
- Системная архитектура.
- Внедрение.
- Обзор и техническое обслуживание.
Академическая дисциплина
Область исследования понятия ИС охватывает различные темы, в том числе системный анализ и проектирование, компьютерные сети, информационную безопасность, управление базами данных и системы поддержки принятия решений.
Определение «классификация информационных систем» в настоящее время не имеет единой трактовки. Оно подразумевает некоторые операции по управлению данными, с практическим и теоретическим решением проблем их сбора и анализа. В зависимости от сферы деятельности, это могут быть средства повышения производительности бизнес-приложений, программирование и внедрение ПО, электронная коммерция, использование электронных средств массовой информации, интеллектуального анализа данных и поддержки принятия решений.
Информационные системы (определение данного понятия приводилось ранее), служат объединению экономики и информатики. Они являются полем для изучения компьютеров и алгоритмических процессов, в том числе их принципов, программных и аппаратных проектов, способов применения, а также их влияния на общество. Многие современные ученые обсуждали природу и основы информационных систем, которые имеют свои корни в других справочных дисциплинах - например компьютерных науках, инженерии, математике, управлении, кибернетике и др.
ИС также можно определить как совокупность аппаратных средств, программного обеспечения, данных, людей и процедур, которые работают вместе, чтобы производить качественную информацию. Они имеют непосредственное отношение к информационным технологиям, информатике и бизнесу. Изучение теории и практики, связанных с социальными и технологическими явлениями, которые определяют развитие, использование и влияние их на жизнь человека – это область интересов тех, кто изучает информационные системы.
Определение, которому была посвящена статья, также используется для описания организационной функции, которая применяет это знание в промышленности, государственных учреждениях, а также для некоммерческих организаций. Они часто сводятся к взаимодействию между алгоритмическими процессами и технологиями.
Область изучения ИС включает в себя изучение теории и практики, связанных с социальными и технологическими явлениями, которые определяют развитие, использование и влияние информационных систем в организации и обществе. В широком смысле термин "информационные системы" означает научное направление исследования, которое рассматривает стратегическую, управленческую и оперативную деятельность по участию в сборе, обработке, хранении, распространении и использовании информации и связанных с ней технологий в обществе и организациях.
Термин "нформационные системы также используется для описания организационной функции, которая применяет это знание в промышленности, государственных учреждениях, а также для некоммерческих организаций. ИС часто сводятся к взаимодействию между алгоритмическими процессами и технологиями. Это взаимодействие может происходить в пределах или за пределами организационных границ. Информационная система является технологией, которую различные организации использует в своих целях.
В статье Николая Михайловского, помещенной в этом номере журнала, справедливо отмечается путаница в ИТ-терминологии. Эта путаница охватывает не только понятия «информационная система» (ИС) и «архитектура ИС», она вовсе не безобидна и часто мешает на практике четко определить, что же является предметом разработки в конкретном проекте: ИС, только ее КСА (см. далее) или система (АС) целиком?
Чтобы попробовать прояснить дело, ниже приводятся ключевые определения из нормативных документов и, для сравнения, из источников более общего назначения. Определения выбраны из рабочих материалов автора данной заметки, которые были дополнением к основным материалам курсов для специалистов и руководителей. (Это объясняет наличие комментариев и свободное расположение материала в данной заметке - все же это не глоссарий!) Вот почему об этом говорится: практика неоднократно показывала, что и глоссария недостаточно. Создание общего «понятийного пространства» - хотя бы у десяти слушателей курса - требует еще от получаса до часа обсуждений для получения одинакового понимания таких вещей, как «система», «ИС» и «КСА». Наконец, с сожалением приходится отметить, что за пределами заметки остался материал, который мог бы прояснить, что такое «System engineering», архитектура ПО и другие важнейшие процессы и предметы конструирования, проектирования и использования систем.
Система:
Комплекс, состоящий из процессов, технических и программных средств, устройств и персонала, обладающий возможностью удовлетворять установленным потребностям или целям ().
Примечание: достаточно близко к определению понятия автоматизированная система (АС) в ГОСТ 34.
Автоматизированная система (АС):
В процессе функционирования автоматизированная система представляет собой совокупность комплекса средств автоматизации, организационно-методических и технологических документов и специалистов, использующих их в процессе своей профессиональной деятельности. (Из методических указаний РД 50-680-88 серии стандартов ГОСТ 34 на автоматизированные системы (АС).)
Комментарий.
Последние годы отмечены качественным расширением значения термина «система», отраженым в документах международных комитетов и профессиональных сообществ, ориентированных на ИТ. Наблюдается переход к толкованию, которое даже шире, чем указано в , за счет явного включения компонентов других типов (материалов, методов и др.). В этой связи растет актуальность более широкого применения термина «информационно-управляющая система» (см., например, в ) и более узкого применения термина «информационная система» (см. далее).
Информационная система (ИС):
1) система, предназначенная для сбора, передачи, обработки, хранения и выдачи информации потребителям и состоящая из следующих основных компонентов:
- программное обеспечение,
- информационное обеспечение,
- технические средства,
- обслуживающий персонал ().
2) Information system - The collection of people, procedures, and equipment designed, built, operated, and maintained to collect, record, process, store, retrieve, and display information ().
Комментарий.
ИС изначально рассматривается как индифферентная конкретным целям пользователей система, аналогичная АТС, библиотеке общего назначения или справочной службе вокзала, которая предоставляет свои информационные услуги в качестве подсистемы или смежной системы более общей системе: предприятию, городу, отрасли, стране и т.д. (см. ). Еще раз отметим, что слишком часто под ИС понимают самые разные вещи - от КСА до АС.
В стандартах присутствует четкое определение технического понятия «ИТ-система», которое часто и требуется использовать вместо ИС. Так в ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10000-1-99 определяется
Информационно-технологическая система (IT system):
Набор информационно-технологических ресурсов, обеспечивающий услуги по одному или нескольким интерфейсам. (Это близко к понятию «комплекс средств автоматизации» в методических указаниях РД 50-680-88 из ГОСТ 34, где даны основные положения этого комплекса НД.)
Комплекс средств автоматизации автоматизированной системы; КСА AC:
Совокупность всех компонентов АС, за исключением людей ().
Источники (которые не названы непосредственно в тексте)
- Webster?s New World Dictionary of Computer Terms, Fourth edition, 1993.
- ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Термины и определения.
- Д.Мейстер, Дж.Рабидо, Инженерно-психологическая оценка при разработке систем управления. «Советское радио», М. 1970.
- Большой англо-русский политехнический словарь, М., «Русский язык», 1991.
- Информационные системы в экономике: Учебник / Под ред. Проф. В.В. Дика. - М.: Финансы и статистика, 1996.
- ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99. Информационная технология. Процессы жизненного цикла программных средств. ГОССТАНДАРТ РОССИИ. Москва, 1999.
Зиндер Евгений Захарович
,
главный редактор журнала «ДИС», директор аналитического и конструкторского бюро «Группа 24».
Ему можно написать по адресам:
Тема: Основные понятия информационных систем. Классификация прикладных информационных систем.
1. Основные понятия информационных систем (ИС).
2. Классификация ИС по масштабу, сфере применения, способу организации.
3. Перечень прикладных информационных систем (ПИС).
4. Базовые определения ПИС.
Информационная система, классификация, способ организации, сфера применения, автоматизированное проектирование, системы управления базой данных, корпоративные системы, система обработки изображений, научные исследования, системы реального времени, экспертные системы, системы обучения, информационно-справочные системы, медицинские информационные системы.
1. Основные понятия ИС
Под информационной системой обычно понимается прикладная программная подсистема, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации. Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем.
В наиболее общем случае типовые программные компоненты, входящие в состав информационных систем, реализуют:
· диалоговый ввод-вывод;
· логику диалога;
· прикладную логику обработки данных;
· логику управления данными;
· операции манипулирования файлами и (или) базами данных
2. Классификация информационных систем.
Информационные системы классифицируются по разным признакам. Рассмотрим наиболее часто используемые способы классификации по масштабу, по сфере применения, способу организации.
По масштабу информационные системы подразделяют на следующие группы (рис. 1).
Рис. 1. Деление информационных систем по масштабу
Одиночные информационные системы реализуются на автономном персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих во времени одно рабочее место. Подобные приложения создаются с помощью так называемых настольных , или локальных систем управления базами данных (СУБД). Среди локальных СУБД наиболее известными являются Clarion, Clipper, d Base, Microsoft Access и др.
Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной компьютерной сети. При разработке таких приложений используются серверы баз данных (называемые также SQL - серверами) для рабочих групп. Существует довольно большое количество различных SQL – серверов как коммерческих, так и свободно распространяемых. Среди них наиболее известны такие серверы баз данных, как Oracle, Microsoft SQL Server, Inter Base, Sybase и др.
являются развитием систем рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. В основном они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура. При разработке таких систем могут использоваться те же серверы баз данных, что и при разработке групповых информационных систем. В крупных информационных системах наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и Microsoft Server.
Для групповых и корпоративных систем существенно повышаются требования к надежности функционирования и сохранности данных. Эти свойства обеспечиваются поддержкой целостности данных, ссылок и транзакций в серверах баз данных.
Классификация по сфере применения.
По сфере применения информационные системы подразделяются на четыре группы (рис. 2).
· системы обработки транзакций;
· системы поддержки принятия решений;
· информационно-справочные системы;
· офисные информационные системы.
Системы обработки транзакций, в свою очередь, по оперативности обработки данных разделяются на пакетные информационные системы и оперативные информационные системы. В информационных системах организационного управления преобладает режим оперативной обработки транзакций (On line Transaction Processing, OLTP) для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную часть.
Рис. 2. Деление информационных систем по сфере применения.
Для систем OLTP характерен регулярный (возможно интенсивный) поток довольно простых транзакций, играющих роль заказов, платежей, запросов и т.п. Важными требованиями для них являются:
· высокая производительность обработки транзакций;
· гарантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям.
Системы поддержки принятия решений (Decision Support System, DSS) представляют собой другой тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических, по другим показателям.
Обширный класс информационно-справочных систем основан на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие такие информационные системы получили в Интернете.
Класс офисных информационных систем нацелен на перевод бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.
Классификация по способу организации.
По способу организации групповые и корпоративные информационные системы подразделяются на следующие классы (рис. 3):
· системы на основе архитектуры файл-сервер;
· системы на основе архитектуры клиент-сервер;
· системы на основе многоуровневой архитектуры;
· системы на основе Интернет/ интранет – технологий.
Рис. 3. Деление систем по способу организации.
В зависимости от класса задач используются различные прикладные информационные системы (ПИС). ПИС – производство профессиональной информации, связанной с определенной профессиональной деятельностью. Она обеспечивает сбор, хранение, обработку, поиск и выдачу информации необходимой в процессе принятия решений задач из любой предметной области. Задача ПИС помочь в анализе проблем и создание новых продуктов в интересах достижения поставленной цели. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для любой ПИС. В крупных организациях наряду с ПК в состав технической базы ПИС могут входить серверы, супер-ЭВМ, компьютерные системы.
3. Перечень прикладных информационных
систем и их базовые определения.
Рассмотрим перечень основных прикладных информационных систем.
1. Системы автоматизированного проектирования (САПР).
2. Системы мультимедийной обработки.
3. Экспертные системы.
4. Системы научных исследований и экспериментов.
5. Корпоративные системы.
6. Системы обработки сигналов и изображений.
7. Системы реального времени.
8. Системы обучения.
9. Информационно-справочные системы.
10. Системы управления базами данных (СУБД).
11. Медицинские информационные системы.
Рассмотрим назначение некоторых из них.
Среди прикладных информационных технологий автоматизация проектирования занимает особое место. Использование системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяет снизить стоимость и сократить сроки проектирования при улучшение качества проектных решений. Предприятия ведущие разработки без САПР оказываются неконкурентоспособными вследствие как больших материальных и временных затрат на проектирование, так и невысокого качества проектов. САПР содержит техническое, математическое, методическое и программное обеспечение. Существуют и информационные поддержки типа CASE и CALS – технологий (CASE – Computer Aided System Engineering; CALS – Continuousr Acquisition and Life Cycle Support).
Экспертные системы (ЭС), или «системы, основанные на знаниях», представляют собой программное обеспечение, анализирующее некоторую информацию на основе специальных механизмов представления знаний о предметной области и логического вывода. Экспертные системы разрабатываются для широкого спектра проблем диагностики, проектирования, планирования, управления, пронозирования и др. Использование ЭС во многом объясняется их способностью воспринимать знания специалистов в определенной предметной области, обеспечивать доступ и манипулирование ими, а также выдавать рекомендации при решении практических задач на уровне высококвалифицированного эксперта. В ЭС принять выделять четыре существенные компоненты: базу знаний, машину логического вывода, модуль извлечения знаний и систему объяснения.
Системы мультимедийной обработки. Здесь под мультимедиа понимают совокупность визуальных и аудиоэффектов воспроизводимых с помощью компьютера и управляемых интерактивными программами. Средства мультимедиа – это комплекс средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и т.д.
Средствами мультимедиа являются:
· системы речевого ввода и вывода информации (системы распознавания речи и системы синтеза речи);
· компьютерные средства обеспечения звуковых технологий (звуковые карты и акустические системы);
· компьютерные средства обеспечения видеотехнологий.
Корпоративной информационной системой будем называть совокупность специализированного программного обеспечения и вычислительной аппаратной платформы, на которой установлено и настроено программное обеспечение.
Корпоративные информационные системы – это интегрированные системы управления территориально распределенной корпорацией, основанные на углубленном анализе данных, широком использовании систем информационной поддержки принятия решений, электронном документообороте и делопроизводстве. Неотъемлемой частью корпоративных информационных систем являются корпоративные сети. Известны корпоративные сети на основе OC Windows Server 2000, на основе СОС Novell NetWare 5.1 и др.
В системах реального времени обработка информации происходит в реальном масштабе времени (РМВ). Режим, при котором организация обработки данных подчиняется темпу процессов вне систем обработки данных, называется обработкой в реальном масштабе времени. В системах управления реальными объектами, построенных на основе компьютеров, процесс управления сводится к решению фиксированного набора задач. К системам РМВ могут быть отнесены и высокопроизводительные КС.
Система управления базой данных – это специальный пакет программ, посредством которого реализуется централизованное управление базой данных и обеспечивается доступ к данным СУБД позволяет структурировать, систематизировать и организовывать данные для компьютерного хранения и обработки. Именно системы управления базами данных являются основной практически любой информационной системы. База данных – это датологическое представление информационной модели предметной области. Созданы специальные языки СУБД. Например, для управления реляционными базами данных может быть использован язык SQL (Structured Query Language) – структурированный язык запросов.
Медицинские информационные системы – разработка технологии для организационного управления и обработки данных медицинского характера, разработка медицинских приборов и систем.
Контрольные вопросы и задания.
1. Дайте определение понятию «информационные системы».
2. Что такое компьютерные системы? Каковы их разновидности?
3. Какую функцию выполняют корпоративные информационные системы?
4. Приведите перечень основных прикладных информационных систем (ПИС).
5. Что дает проектировщикам ПИС использование САПР?
6. Что представляет собой экспертные системы? Для каких целей они предназначены?
7. Определите основные компоненты входящие в экспертную систему.
8. Что такое система реального времени? Какие компьютеры могут быть отнесены к системам реального времени?
9. С помощью каких технических и программных средств можно реализовать мультимедиа?
10. Что относится к медицинским информационным технологиям?
11. Какие существуют информационные поддержки для создания САПР?
12. Чем объясняется широкое использование экспертных систем во многих областях науки и техники?
13. Как классифицируется ИС по масштабу, способу организации и сферы применения?
14. Как понять термин «групповые ИС»?
Литература: 1,2,3,5,7.
Классификация ИС. Понятие проекта и проектирования. Введение в методологию построения информационных систем. Объекты и субъекты проектирования ИС.
Классификация методов и средств проектирования ИС. Основные задачи курса
1.1. Понятие информационной системы
Для определения состава и структуры систем и, в частности, информационных, приведем основные понятия (слайд 2)
.
Система – совокупность взаимосвязанных элементов, образующая определенную целостность.
Целостность системы – проявление свойства эмерджентности , отражающего принципиальную несводимость свойств системы к сумме свойств отдельных ее элементов, и в то же время зависимость свойств каждого элемента от его места и функции внутри системы.
Элемент системы – часть системы, имеющая определенное функциональное назначение. При этом отдельный элемент какой-либо системы (как и сама система) может также быть элементом другой системы. Сложные элементы систем, в свою очередь состоящие из взаимосвязанных более простых элементов, называют подсистемами .
Структура системы – состав, порядок и принципы взаимодействия элементов системы, определяющие основные свойства системы. Структура – это та часть свойств, которая остается в системе неизменной при изменении ее состояния.
Архитектура системы – совокупность свойств системы, существенных для организации взаимодействия ее составляющих.
Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по целям. Примеры систем, состоящих из разных элементов и направленных на реализацию разных целей, представлены на слайде 3 .
Информационная система (ИС) – это комплекс, состоящий из информационного фонда, а также средств, методов, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели (слайд 4) .
Очевидно, многие элементы системы (см. слайд 4 ) являются необязательными. Например, модель объекта может отсутствовать либо отождествляться с базой данных (БД), которая часто интерпретируется как информационная модель предметной области - структурная (для случая табличных, фактографических БД) или содержательная (для случая документальных БД ). Модель объекта и БД могут отсутствовать (а соответственно и процессы хранения и поиска данных), если система осуществляет динамическое преобразование информации и формирование выходных документов, без сохранения исходной, промежуточной, результирующей информации. Но отметим, что если и преобразование данных также отсутствует , то подобный объект не является ИС (он не выполняет информационной деятельности ), и следовательно он должен быть отнесен к другим классам систем (например, канал передачи информации и т. п.). Процессы ввода и сбора данных также являются необязательными, поскольку вся необходимая и достаточная для функционирования АИС информация может уже находиться в БД и составе модели, и т. д.
Приведенное определение информационной системы связано с привычной, но, тем не менее, особой формой целенаправленной деятельности человека - обработкой информации, обеспечивающей повышение эффективности решения задач его основной деятельности. Понятие «системности» здесь присутствует неявно и отражает существо функциональности : состав и структура ИС определяется, исходя из требований к уровню эффективности обслуживания информационных потребностей
, прежде всего в части нахождения и обработки тех записей информационного фонда, которые содержат сведения, нужные для эффективного
выполнения и управления процессами в сфере основной деятельности. Таким образом, информационная система имеет следующие свойства (слайд 4)
:
любая информационная система может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения систем;
информационная система является динамичной и развивающейся;
при построении информационной системы необходимо использовать системный подход;
информационную систему, так или иначе, следует воспринимать как человеко-машинную систему.
Информация как основной объект обработки ИС
Поскольку основным объектом и продуктом функционирования ИС является информация, необходимо дать определение понятий «данные» и «информация»;
Конструктивность такого определения состоит не столько в том, чтобы декларировать, что контекст есть и его надо использовать (обрабатывать), сколько в том, что система берет данные (сигналы, величины и т.д.) из бесконечно большого множества данных окружающей среды. Следовательно, необходимо выбрать только те, которые соответствуют контексту, т.е. необходимы и достаточны для решения конкретной задачи . Очевидно, что данные в этом случае должны обладать, а точнее (вследствие элементарности (атомарности) того, что называется «данное») должны быть связаны с контекстом, который обычно задается в виде набора отличительных признаков, которые, в свою очередь, также представляют собой некоторый набор данных. Далее для некоторой целевой обработки эти данные обрабатываются прикладной программой (данные связываются с методом обработки, являющимся одной из форм задания контекста) и, в итоге, полученный результат (тоже данные) должен быть связан со способом его использования, что и обеспечит действенность информации для «конечного пользователя» в реальности.
Отсюда следует важный вывод, который предопределяет не только отличия ИС от СУБД, но и подходы к проектированию систем автоматизированной обработки информации: ИС, помимо средств преобразования данных, так или иначе, имеет средства хранения и обработки контекста (при этом контекст – это, естественно, тоже данные, но выполняющие роль метаданных – данных о характере обрабатываемых данных), в том числе, как самостоятельного объекта.
Если бы назначением информационных систем было только хранение и поиск данных в массивах записей, то структура системы и базы данных была бы простой. Причина сложности в том, что практически любой объект характеризуется не только параметрами-величинами, но и взаимосвязями частей или состояний. Кроме того, как отмечалось выше, сам по себе отдельный элемент данных (величина) приобретает смысл (значение) только тогда, когда связан с природой значения (соответственно, другими элементами данных), что и позволит его интерпретировать.
Поэтому физическому размещению данных (и, соответственно, определению структуры физической записи) должно предшествовать описание логической структуры предметной области – построение модели соответствующего фрагмента реального мира, выделяющей только те объекты, которые будут интересны будущим пользователям, и представленные только теми параметрами, которые будут значимы при решении прикладных задач. Такая модель будет иметь очень мало физического сходства с реальностью, но будет полезна как представление пользователя о реальном мире . Причем это представление будет задаваться для неадекватной человеку жесткой вычислительной среды с числовым представлением информации, но описываться удобными для пользователя средствами.
Такой подход является компромиссом: за счет предварительно определяемого множества абстракций , общих для большинства задач обработки данных, обеспечивается возможность построения надежных программ обработки. Пользователь, используя ограниченное множество формальных, но достаточно знакомых понятий , выделяя сущности и связи, описывает объекты и связи предметной области; программист, используя такие типовые абстрактные понятия (как, например, числа, множества, агрегаты данных), определяет соответствующие информационные структуры. Система управления данными, используя двоичные формы представления типизированных данных, обеспечивает эффективные процедуры хранения и обработки данных.
При любом методе отображения предметной области в машинных базах данных (БД) в основе отображения лежит фиксация (кодирование) понятий и отношений между понятиями. Абстрактное понятие структуры ближе всего находится к так называемой концептуальной модели предметной среды и часто лежит в основе последней.
Понятие структуры используется на всех уровнях представления предметной области и реализуется как:
структура информации – схематичная форма (обеспечивающая переход к атрибутивная форме) представления сложных композиционных объектов и связей реальной предметной области (ПрО), выделяемых как актуально необходимые для решения прикладных задач, в общем случае без учета того, будут ли для ее решения использованы средства программирования и вычислительные машины. Эффективность здесь определяется уровнем абстрагирования, а также полнотой и точностью представления свойств посредством выбранной системы характеристик;
структура данных - атрибутивная форма представления свойств и связей ПрО, ориентированная на выражение описания данных средствами формальных языков (т. е. учитывающая возможности и ограничения конкретных средств с целью сведения описаний к стандартным типам и регулярным связям). Эффективность в этом случае связывается с процессом построения программы («решателя» прикладной задачи) и, в каком-то смысле – с эффективностью работы программиста;
структура записей – целесообразная (учитывающая особенности физической среды) реализация способов хранения данных и организации доступа к ним как на уровне отдельных записей, так и их элементов. Эффективность в этом случае связывается с процессами обмена между устройствами оперативной и внешней памяти и обеспечивается избыточностью данных, искусственно вводимой для обеспечения функциональной эффективности отдельных операций (например, поиска по ключам).
Основные компоненты ИС (слайд 6)
Основной и определяющей составляющей любой информационной системы являются функционально взаимосвязанные комплексы данных и процедур их обработки. Отметим, что эти комплексы ни по отдельности, ни вместе еще не создают той целостности , которая свойственна системам. Системные свойства проявляются, когда ИС рассматривается в динамике взаимосвязи со средой, т. е. когда существенными становятся факторы управляемости и адаптивности к изменяющимся внешним условиям, устойчивости во времени. Именно поэтому любая система, помимо функциональных компонент - основных с точки зрения назначения системы, необходимо включает организационные и обеспечивающие компоненты, назначением которых является создание необходимых условий для функционирования, и в том числе формирование субъектов управления. В свою очередь, ИС – это составная часть некоторой большей системы, обеспечивающая достижение какой-либо конкретной цели в деятельности человека.
Функциональные подсистемы реализуют и поддерживают модели, методы и алгоритмы обработки информации и формирования управляющих воздействий в рамках задач предметной области, т. е. состав и назначение функциональных подсистем зависит от предметной области особенностей использования ИС. На (слайде 6) перечислены некоторые области, функциональность которых кажется достаточно очевидной. Отметим только, что подсистема информационной поддержки так или иначе есть в составе любой деятельности, так как именно она определяет качество выполнения научно-исследовательских (в том числе маркетинговых) работ, конструкторскую и технологическую подготовку производства.
Состав обеспечивающих подсистем достаточно стабилен и обычно мало зависит от предметной области использования ИС. Отметим следующие компоненты:
информационное обеспечение (информационный фонд) , совокупность данных, определяющих не только практически значимую (целевую) информацию, но и способы ее организации (метаинформацию ), а также форму представления;
техническое обеспечение - физические компоненты системы, такие как внешняя память, технические и вычислительные средства, обеспечивающие непосредственно обработку и взаимодействие пользователя с ИС;
программное обеспечение – совокупность программных компонент регулярного применения, необходимых для решения функциональных задач и программ, позволяющих наиболее эффективно использовать вычислительную технику, обеспечивая пользователям наибольшие удобства в работе;
математическое обеспечение – совокупность методов, моделей и алгоритмов функциональной (целевой) обработки информации, используемых в системе;
лингвистическое обеспечение (ЛО) – это совокупность языковых средств, обеспечивающих гибкость и многоуровневость представления и обработки информации в АИС. Обычно ЛО включает языки запросов и отчетов, специальные языки определения и управления данными, обеспечивающие адекватность внутреннего представления и согласование внутреннего и внешнего представлений. ЛО в наибольшей степени зависит от особенностей предметной области.
Введение
1. Понятие информационной системы и их классификация
2. Структура электронных информационных систем
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Информационная система (ИС) – система сбора, хранения, накопления, поиска и передачи информации, применяемая в процессе управления или принятия решений. ИС включает:
Информ. – справочный фонд,
Язык обработки информ.,
Носители информ.,
Комплекс моделей.
Автоматизированная ИС – совокупность информ., экономико-математических методов и моделей, аппаратных, программных, организационных, технологических средств и специалистов.
Автоматизированная ИС предназначена для эффективной эксплуатации экономической ИС.
В организациях существует большое количество различных типов ИС: от традиционных до сложных, работающих на базе локальных и глобальных компьютерных сетей.
1. Понятие информационной системы и их классификация
Определение 1. Информационная система - это совокупность взаимосвязанных элементов, представляющих собой информационные, кадровые и материальные ресурсы, процессы, которые обеспечивают сбор, обработку, преобразование, хранение и передачу информации в организации.
Определение 2. Информационные технологии - это совокупность методов, процедур и средств, реализующих процессы сбора, обработки, преобразования, хранения и передачи информации.
Информация в современном мире превратилась в один из наиболее важных ресурсов, а информационные системы (ИС) стали необходимым инструментом практически во всех сферах деятельности.
Разнообразие задач, решаемых с помощью ИС, привело к появлению множества разнотипных систем, отличающихся принципами построения и заложенными в них правилами обработки информации.
Информационные системы можно классифицировать по целому ряду различных признаков. В основу рассматриваемой классификации положены наиболее существенные признаки, определяющие функциональные возможности и особенности построения современных систем. В зависимости от объема решаемых задач, используемых технических средств, организации функционирования, информационные системы делятся на ряд групп (классов) (рис. 1.).
По типу хранимых данных ИС делятся на фактографические и документальные. Фактографические системы предназначены для хранения и обработки структурированных данных в виде чисел и текстов. Над такими данными можно выполнять различные операции. В документальных системах информация представлена в виде документов, состоящих из наименований, описаний, рефератов и текстов. Поиск по неструктурированным данным осуществляется с использованием семантических признаков. Отобранные документы предоставляются пользователю, а обработка данных в таких системах практически не производится.
Основываясь на степени автоматизации информационных процессов в системе управления фирмой, информационные системы делятся на ручные, автоматические и автоматизированные.
Рис. 1.1. Класcификация информационных систем
Ручные ИС характеризуются отсутствием современных технических средств переработки информации и выполнением всех операций человеком.
В автоматических ИС все операции по переработке информации выполняются без участия человека.
Автоматизированные ИС предполагают участие в процессе обработки информации и человека, и технических средств, причем главная роль в выполнении рутинных операций обработки данных отводится компьютеру. Именно этот класс систем соответствует современному представлению понятия "информационная система".
В зависимости от характера обработки данных ИС делятся на информационно-поисковые и информационно-решающие.
Информационно-поисковые системы производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. (Например, ИС библиотечного обслуживания, резервирования и продажи билетов на транспорте, бронирования мест в гостиницах и пр.)
Информационно-решающие системы осуществляют, кроме того, операции переработки информации по определенному алгоритму. По характеру использования выходной информации такие системы принято делить на управляющие и советующие.
Результирующая информация управляющих ИС непосредственно трансформируется в принимаемые человеком решения. Для этих систем характерны задачи расчетного характера и обработка больших объемов данных. (Например, ИС планирования производства или заказов, бухгалтерского учета.)
Советующие ИС вырабатывают информацию, которая принимается человеком к сведению и учитывается при формировании управленческих решений, а не инициирует конкретные действия. Эти системы имитируют интеллектуальные процессы обработки знаний, а не данных. (Например, экспертные системы.)
В зависимости от сферы применения различают следующие классы ИС.
Информационные системы организационного управления - предназначены для автоматизации функций управленческого персонала как промышленных предприятий, так и непромышленных объектов (гостиниц, банков, магазинов и пр.).
Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учет, управление сбытом, снабжением и другие экономические и организационные задачи.
ИС управления технологическими процессами (ТП) - служат для автоматизации функций производственного персонала по контролю и управлению производственными операциями. В таких системах обычно предусматривается наличие развитых средств измерения параметров технологических процессов (температуры, давления, химического состава и т.п.), процедур контроля допустимости значений параметров и регулирования технологических процессов.
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 фирмы и охватывают весь цикл работ от планирования деятельности до сбыта продукции. Они включают в себя ряд модулей (подсистем), работающих в едином информационном пространстве и выполняющих функции поддержки соответствующих направлений деятельности.
Анализ современного состояния рынка ИС показывает устойчивую тенденцию роста спроса на информационные системы организационного управления. Причем спрос продолжает расти именно на интегрированные системы управления. Автоматизация отдельной функции, например, бухгалтерского учета или сбыта готовой продукции, считается уже пройденным этапом для многих предприятий.
Заказчики ИС стали выдвигать все больше требований, направленных на обеспечение возможности комплексного использования корпоративных данных в управлении и планировании своей деятельности.
Таким образом, возникла насущная необходимость формирования новой методологии построения информационных систем.
Цель такой методологии заключается в регламентации процесса проектирования ИС и обеспечении управления этим процессом с тем, чтобы гарантировать выполнение требований как к самой ИС, так и к характеристикам процесса разработки. Основными задачами, решению которых должна способствовать методология проектирования корпоративных ИС, являются следующие:
Обеспечивать создание корпоративных ИС, отвечающих целям и задачам организации, а также предъявляемым требованиям по автоматизации деловых процессов заказчика;
Гарантировать создание системы с заданным качеством в заданные сроки и в рамках установленного бюджета проекта;
Поддерживать удобную дисциплину сопровождения, модификации и наращивания системы;
Обеспечивать преемственность разработки, т.е. использование в разрабатываемой ИС существующей информационной инфраструктуры организации (задела в области информационных технологий).
Внедрение методологии должно приводить к снижению сложности процесса создания ИС за счет полного и точного описания этого процесса, а также применения современных методов и технологий создания ИС на всем жизненном цикле ИС - от замысла до реализации.
Проектирование ИС охватывает три основные области:
Проектирование объектов данных, которые будут реализованы в базе данных;
Проектирование программ, 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.
