Проектированием информационных систем называется многоступенчатый процесс их создания и/или модернизации путём применения упорядоченной совокупности методологий и инструментария. Проектирование (в отличие от моделирования) предполагает работу с пока несуществующим объектом и направлено на создание информационной системы в области:
- обработки объектов будущей базы данных,
- написания программ (в том числе - отчётных и экранных форм), обеспечивающих выполнение запросов к данным,
- выполнения учёта функционирования конкретной среды (технологии).
Если выделять стадию проектирования информационных систем в качестве отдельного этапа, то его можно разместить между этапами анализа и разработки. Однако на практике чёткое разделение на этапы, как правило, затруднено или невозможно, поскольку проектирование, формально начинаясь с определения цели проекта, часто продолжается на стадиях тестирования и реализации.
Цель проектирования информационной системы и связанные понятия
Современные руководители государственных и частных организаций отдают себе отчёт в том, что скорость обработки информации, которая постоянно изменяется и растёт в объёме, – это вопрос выживания компании на рынке и конкурентное преимущество. В общем виде целевые установки проектов по созданию информационных систем сводятся к обеспечению условий, позволяющих эту информацию получать, обрабатывать и использовать путём создания функциональной безотказной системы с достаточным:
- уровнем адаптивности к изменяемым условиям,
- пропускной способностью,
- временем системной реакции на запрос,
- уровнем безопасности,
- степенью простоты в эксплуатации.
Информационной системой (ИС) называют совокупность информации, содержащейся в базе данных, и технологий (а также технических инструментов), обеспечивающих обработку информации. В данном случае, к технологиям относят и методы обнаружения, сбора, обработки, хранения, распространения информации, и способы, которые позволяют эти методы реализовать. Информационное управление при этом сводится к применению данных методов для контроля за процессами планирования, дизайна, эксплуатации и анализа ИС. В основе технологии проектирования лежит выбранная для конкретной задачи методология как совокупность принципов, выраженная в единой определённой концепции.
Организация проектирования ИС
Организацию проектирования ИС принято разделять на 2 типа:
- Каноническое проектирование отражает особенности технологии оригинального (индивидуального) процесса.
- Типовое проектирование, для которого характерно типовое проектное решение (ТПР), тиражируется и пригодно к многократному использованию.
Каноническое проектирование отличает отражение ручной технологии проектирования, осуществление на уровне исполнителей, использование инструментария универсальной компьютерной поддержки.
Применяется каноническое проектирование, главным образом, для локальных и относительно небольших ИС с минимальным использованием типовых решений. Адаптация проектных решений происходит только посредством перепрограммирования программных модулей.
Организовывается каноническое проектирование с использованием каскадной модели жизненного цикла. Это предполагает разделение процесса на следующие стадии и этапы:
- Предпроектная стадия. Производится и составляется техническое задание. То есть, формируются требования к ИС, разрабатывается её концепция, составляется технико-экономическое обоснование и пишется ТЗ.
- Проектная стадия предусматривает составление эскизного и технического проектов, разработку рабочей документации.
- Послепроектная стадия даёт старт мероприятиям по внедрению ИС, обучению персонала, анализу результатов испытания. Частью этой стадии становится сопровождение ИС и устранение выявленных недостатков.
Этапы, в случае необходимости, можно укрупнять или детализировать – объединять последовательные этапы, исключать «лишние», начинать выполнение очередной стадии до завершения предыдущей.
Метод типового проектирования отличается возможностью декомпозиции проектируемой ИС с разделением на компоненты, в число которых входят программные модули, подсистемы, комплексы задач и др. Для реализации компонентов можно воспользоваться типовыми решениями, которые уже существуют на рынке, и настроить их под нужны конкретной организации. При этом типовое проектирование предполагает обязательное наличие документации, описывающей в деталях ТПР и процедуры настройки.
Декомпозиция может иметь несколько уровней, что позволяет выделить классы ТПР:
- элементные – по отдельной задаче (элементу),
- подсистемные – по отдельным подсистемам,
- объектные – отраслевые типовые проектные решения, содержащие весь набор подсистем.
Возможность реализации модульного подхода считается достоинством элементных ТПР. Однако в случае несовместимости разных элементов процесс их объединение приводит к увеличению затрат. Подсистемные ТПР, помимо реализации модульного подхода, дают возможность провести параметрическую настройку на объекты разных уровней управления. Проблемы с объединением возникают в случае привлечения продукта нескольких разных производителей ПО. Кроме того, адаптивность ТПР с позиций непрерывного реинжиниринга процессов считается недостаточной. Объектные ТПР, по сравнению с предыдущими классами, отличаются большим количеством достоинств:
- масштабируемостью, что делает возможным применение конфигураций ИС для разного числа рабочих мест,
- методологическим единством компонентов,
- совместимостью компонентов ИС,
- открытостью архитектуры – возможностью развёртывать проектные решения на платформах различного типа,
- конфигурируемостью – возможностью применения нужного подмножества компонентов ИС.
В ходе реализации типового проектирования применяются параметрически-ориентированный и модельно-ориентированный подходы.
Основные методологии проектирования ИС
Специфические особенности процесса проектирования позволяют выделять методологии, построенные на разных принципах. Среди основных современных методологий проектирования ИС называют следующие:
- SADT . Методология функционального моделирования работ, которая основана на структурном анализе и графическом представлении организации как системы функций. Тут выделяется функциональная, информационная и динамическая модели. В настоящее время методология известна как нотация (стандарт) IDEF0. Анализируемый процесс графически представляется в виде четырёхугольника, где сверху изображаются регламентирующие и управляющие воздействия, снизу – объекты управления, слева – входные данные, а справа – выходные.
- RAD . Методология быстрой разработки приложений. В RAD быстрая разработка приложений возможна за счёт применения компонентно-ориентированного конструирования. Методология применяется на проектах с ограниченным бюджетом, нечёткими требованиями к ИС, при сжатых сроках реализации. К ней прибегают, если пользовательский интерфейс можно продемонстрировать в прототипе, а проект разделить на функциональные элементы.
- RUP . В методологии RUP реализуются итерационный и наращиваемый (инкрементный) подходы. Построение системы происходит на базе архитектуры информационной системы, а планирование и проектное управление – на базе функциональных требований к ИС. Разработка общей информационной системы происходит итерациями, как комплекс отдельных небольших проектов со своими планами и задачами. Для итерационного цикла характерна периодическая обратная связь и адаптация к ядру ИС.
Существуют несколько классификаций методологий: по использованию ТПР, по применению средств автоматизации и др. Например, по степени адаптивности выделяются реконструкции (когда происходит перепрограммирование модулей), параметризации (когда изменение параметров влечёт за собой генерацию проектного решения), реструктуризации (когда изменение модели проблемной области сопровождается автоматическим генерированием проектного решения).
Элементы, обеспечивающие работу ИС любого назначения, перечисляются в определении. Одни из них – средства, методы и персонал – обеспечивают работу ИС, а другие – хранение, обработка и выдача информации – указывают функциональные признаки, т.е. определяют, из каких информационных процессов складывается функционирование ИС. Поэтому структуру ИС рассматривают в двух разных планах: функциональная структура и структура ИС как совокупность обеспечивающих подсистем.
В соответствии с определением функциональными элементами ИС являются следующие группы (блоки) процессов:
ввод информации из внешних или внутренних источников;
обработка входной информации и представление ее в удобном виде;
вывод информации для представления потребителям или передачи в другую ИС;
обратная связь – это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.
Функциональную структуру информационной системы представляют в виде блок-схемы (рис.1), на которой каждый элемент системы представляется в виде блока (на рис. – прямоугольник), а связи и их направления указывают стрелками.
Отдельные части (блоки системы) называют подсистемами.
В каждом конкретном случае набор и взаимосвязи функциональных подсистем зависят предметной области и специфики деятельности предприятия, деятельность которого обеспечивается информационной системой.
Структура ИС может быть представлена и как комплекс обеспечивающих подсистем (рис.2).
Рис.1. Обобщенная функциональная блок-схема ИС.
Однако для АИС, различающихся характером и видами обработки информации, функциональная схема отличается набором подсистем обработки. Например, АИПС (библиотечные, музейные, справочные правовые и т.п.) производят ввод, систематизацию, хранение, поиск и выдачу информации по запросу пользователя без сложных преобразований данных. Информационно-решающие системы: АСОД, АСУ, СППР – осуществляют переработку информации БД по определенному алгоритму, однако и они отличаются по составу подсистем обработки информации. Специализированная на автоматизации проектирования САПР имеет в структуре специальные подсистемы: технической документации, формирования заданий, имитационного моделирования, расчетный, а в некоторых может быть и экспертная система (см. блок-схему на рис. 2).
Рис.2. Блок-схема САПР
Рассмотрим другой тип структуры ИС: как комплекса обеспечивающих подсистем (рис.3).
Структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. Подсистема – это часть системы, выделенная по какому-либо признаку. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими.
Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем.
Рис.3. Структура ИС по типу обеспечивающих подсистем.
Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.
Информационное обеспечение – совокупность информационных массивов данных, единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных. Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.
Унифицированные системы документации создаются на государственном, республиканском, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель – это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. 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.
Несмотря на существование унифицированной системы документации, при обследовании большинства организаций выявляется целый комплекс типичных недостатков:
чрезвычайно большой объем документов для ручной обработки;
одни и те же показатели часто дублируются в разных документах;
работа с большим количеством документов отвлекает специалистов от решения непосредственных задач;
имеются показатели, которые создаются, но не используются, и др.
Устранение указанных недостатков является одной из задач, стоящих при создании информационного обеспечения.
Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации, ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей системы управления.
Построение и детальный анализ схем информационных потоков, позволяющих выявить маршруты и объемы информации, дублирование показателей и процессов их обработки, обеспечивает:
исключение дублирующей и неиспользуемой информации;
классификацию и рациональное представление информации.
Методология построения баз данных базируется на теоретических основах их проектирования.
Основные концепции методологии:
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;
совершенствование системы документооборота;
наличие и использование системы классификации и кодирования;
владение методологией создания концептуальных информационно–логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;
создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.
Эта концепция практически реализуется в два этапа.
1–й этап – обследование всех функциональных подразделений фирмы с целью:
понять специфику и структуру ее деятельности;
построить схему информационных потоков;
проанализировать существующую систему документооборота;
определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов (параметров, характеристик), описывающих их свойства и назначение.
2–й этап – построение концептуальной информационно–логической модели данных на основе результатов обследования 1–го этапа. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами. Информационно-логическая модель является фундаментом, на котором будет создана база данных.
Техническое обеспечение – комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы
Комплекс технических средств составляют:
компьютеры любых моделей;
устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;
устройства передачи данных и линий связи;
оргтехника и устройства автоматического съема информации;
эксплуатационные материалы и др.
Документацией оформляются предварительный выбор технических средств, организация их эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение. Документацию можно условно разделить на три группы:
общесистемную, включающую государственные и отраслевые стандарты по техническому обеспечению;
специализированную, содержащую комплекс методик по всем этапам разработки технического обеспечения;
нормативно–справочную, используемую при выполнении расчетов по техническому обеспечению.
К настоящему времени сложились две основные формы организации технического обеспечения (формы использования технических средств): централизованная и частично или полностью децентрализованная.
Централизованное техническое обеспечение базируется на использовании в информационной системе больших ЭВМ и вычислительных центров. Такая форма организации облегчает управление и внедрение стандартизации, но понижает ответственность и инициативу персонала.
Децентрализация технических средств предполагает реализацию функциональных подсистем на персональных компьютерах непосредственно на рабочих местах. В этом случае от персонала требуется больше персональной ответственности, руководству труднее внедрять стандартизацию.
В настоящее время более распространен частично децентрализованный подход – организация технического обеспечения на базе распределенных сетей, состоящих из персональных компьютеров и большой ЭВМ для хранения баз данных, общих для любых функциональных подсистем.
Математическое и программное обеспечение – совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач информационной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.
К средствам математического обеспечения относятся:
средства моделирования процессов управления;
типовые задачи управления;
методы математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.
В состав программного обеспечения входят общесистемные и специальные программные продукты, а также техническая документация.
К общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Они служат для расширения функциональных возможностей компьютеров, контроля и управления процессом обработки данных.
Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.
Техническая документация на разработку программных средств должна содержать описание задач, задание на алгоритмизацию, экономико–математическую модель задачи, контрольные примеры.
Организационное обеспечение – это совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие работников с техническими средствами и между собой в процессе разработки и эксплуатации ИС.
Организационное обеспечение реализует следующие функции:
анализ существующей системы управления организацией, где будет использоваться ИС, и выявление задач, подлежащих автоматизации;
подготовку задач к решению на компьютере, включая техническое задание на проектирование ИС и технико–экономическое обоснование ее эффективности;
разработку управленческих решений по составу и структуре организации, методологии решения задач, направленных на повышение эффективности системы управления.
Организационное обеспечение создается по результатам предпроектного обследования на 1–м этапе построения БД.
Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации.
Главной целью правового обеспечения является укрепление законности. В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, организаций, местных органов власти. В правовом обеспечении можно выделить общую часть, регулирующую функционирование любой информационной системы, и локальную часть, регулирующую функционирование конкретной системы.
Правовое обеспечение этапов разработки информационной системы включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика и правовым регулированием отклонений от договора.
Правовое обеспечение этапов функционирования информационной системы включает:
статус информационной системы;
права, обязанности и ответственность персонала;
порядок создания и использования информации и др.
Этот набор подсистем носит общий характер практически для всех типов АИС. Однако структура и сложность обеспечивающих подсистем зависит от типа АИС, области применения и других факторов. Так, подсистема математического обеспечения имеет место в АИС оригинальной разработки ПО – в АИС с типовым ПО, она отсутствует. Подсистема правового обеспечения может отсутствовать в АИС внутрифирменного назначения – в этом случае можно ограничиться подсистемой организационного обеспечения, в которой в том числе решаются вопросы правового обеспечения; АИС самостоятельного назначения, например, системы информационного обслуживания, могут иметь подсистему правового обеспечения. АИС, имеющие БД фактографического характера, имеют только подсистему информационного обеспечения, в которой может возникать необходимость решения отдельных лингвистических вопросов. Документальные АИПС имеют развитую подсистему лингвистического обеспечения, так как в этих системах решаются сложные задачи обеспечения смысловой релевантности запросов пользователей содержанию выданных документов. А это, как правило, не только программные модули морфологического анализа, но и совокупность словарей и правил их ведения.
Цели создания и внедрения ИС.
Чего можно ожидать от внедрения информационных систем?
Внедрение информационных систем может способствовать:
1. освобождению работников от рутинной работы и её ускорению за счет автоматизации;
2. замене бумажных носителей данных на магнитные диски или ленты, что приводит к снижению объемов документов на бумаге, а следовательно возможности более рациональной организации переработки информации на компьютере;
3. совершенствованию структуры потоков информации и системы документооборота в фирме за счёт эффекта системности: однократный ввод данных – многократное и многоцелевое их использование»;
4. получению более рациональных вариантов решения управленческих задач (за счет внедрения математических методов и интеллектуальных систем и т.д.):
отысканию новых рыночных ниш;
оптимизация затрат на производство продуктов и/или услуг;
оптимизация взаимоотношений с покупателями и поставщиками.
Этапы развития информационных систем
История развития ИС разбивается на этапы (таблица 2), соответствующие примерно принятой нумерации целей – изменяется подход к использованию ИС.
Таблица 2. Этапы развития ИС.
|
Период времени |
Концепция использования информации |
Вид информационных систем |
Цель использования |
|
1950 – 1960 гг. |
Бумажный поток расчетных документов |
Информационные системы обработки расчетных документов на электромеханических бухгалтерских машинах |
Повышение скорости обработки документов Упрощение процедуры обработки счетов и расчета зарплаты |
|
1960 – 1970 гг. |
Основная помощь в подготовке отчетов |
Управленческие информационные системы для производственной информации |
Ускорение процесса подготовки отчетности |
|
1970 – 1980 гг. |
Управленческий контроль реализации (продаж) |
Системы поддержки принятия решений Системы для высшего звена управления |
Выборка наиболее рационального решения |
|
1980 – 2000 гг. |
Информация – стратегический ресурс, обеспечивающий конкурентное преимущество |
Стратегические информационные системы Автоматизированные офисы |
Выживание и процветание фирмы |
Первые информационные системы появились в середине прошлого века. В 50–е годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов.
60–е гг. знаменуются изменением отношения к информационным системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Дня этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.
В 70–х – начале 80–х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.
К концу 80–х гг. концепция использования информационных систем вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля. Информационные системы этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достичь успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.
Современное понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации персонального компьютера. В крупных организациях наряду с персональным компьютером в состав технической базы информационной системы может входить мэйнфрейм или суперЭВМ. Кроме того, техническое воплощение информационной системы само по себе ничего не будет значить, если не учтена роль человека, для которого предназначена производимая информация и без которого невозможно ее получение и представление.
В составе корпоративных информационных систем можно выделить две относительно независимых составляющих:
компьютерную инфраструктуру организации, представляющую собой совокупность сетевой, телекоммуникационной, программной, информационной и организационной инфраструктур (данная составляющая обычно называется корпоративной сетью);
взаимосвязанные функциональные подсистемы, обеспечивающие решение задач организации и достижение ее целей.
Первая составляющая отражает системно-техническую, структурную сторону любой информационной системы. По сути, это основа для интеграции функциональных подсистем, полностью определяющая свойства информационной системы, ее успешную эксплуатацию. Требования к компьютерной инфраструктуре едины и стандартизованы, а методы ее построения хорошо известны и многократно проверены на практике.
Вторая составляющая корпоративной информационной системы целиком относится к прикладной области и в значительной степени зависит от специфики задач и целей предприятия. Данная составляющая полностью базируется на компьютерной инфраструктуре предприятия и определяет прикладную функциональность информационной системы. Требования к функциональным подсистемам сложны и зачастую противоречивы, так как выдвигаются специалистами из различных прикладных областей. Однако в конечном счете именно эта составляющая более важна для функционирования организации, так как для нее, собственно, и строится компьютерная инфраструктура.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Лекции по дисциплине устройство и функционирование информационных систем. Информационные системы. Основные понятия и классификация
Раздел информационные системы основные понятия и классификация.. тема информационные системы основные понятия и.. в данной теме рассматриваются общие понятия относящиеся к операционным системам определяются их типы и базовые..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Факторы, влияющие на развитие корпоративных информационных систем
В последнее время все больше руководителей начинают отчетливо осознавать важность построения на предприятии корпоративной информационной системы как необходимого инструментария для успешного управл
Развитие методик управления предприятием
Теория управления предприятием представляет собой довольно обширный предмет для изучения и совершенствования. Это обусловлено постоянным изменением и разнообразием ситуаций на мировом рынке. Все вр
Развитие подходов к технической и программной реализации элементов информационных систем
Параллельно с развитием аппаратной части информационных систем на протяжении последних лет происходит постоянный поиск новых, более удобных и универсальных, методов программно-технологической реали
Соотношение между составляющими информационной системы
Взаимосвязи между двумя указанными составляющими информационной системы достаточно сложны. С одной стороны, эти две составляющие в определенном смысле независимы. Например, организация сети и прото
Архитектура файл-сервер
В архитектуре файл-сервер сетевое разделение компонентов диалога PS и PL отсутствует, а компьютер используется для функций отображения, что облегчает построение графического интерфейса. Файл
Архитектура клиент-сервер
Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее э
Многоуровневая архитектура
Многоуровневая архитектура стала развитием архитектуры клиент-сервер и в своей классической форме состоит из трех уровней:
нижний уровень представляет собой приложения клиентов, выделенн
Бухгалтерский учет
Бухгалтерский учет – классическая и наиболее часто реализуемая на сегодняшний день область применения информационных технологий. Такое положение вполне объяснимо. Во-первых, ошибка бухгалтера может
Управление складом, ассортиментом, закупками
Далее, можно автоматизировать процесс анализа движения товара, тем самым отследив и зафиксировав те двадцать процентов ассортимента, которые приносят восемьдесят процентов прибыли. Это же позволит
Управление производственным процессом
Оптимальное управление производственным процессом представляет собой очень трудоемкую задачу. Основным механизмом здесь является планирование.
Автоматизированное решение подобной задачи да
Предоставление информации о фирме
Активное развитие Интернета привело к необходимости создания корпоративных серверов для предоставления различного рода информации о предприятии. Практически каждое уважающее себя предприятие сейчас
Гибкость
Гибкость, способность к адаптации и дальнейшему развитию подразумевает возможность приспособления информационной системы к новым условиям, новым потребностям предприятия. Выполнение этих условий во
Надежность
Надежность информационной системы подразумевает ее функционирование без искажения информации, потери данных по «техническим причинам». Требование надежности обеспечивается созданием резервных копий
Эффективность
Система является эффективной, если с учетом выделенных ей ресурсов она позволяет решать возложенные на нее задачи в минимальные сроки.
В любом случае оценка эффективности будет производить
Безопасность
Под безопасностью, прежде всего, подразумевается свойство системы, в силу которого посторонние лица не имеют доступа к информационным ресурсам организации, кроме тех, которые для них предназначены.
Жизненный цикл информационных систем
Разработка корпоративной информационной системы, как правило, выполняется для вполне определенного предприятия. Особенности предметной деятельности предприятия, безусловно, оказывают влияние на стр
Понятие проекта
Проект – это ограниченное по времени целенаправленное изменение отдельной системы с изначально четко определенными целями, достижение которых означает завершение проекта
Основные фазы проектирования информационной системы
Каждый проект, независимо от сложности и объема работ, необходимых для его выполнения, проходит в своем развитии определенные состояния: от состояния, когда «проекта еще нет», до состояния, когда «
Концептуальная фаза
Главным содержанием работ на концептуальной фазе является определение проекта, разработка его концепции, включающая:
формирование идеи, постановку целей;
формирование ключевой
Подготовка технического предложения
Главным содержанием фазы подготовки технического предложения является уточнение технического предложения в ходе переговоров с заказчиком о заключении контракта. Общее содержание работ этой фазы:
Ввод системы в эксплуатацию
На фазе ввода системы в эксплуатацию проводятся испытания, идет опытная эксплуатация системы в реальных условиях, ведутся переговоры о результатах выполнения проекта и о возможных новых контрактах.
Процессы, протекающие на протяжении жизненного цикла информационной системы
Понятие жизненного цикла является одним из базовых понятий методологии проектирования информационных систем. Жизненный цикл информационной системы представляет собой непрерывный про
Разработка
Разработка информационной системы включает в себя все работы по созданию информационного программного обеспечения и его компонентов в соответствии с заданными требованиями. Разработка информационно
Эксплуатация
Эксплуатационные работы можно подразделить на подготовительные и основные. К подготовительным относятся:
конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей;
обеспечение
Сопровождение
Службы технической поддержки играют весьма заметную роль в жизни любой корпоративной информационной системы. Наличие квалифицированного технического обслуживания на этапе эксплуатации информационно
Вспомогательные процессы жизненного цикла
Среди вспомогательных процессов одно из главных мест занимает управление конфигурацией. Это тот вспомогательный процесс, который поддерживает основные процессы жизненного цикла информационной систе
Организационные процессы
Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков и контроля за сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обесп
Структура жизненного цикла информационной системы
Полный жизненный цикл информационной системы включает в себя, как правило, стратегическое планирование, анализ, проектирование, реализацию, внедрение и эксплуатацию. В общем случае
Начальная стадия
На начальной стадии устанавливается область применения системы и определяются граничные условия. Для этого необходимо идентифицировать все внешние объекты, с которыми должна взаимодействовать разра
Стадия уточнения
На стадии уточнения проводится анализ прикладной области, разрабатывается архитектурная основа информационной системы.
При принятии любых решений, касающихся архитектуры системы, необходим
Модели жизненного цикла информационной системы
Моделью жизненного цикла информационной системы будем называть некоторую структуру, определяющую последовательность осуществления процессов, действий и задач, выполняемых на протяж
Каскадная модель жизненного цикла информационной системы
Каскадная модель демонстрирует классический подход к разработке различных систем в любых прикладных областях. Для разработки информационных систем данная модель широко использовалась в 70-х и перво
Основные этапы разработки по каскадной модели
За десятилетия существования каскадной модели разбиение работ на стадии и названия этих стадий менялись. Кроме того, наиболее разумные методики и стандарты избегали жесткого и однозначного приписыв
Основные достоинства каскадной модели
Каскадная модель имеет ряд положительных сторон, благодаря которым она хорошо зарекомендовала себя при выполнении различного рода инженерных разработок и получила широкое распространение. Рассмотри
Недостатки каскадной модели
Перечень недостатков каскадной модели при ее использовании для разработки информационных систем достаточно обширен. Вначале просто перечислим их, а затем рассмотрим основные из них более подробно:
Итерации
Каждая итерация представляет собой законченный цикл разработки, приводящий к выпуску внутренней или внешней версии изделия (или подмножества конечного продукта), которое совершенствуется от итераци
Преимущества спиральной модели
Спиральный подход к разработке программного обеспечения позволяет преодолеть большинство недостатков каскадной модели и, кроме того, обеспечивает ряд дополнительных возможностей, делая процесс разр
Недостатки спиральной модели
Основная проблема спирального цикла – определение момента перехода на следующий этап. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждый из этапов жизненного цикла. Иначе процесс разр
Методология и технология разработки информационных систем
Методология создания информационных систем заключается ворганизации процесса построения информационной системы и в управлении этим процессом для того, чтобы гарантировать выполнени
Методология RAD
На начальном этапе существования компьютерных информационных систем их разработка велась на традиционных языках программирования. Однако по мере возрастания сложности разрабатываемых систем и запро
Основные особенности методологии RAD
Методология создания информационных систем, основанная на использовании средств быстрой разработки приложений, получила в последнее время широкое распространение и приобрела название методологии
Объектно-ориентированный подход
Средства RAD позволили реализовать совершенно иную по сравнению с традиционной технологию создания приложений: информационные объекты формируются как некие действующие модели (прототипы), чье функц
Визуальное программирование
Применение принципов объектно-ориентированного программирования позволило создать принципиально новые средства проектирования приложений, называемые средствами визуального программирования.
Событийное программирование
Логика приложения, построенного средствами RAD, является событийно-ориентированной. Это означает, что каждый объект, входящий в состав приложения, может генерировать события и реагировать на событи
Фаза анализа и планирования требований
На фазе анализа и планирования требований определяются:
функции, которые должна выполнять разрабатываемая информационная система;
наиболее приоритетные функции, требующие разр
Фаза проектирования
На фазе проектирования необходимым инструментом являются CASE-средства, используемые для быстрого получения работающих прототипов приложений.
Прототипы, созданные с помощью CASE-средств, а
Фаза построения
На фазе построения выполняется собственно быстрая разработка приложения. На данной фазе разработчики производят итеративное построение реальной системы на основе полученных ранее моделей, а также т
Фаза внедрения
Фаза внедрения в основном сводится к обучению пользователей разработанной информационной системы.
Так как фаза построения достаточно непродолжительна, планирование и подготовка к внедрению
Ограничения методологии RAD
Несмотря на все свои достоинства, методология RAD (как, впрочем, и любая другая методология), не может претендовать на универсальность. Ее применение наиболее эффективно при создании сравнительно н
Профили открытых информационных систем
Создание, сопровождение и развитие современных сложных информационных систем базируется на методологии построения таких систем как открытых. Открытые информационные системы с
Понятие профиля информационной системы
При создании и развитии сложных, распределенных, тиражируемых информационных систем требуется гибкое формирование и применение гармонизированных совокупностей базовых стандартов и нормативных докум
Принципы формирования профиля информационной системы
Профили информационных систем призваны решить следующие задачи:
снижение трудоемкости проектов;
повышение качества компонентов информационных систем;
обеспечение ра
Структура профилей информационных систем
Разработка и применение профилей являются органической частью процессов проектирования, разработки и сопровождения информационных систем. Профили характеризуют каждую конкретную информационную сист
Профиль прикладного программного обеспечения
Прикладное программное обеспечение всегда является проблемно-ориентированным и определяет основные функции информационной системы. Функциональные профили системы должны включать в себя согласованны
Профиль среды информационной системы
Профиль среды информационной системы должен определять ее архитектуру в соответствии с выбранной моделью обработки данных.
Стандарты интерфейсов приложений со средой (API) должны быть опре
Профиль защиты информации
Профиль защиты информации должен обеспечивать реализацию политики информационной безопасности, разрабатываемой в соответствии с требуемой категорией безопасности и критериями безопасности, заданным
Профиль инструментальных средств
Профиль инструментальных средств, встроенных в информационную систему, должен отражать решения по выбору методологии и технологии создания, сопровождения и развития информационной системы. В этом п
Стандарты и методики в информационных системах
Одним из важных условий эффективного использования информационных технологий является внедрение корпоративных стандартов. Корпоративные стандарты представляют собой соглашение о единых правилах орг
Виды стандартов
Существующие на сегодняшний день стандарты можно условно разделить на несколько групп:
По предмету стандартизации. К этой группе можно отнести функциональные стандарты (стандарты
Методика CDM фирмы Oracle
Одним из уже сложившихся направлений деятельности фирмы Oracle стала разработка методологических основ и производство инструментальных средств для автоматизации процессов разработки сложных приклад
Общая структура
Жизненный цикл формируется из определенных этапов (фаз) проекта и процессов, каждый из которых выполняется в течение нескольких этапов.
Методика CDM определяет следующие фазы жизне
Особенности методики CDM
Отметим основные особенности методики CDM, определяющие область ее применения и присущие ей ограничения.
Степень адаптивности CDM ограничивается тремя моделями жизненного цикла:
Общая структура
В стандарте ISO 12207 не предусмотрено каких-либо этапов (фаз или стадий) жизненного цикла информационной системы. Данный стандарт определяет лишь ряд процессов, причем по сравнению с CDM стандарт
Основные и вспомогательные процессы жизненного цикла
В стандарте ISO 12207 описаны пять основных процессов жизненного цикла программного обеспечения.
Процесс приобретения определяет действия предприятия-покупателя, которое приобрета
Особенности стандарта ISO 12207
Все сказанное выше позволяет сформулировать некоторые особенности стандарта ISO 12207.
Стандарт ISO 12207 имеет динамический характер, обусловленный способом определения последовательнос
1. Понятие системы. Информационные системы
Система. Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов.
Система может быть определена как совокупность взаимосвязанных элементов, имеющая либо цель функционирования, либо законы своего развития, относительно изолированная от окружающей среды.
Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям.
Таблица 1. Примеры систем, состоящих из разных элементов и направленных на реализацию разных целей
|
Элементы системы |
Главная цель системы |
|
|
Люди, оборудование, материалы, здания и др. |
Производство товаров и услуг |
|
|
Компьютер |
Электронные и электромеханические элементы, линии связи и др. |
Обработка данных |
|
Телекоммуникационная система |
Компьютеры, модемы, кабели, сетевое программное обеспечение и др. |
Передача информации |
|
Информационная система |
Компьютеры, компьютерные сети, люди, информационное и программное обеспечение |
Производство профессиональной информации |
В информатике понятие «система» широко распространено и имеет множество смысловых значений. Чаще всего оно используется применительно к набору технических средств и программ.
Системой может называться аппаратная часть компьютера.
Добавление к понятию «система» слова «информационная» отражает цель ее создания и функционирования.
Информационная система (ИС) – это система, предназначенная для ведения информационной модели, чаще всего – какой-либо области человеческой деятельности. Эта система должна обеспечивать средства для протекания информационных процессов:
Хранение
Передача
Преобразование информации.
Информационной системой называют, также, совокупность взаимосвязанных средств, которые осуществляют хранение и обработку информации, также называют информационно-вычислительными системами. В информационную систему данные поступают от источника информации. Эти данные отправляются на хранение либо претерпевают в системе некоторую обработку и затем передаются потребителю.
Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск, выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области. Они помогают анализировать проблемы и создавать новые продукты.
Между потребителем и собственно информационной системой может быть установлена обратная связь. В этом случае информационная система называется замкнутой. Канал обратной связи необходим, когда нужно учесть реакцию потребителя на полученную информацию.
2. Структура и состав информационных систем
В наиболее общем виде, информационную систему можно представить состоящей из следующих элементов:
источника информации;
аппаратной части ИС;
программной части ИС;
потребителя информации.
Структура информационной системы
Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.
Подсистема - это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.
Структурный признак классификации. Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем (рис.). Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.
Назначение подсистемы информационного обеспечения состоит в своевременном формировании и выдаче достоверной информации для принятия управленческих решений.
Информационное обеспечение – совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.
Унифицированные системы документации создаются на государственном, отраслевом и региональном уровнях. Главная цель – это обеспечение сопоставимости показателей различных сфер общественного производства. 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.
Схемы информационных потоков отражают маршруты движения информации и ее объемы, места возникновения первичной информации и использования результатной информации. За счет анализа структуры подобных схем можно выработать меры по совершенствованию всей системы управления.
В качестве примера простейшей схемы потоков данных можно привести схему, где отражены все этапы прохождения служебной записки или записи в базе данных о приеме на работу сотрудника от момента ее создания до выхода приказа о его зачислении на работу.
Построение схем информационных потоков, позволяющих выявить объемы информации и провести ее детальный анализ, обеспечивает:
Исключение дублирующей и неиспользуемой информации;
Классификацию и рациональное представление информации.
При этом подробно должны рассматриваться вопросы взаимосвязи движения информации по уровням управления.
Следует выявить, какие показатели необходимы для принятия управленческих решений, а какие нет. К каждому исполнителю должна поступать только та информация, которая используется.
Методология построения баз данных базируется на теоретических основах их проектирования. Для понимания концепции методологии приведем основные ее идеи в виде двух последовательно реализуемых на практике этапов:
1-й этап – обследование всех функциональных подразделении фирмы с целью:
Понять специфику и структуру ее деятельности;
Построить схему информационных потоков;
Проанализировать существующую систему документооборота;
Определить информационные объекты и соответствующий состав реквизитов (параметров, характеристик), описывающих их свойства и назначение.
2-й этап – построение концептуальной информационно-логической модели данных для обследованной на 1-м этапе сферы деятельности. В этой модели должны быть установлены и оптимизированы все связи между объектами и их реквизитами. Информационно-логическая модель является фундаментом, на котором будет создана база данных.
Логические представления о свойствах и отношениях объектов предметной области определяют построением внешней, информационно-логической модели, которая не зависит от способов физического размещения данных. В такой модели объекты представлены типами записей, свойства - полями записей, а отношения - связями между типами и полями записей. Наглядное изображение логической модели возможно двумя способами: графическим, когда схема строится в виде ориентированного графа с вершинами типов записей и дугами связей, и табличными, когда каждому типу записи (объекту) соответствует таблица с множеством полей записи (свойств).
Разновидности информационно-логической модели
Известны три разновидности информационно-логической модели:
1) иерархическая модель данных (ИМД) основана на графическом способе и предусматривает поиск данных по одной из ветвей "дерева", в котором каждая вершина имеет только одну связь с вершиной более высокого уровня. Для осуществления поиска необходимо указать полный путь к данным, начиная с корневого элемента;
2) сетевая модель данных (СМД) также основана на графическом способе, но допускает усложнение "дерева" без ограничения количества связей, входящих в вершину. Это позволяет строить сложные поисковые структуры;
3) в реляционной модели баз данных (РМД) реализуется табличный способ. В РМД таблица называется отношением, строка – кортежем, а столбцы – атрибутами.
Для создания информационного обеспечения необходимо:
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;
Совершенствование системы документооборота;
Наличие и использование системы классификации и кодирования;
Владение методологией создания концептуальных информационно-логических моделей, отражающих взаимосвязь информации;
Создание массивов информации на машинных носителях, что требует наличия современного технического обеспечения.
1.2.1 Понятие и свойства системы
1.2.2 Понятие и виды информационных систем
1.2.3. Структура и состав информационной системы
1.2.4. Компоненты системы обработки данных
1.2.5. Организационные компоненты информационной системы
1.2.6. Тенденции развития информационных систем
Литература: 4, с. 12–25; 5, с. 16–32; 7, c. 9–32.
1.2.1 Понятие и свойства системы. Системой называется любой объект, который, с одной стороны, рассматривается как единое целое, а с другой - как множество связанных между собой или взаимодействующих составных частей.
термин «система» употребляется в основном в двух смыслах:
Система, как некоторое свойство, состоящее в рациональном сочетании в упорядоченности всех элементов определенного объема по времени и пространстве так, что каждый из них содействует успеху деятельности всего объекта. С такой трактовкой связано понимание координации и синхронизации действий персонала управления, объединенных с целью достижения поставленных целей;
Система как объект, обладающий достаточно сложной, определенным образом упорядоченной внутренней структурой (например, производственный процесс).
Понятие системы охватывает комплекс взаимосвязанных элементов, действующих как единое целое. В систему входят следующие компоненты :
Структура системы – множество элементов системы и взаимосвязей между ними. Пример: организационная и производственная структура предприятия. Математической моделью структуры является граф.
Функции каждого элемента системы . Пример: управленческие функции – принятие решений определенным структурным подразделением предприятия.
Вход и выход каждого элемента системы в целом . Пример: материальные или информационные потоки, поступающие в систему или выводимые ею. Каждый входной поток характеризуется набором параметров {x(i)}; значения этих параметров по всем входным потокам образуют вектор-функцию X. В простейшем случае Х зависит только от времени t, а в практически важных случаях значение Х в момент времени t+1 зависит от X(t) и t. Функция выхода системы Y определяется аналогично.
Закон поведения системы – функция, связывающая изменения входа и выхода системы Y = F(X).
Цели и ограничения системы и ее отдельных элементов . Пример: достижение максимальной прибыли, финансовые ограничения.
Качество функционирования системы описывается рядом переменных u1, u2,..., uN. Часть этих переменных (обычно всего одна переменная) должна поддерживаться в экстремальном значении, например, mах ul. Функция ul = f(X,Y,t,...) называется целевой функцией, или целью. Зачастую f не имеет аналитического и вообще явного выражения. На остальные переменные могут быть наложены (в общем случае двусторонние) ограничения
аК <= gK(uK) <= bК, где2 <= К <=N.
Среди известных свойств систем целесообразно рассмотреть следующие: относительность, делимость и целостность.
Свойство относительности устанавливает, что состав элементов, взаимосвязей, входов, выходов, целей и ограничений зависит от целей исследователя.
Делимость означает, что систему можно представить состоящей из относительно самостоятельных частей - подсистем, каждая из которых может рассматриваться как система.
Свойство целостности указывает на согласованность цели функционирования всей системы с целями функционирования ее подсистем и элементов.
Система, как правило, имеет больше свойств, чем составляющие ее элементы (Аристотель).
1.2.2 Понятие и виды информационных систем. В связи с применением новой информационной технологии, основанной на использовании средств связи, компьютеров, широко используется понятие «информационная система » (ИС).
Информационная система представляет собой коммуникационную систему по сбору, передаче, переработке информации об объекте, снабжающую работников различного ранга информацией для реализации функций управления.
Информационная система создается для конкретного объекта. Эффективная информационная система принимает во внимание различия между уровнями управления, сферами действия, а также внешними обстоятельствами и дает каждому уровню управления только ту информацию, которая ему необходима для эффективной реализации функций управления.
Внедрение информационных систем производится с целью повышения эффективности производственно-хозяйственной деятельности фирмы за счет не только обработки и хранения рутинной информации, автоматизации конторских работ, но и за счет принципиально новых методов управления, основанных на моделировании действий специалистов фирмы при принятии решений (методы искусственного интеллекта, экспертные системы и т.п.), использовании современных средств телекоммуникаций (электронная почта, телеконференции), глобальных и локальных вычислительных сетей и т. д.
В зависимости от степени (уровня) автоматизации выделяют ручные, автоматизированные и автоматические информационные системы.
Ручные ИС характеризуются тем, что все операции по переработке информации выполняются человеком.
Автоматизированные ИС – часть функций (подсистем) управления или обработки данных осуществляется автоматически, а часть – человеком.
Автоматические ИС – все функции управления и обработки данных осуществляются техническими средствами без участия человека (например, автоматическое управление технологическими процессами).
По сфере применения можно выделить следующие классы информационных систем:
Научные исследования;
Автоматизированное проектирование;
Организационное управление;
Управление технологическими процессами.
Научные ИС предназначены для автоматизации деятельности научных работников, анализа статистической информации, управления экспериментом.
ИС автоматизированного проектирования предназначены для автоматизации труда инженеров-проектировщиков и разработчиков новой техники (технологии). Такие ИС помогают осуществлять:
Разработку новых изделий и технологий их производства;
Различные инженерные расчеты (определение технических параметров изделий, расходных норм - трудовых, материальных и т.п.);
Создание графической документации (чертежей, схем, планировок);
Моделирование проектируемых объектов;
Создание управляющих программ для станков с числовым программным управлением.
ИС организационного управления предназначены для автоматизации функций административного (управленческого) персонала. К этому классу относятся ИС управления как промышленными (предприятия), так и непромышленными объектами (банки, биржи, страховые компании, гостиницы и т.д.) и отдельными офисами (офисные системы).
ИС управления технологическими процессами предназначена для автоматизации различных технологических процессов (гибкие производственные процессы, металлургия, энергетика и т. п.).
1.2.3 Структура и состав информационной системы. Практически все рассмотренные разновидности информационных систем независимо от сферы их применения включают один и тот же набор компонентов (рис.1.2):
Функциональные компоненты;
Компоненты системы обработки данных;
Организационные компоненты.
При этом под функцией управления понимается специальная постоянная обязанность одного или нескольких лиц, выполнение которой приводит к достижению определенного делового результата.
Под функциональными компонентами понимается система функций управления - полный набор (комплекс) взаимоувязанных во времени и пространстве работ по управлению, необходимых для достижения поставленных перед предприятием целей.
Весь процесс управления фирмой сводится либо к линейному (например, административному) руководству предприятием или его структурным подразделением, либо к функциональному руководству (например, материально-техническое обеспечение, бухгалтерский учет и т.п.) Поэтому декомпозиция информационной системы по функциональному признаку (рис.1.2) включает в себя выделение ее отдельных частей, называемых функциональными подсистемами (ПС) (функциональными модулями, бизнес-приложениями), реализующих систему функций управления. Функциональный признак определяет назначение подсистемы, то есть то, для какой области деятельности она предназначена и какие основные цели, задачи и функции она выполняет. Функциональные подсистемы в существенной степени зависят от предметной области (сферы применения) информационных систем.
На рисунке 1.3 приведена функциональная декомпозиция информационной системы промышленного предприятия. В зависимости от сложности объекта количество функциональных подсистем колеблется от 10 до 50 наименований. Как следует из приведенных рисунков, несмотря на различные сферы применения ИС, ряд функциональных подсистем имеют одно и то же наименование (например, бухгалтерский учет и отчетность), однако их внутреннее содержание для различных объектов значительно отличается друг от друга. Специфические особенности каждой функциональной подсистемы содержатся в так называемых «функциональных задачах» подсистемы (рис.1.2). Обычно управленческий персонал или связывает это понятие с достижением определенных целей функции управления, или определяет его как работу, которая должна быть выполнена определенным способом в определенный период. Однако с появлением новых информационных технологий понятие «задача » рассматривается шире: как законченный комплекс обработки информации, обеспечивающий либо выдачу прямых управляющих воздействий на ход производственного процесса, либо выдачу необходимой информации для принятия решений управленческим персоналом . Таким образом, задача должна рассматриваться как элемент системы управления, а не как элемент системы обработки данных. Выбор состава функциональных задач функциональных подсистем управления осуществляется обычно с учетом основных фаз управления: планирования; учета, контроля и анализа; регулирования (исполнения).
Планирование – это управленческая функция, обеспечивающая формирование планов, в соответствии с которыми будет организовано функционирование объекта управления. Обычно выделяют перспективное (5–10 лет), годовое (1 год) и оперативное (сутки, неделя, декада, месяц) планирование.
Рисунок 1.3 – Укрупненная функциональная декомпозиция
информационной системы промышленного предприятия
Учет, контроль и анализ – это функции, обеспечивающие получение данных о состоянии управляемой системы за определенный промежуток времени; определение факта и причины отклонений фактического состояния объекта управления от планируемого состояния, а также нахождение величин этого отклонения. Учет ведется по показателям плана в выбранном диапазоне (горизонте) планирования (оперативный, среднесрочный и т. д.).
Регулирование (исполнение) – это функция, обеспечивающая сравнение планируемых и фактических показателей функционирования объекта управления и реализацию необходимых управляющих воздействий при наличии отклонений от запланированных в заданном диапазоне (отрезке).
В соответствии с выделенными функциональными подсистемами (рис. 1.3) и с учетом фаз управления и определяется состав задач функциональных подсистем. Например, информационная система управления персоналом банка может содержать следующие функциональные подсистемы:
Планирование численности персонала банка;
Расчет фонда заработной платы персонала;
Планирование и организация обучения персонала;
Управление кадровыми перемещениями;
Статистический учет и отчетность;
Справки по запросу.
Выбор и обоснование состава функциональных задач является одним их важных элементов создания информационных систем. Следует отметить, что именно задача (функциональная подсистема) является объектом разработки, внедрения и эксплуатации конечным пользователем.
Анализ функциональных задач показывает, что их практическая реализация в условиях информационных систем многовариантна. Одна и та же задача может быть решена (реализована) различными математическими методами, моделями и алгоритмами (рис.1.2). Иногда эту функциональную подсистему называют подсистемой математического обеспечения.
Среди множества вариантов реализации, как правило, имеется наилучший, определяемый возможностями вычислительной системы и системы обработки данных в целом.
В современных системах автоматизации проектирования информационных систем этот компонент входит в состав так называемых банков моделей и алгоритмов, из которых в процессе разработки информационных систем выбираются наиболее эффективные для конкретного объекта управления.
1.2.4 Компоненты системы обработки данных. Основная функция системы обработки данных – реализация типовых операций обработки данных, каковыми являются:
Сбор, регистрация и перенос информации на машинные носители;
Передача информации в места ее хранения и обработки;
Ввод информации в ЭВМ, контроль ввода и ее компоновка в памяти компьютера;
Создание и ведение внутримашинной информационной базы;
Обработка информации на ЭВМ (накопление, сортировка, коррек-тировка, выборка, арифметическая и логическая обработка) для решения функциональных задач системы (подсистемы) управления объектом;
Вывод информации в виде табуляграмм, видеограмм, сигналов для прямого управления технологическими процессами, информации для связи с другими системами;
Организация, управление (администрирование) вычислительным процессом (планирование, учет, контроль, анализ реализации хода вычислений) в локальных и глобальных вычислительных сетях.
Система обработки данных (СОД) предназначена для информационного обслуживания специалистов разных органов управления предприятия, принимающих управленческие решения.
Выделение типовых операций обработки данных позволило создать специализированные программно-аппаратные комплексы, их реализующие (различные периферийные устройства, оргтехнику, стандартные наборы программ, с том числе пакеты прикладных программ - ППП, - реализующих функциональные задачи ИС). Конфигурация аппаратных комплексов образует так называемую топологию вычислительной системы.
СОД могут работать в трех основных режимах: пакетном, интерактивном, реального времени.
Для пакетного режима характерно, что результаты обработки выдаются пользователям после выполнения так называемых пакетов заданий. В качестве примера систем, работающих в пакетном режиме, можно назвать системы статистической отчетности, налоговых инспекций, расчетно-кассовых центров (РКЦ), банков и т.д. Недостатком такого режима является обособленность пользователя от процесса обработки информации, что снижает оперативность принятия управленческих решений.
При интерактивном (диалоговом) режиме работы происходит обмен сообщениями между пользователем и системой. Пользователь обдумывает результаты запроса и принятые решения вводит в систему для дальнейшей обработки. Типичными примерами диалоговых задач можно считать многовариантные задачи использования ресурсов (трудовых, материальных, финансовых).
Режим реального времени используется для управления быстропротекающими процессами, например передачей и обработкой банковской информации в глобальных международных сетях типа SWIFT, и непрерывными технологическими процессами.
Практически все системы обработки данных информационных систем независимо от сферы их применения включают один и тот же набор составных частей (компонентов), называемых видами обеспечения (рис.1.2). Принято выделять информационное, программное, техническое, правовое, лингвистическое обеспечение.
Информационное обеспечение – это совокупность методов и средств по размещению и организации информации, включающих в себя системы классификации и кодирования, унифицированные системы документации, рационализации документооборота и форм документов, методов создания внутримашинной информационной базы информационной системы. От качества разработанного информационного обеспечения во многом зависит достоверность и качество принимаемых управленческих решений.
Программное обеспечение – совокупность программных средств для создания и эксплуатации СОД средствами вычислительной техники. В состав программного обеспечения входят базовые (общесистемные) и прикладные (специальные) программные продукты.
Техническое обеспечение представляет собой комплекс технических средств, применяемых для функционирования системы обработки данных как во вне ЭВМ (периферийные технические средства сбора, регистрации, первичной обработки информации, оргтехника различного назначения, средства телекоммуникации и связи), так и на ЭВМ различных классов.
Правовое обеспечение представляет собой совокупность правовых норм, регламентирующих создание и функционирование информационной системы. Правовое обеспечение разработки информационной системы включает нормативные акты договорных взаимоотношений между заказчиком и разработчиком ИС. Правовое обеспечение функционирования СОД включает: условия придания юридической силы документам, полученным с применением вычислительной техники; права, обязанности и ответственность персонала, в том числе за своевременность и точность обработки информации; правила пользования информацией и порядок разрешения споров по поводу ее достоверности и др.
Лингвистическое обеспечение представляет собой совокупность языковых средств, используемых на различных стадиях создания и эксплуатации СОД для повышения эффективности разработки и обеспечения общения человека и ЭВМ.
1.2.5 Организационные компоненты информационной системы. Выделение организационных компонентов в самостоятельное направление обуславливается особой значимостью человеческого фактора (персонала) в успешном функционировании ИС. Прежде чем внедрять дорогостоящую систему обработки данных; должна быть проведена огромная работа по упорядочению и совершенствованию организационной структуры объекта; в противном случае эффективность ИС будет низкой. Главная проблема при этом заключается в выявлении степени соответствия существующих функций управления и организационной структуры, реализующей эти функции и стратегию развития фирмы. Средствами достижения цели - совершенствования организационных структур - являются различные методы моделирования.
Под организационными компонентамиИС (рис. 1.2) понимается совокупность методов и средств, позволяющих усовершенствовать организационную структуру объектов и управленческие функции, выполняемые структурными подразделениями; определить штатное расписание и численный состав каждого структурного подразделения; разработать должностные инструкции персоналу управления в условиях функционирования СОД.
1.2.6 Тенденции развития информационных систем. Логика развития ИС в последние 40 лет наглядно демонстрирует эффект маятника: централизованная модель обработки данных на базе мэйнфреймов, доминировавшая до середины 80-х годов, всего за несколько лет уступила свои позиции распределенной архитектуре одноранговых локальных сетей (ЛС) персональных компьютеров, но затем началось возвратное движение к централизации ресурсов системы.
Сегодня в центре внимания оказывается технология «клиент-сервер», которая эффективно объединяет достоинства своих предшественников.
Различают несколько поколений ИС.
Первое поколение ИС (1960–1970 гг.) строилось на базе центральных ЭВМ по принципу «одно предприятие – один центр обработки», а в качестве стандартной среды выполнения приложений (функциональных задач) служила операционная система фирмы IBM – MVS.
Второе поколение ИС (1970–1980 гг.): первые шаги к децентрализации ИС, в процессе которой пользователи стали продвигать информационные технологии в офисы и отделения компаний, используя мини-компьютеры типа DEC VAX. Параллельно началось активное внедрение высокопроизводительных СУБД типа DB2 и пакетов коммерческих прикладных программ. Таким образом, кардинальным новшеством ИС этого поколения стала двух- и трехуровневая модель организации системы обработки данных (центральная ЭВМ - мини-компьютеры отделений и офисов) с информационным фундаментом на основе децентрализованной базы данных и прикладных пакетов.
Третье поколение ИС (1980 – начало 1990 гг.): бум распределенной сетевой обработки, главной движущей силой которого был массовый переход на персональные компьютеры (ПК). Логика корпоративного бизнеса потребовала объединения разрозненных рабочих мест в единую ИС – появились вычислительные сети и распределенная обработка. Однако очень скоро в одноранговых сетях стали обнаруживаться первые признаки иерархичности: сначала в виде выделенных файл-серверов, серверов печати и телекоммуникационных серверов, а затем и серверов приложений. На каком-то этапе возрастающую потребность в концентрации ресурсов ИС, ответственных за администрирование системы (организацию вычислительного процесса), поддержку корпоративной базы данных и выполнение связанных с ней централизованных приложений, удалось удовлетворить в так называемой модели «среднего калибра» за счет использования UNIX-серверов, выпускаемых IBM, DEC, Hewlett-Packard, Sun и др. Поэтому рынок серверов стал одним из самых динамичных секторов компьютерной индустрии.
При развитии ИС третьего поколения идея чистой (одноранговой) распределенной обработки заметно потускнела и уступила место иерархической модели клиент-сервер.
Четвертое поколение ИС. Отличительные черты современных ИС прежде всего – иерархическая организация, в которой централизованная обработка и единое управление ресурсами ИС на верхнем уровне сочетается с распределенной обработкой на нижнем, определяется синтезом решений, апробированных в системах предыдущих поколений. Информационные системы четвертого поколения аккумулируют следующие основные особенности:
Полное использование потенциала настольных компьютеров и среды распределенной обработки;
Модульное построение системы, предполагающее существование множества различных типов архитектурных решений;
Экономия ресурсов системы за счет централизации хранения и обработки данных на верхних уровнях иерархии ИС;
Наличие эффективных централизованных средств сетевого и системного администрирования (организации вычислительного процесса), позволяющих осуществлять сквозной контроль за функционированием сети и управление на всех уровнях иерархии, а также обеспечивающих необходимую гибкость и динамическое изменение конфигурации системы;
Резкое снижение так называемых «скрытых затрат» – эксплуатационных расходов на содержание ИС, которые непросто предусмотреть в бюджете организации (поддержание функционирования сети, резервное копирование файлов пользователей на удаленных серверах, настройка конфигурации рабочих станций и подключение их в сеть, обеспечение защиты данных, обновление версий программного обеспечения и т. д.).
1.3 Классификация и структура технических средств информационных технологий
1.3.1 Этапы работы информационных систем
1.3.2 Основные сведения об устройстве ЭВМ
1.3.3 Классификация ЭВМ
1.3.4 Тенденции развития ЭВМ
Литература: 2 с. 48–76; 4 c. 32–73; 5 c. 45–56; 6 c. 4–12, 92–136; 8,9.
1.3.1 Этапы работы информационных систем. В работе информационной системы, в ее технологическом процессе можно выделить несколько достаточно четко различимых этапов:
1. Зарождение данных , т. е. формирование первичных сообщений, которые фиксируют результаты хозяйственных операций, свойства объектов и субъектов управления, параметры производственных процессов, содержание нормативных и юридических актов и т. д.
2. Накопление и систематизация данных , т. е. организация такого размещения данных, которое обеспечивало бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защиту их от искажений, утраты, потери связности и т.п.
3. Обработка данных – процессы, в результате которых на основе ранее накопленных данных формируются новые виды данных: обобщающие, аналитические, рекомендательные, прогнозные... Производные данные тоже могут быть подвергнуты дальнейшей обработке и принести сведения более глубокой обобщенности и т. д.
4. Отображение данных – представление данных в форме, пригодной для восприятия человеком. Прежде всего - это вывод на печать, т. е. изготовление документов, удобных для восприятия человеком. Но достаточно широко используются и такие виды представления, как построение графических иллюстративных материалов (графики, диаграммы) и формирование звуковых сигналов.
1.3.2 Основные сведения об устройстве ЭВМ. Электронной вычислительной машиной (ЭВМ) называется устройство, выполняющее следующие операции:
Ввод информации;
Обработку информации по заложенной в ЭВМ программе;
Вывод результатов обработки в форме, пригодной для восприятия человеком.
За каждое из названных действий отвечает специальный блок ЭВМ, соответственно: устройство ввода, центральный процессор (ЦП), устройство вывода. Все они очень сложны и, в свою очередь, состоят из отдельных более мелких устройств. В частности, в центральный процессор могут входить: арифметическо-логическое устройство, управляющее устройство, оперативное запоминающее устройство. Таким образом, укрупненная структурная схема ЭВМ приобретает вид, показанный на рис.1.4. Этот состав был впервые сформулирован американским математиком немецкого происхождения Джоном фон Нейманом (хотя впервые использован еще во время второй мировой войны немцем Конрадом Цузе в его вычислителях серии Z).
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – это именно то место, где выполняются преобразования данных, предписанные командами программы: арифметические действия над числами, преобразования кодов, сравнение слов и пр.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или просто память, предназначена для размещения программ, а также для временного хранения каких-то частей входных данных и промежуточных результатов. Ему свойственны: способность записывать (или считывать) элементы программ и данных в произвольное место памяти (или из произвольного места памяти), высокое быстродействие. Слово произвольное означает не «какой попало», а возможность обратиться к заданному адресу без необходимости просмотра всех предшествующих .
Рисунок 1.4 – Укрупнённая структурная схема ЭВМ
Качество ЭВМ характеризуется многими показателями. Это и набор инструкций (команд), которые ЭВМ способна понимать и выполнять, и скорость работы (быстродействие) центрального процессора, и количество устройств ввода-вывода (периферийных устройств), которые можно присоединить к ней одновременно, и потребление электроэнергии, и многое другое. Но главной, как правило, характеристикой является быстродействие , то есть количество операций, которое центральный процессор способен выполнить в единицу времени.
Скорость ЭВМ существенно зависит от скорости работы ОЗУ, или иными словами, от продолжительности обращения к ОЗУ. Поэтому постоянно ведутся поиски элементов ОЗУ, которые требовали бы как можно меньше времени на операции чтения-записи. Однако, вместе с быстродействием растет (и очень резко) стоимость элементов памяти, так что построение ОЗУ необходимой емкости на быстрых элементах неприемлемо экономически. Эта проблема разрешена путем построения многоуровневой памяти . ОЗУ складывается из двух – трех частей: основная часть большой емкости, строится на относительно медленных (но зато более дешевых) элементах, а дополнительная часть (ее называют кэш-памятью ) состоит из быстродействующих элементов. Те данные, к которым АЛУ обращается наиболее часто, содержатся в кэш-памяти; больший же объем оперативной информации хранится в основной памяти. Распределением информации между составными частями ОЗУ управляет специальный блок центрального процессора (ЦП). Объем ОЗУ и кэш-памяти принадлежит к числу важнейших характеристик ЭВМ.
1.3.3 Классификация ЭВМ. Номенклатура видов ЭВМ в настоящее время огромна: машины различаются по назначению, мощности, размерам, используемой элементной базе, устойчивости по отношению к воздействию неблагоприятных условий и т.п. Так что классифицировать ЭВМ можно было бы с разных точек зрения, по разным классификационным признакам. Принятая на сегодня градация ЭВМ по производительности и габаритным характеристикам (размеры, вес), представлена в таблице 1.1. Следует отметить при этом, что классификация в известной мере условна, так как границы между группами размыты и очень подвижны во времени: развитие этой отрасли науки и техники столь стремительно, что, например сегодняшняя микро-ЭВМ не уступает по мощности мини-ЭВМ пятилетней давности.
Таблица 1.1 – Классы современных ЭВМ
| Класс ЭВМ | Основное назначение | Основные технические данные |
| Супер-ЭВМ | Сложные научные расчеты | Интегральное быстродействие до сотен миллиардов операций в секунду; сотни параллельно работающих процессоров |
| Большие ЭВМ (мэйн-фреймы) | Обработка больших объемов информации банков, крупных предприятий | Мультипроцессорная архитектура; подключение до 200 рабочих мест |
| Мини-ЭВМ | Системы управления предприятиями сред-него размера; многопультовые вычислительные системы | Мультипроцессорная архитектура, разветвленная периферия |
| Серверы | Контроль локальной сети или узла Интернет, хранилище данных | Одно(много)процессорная архитектура, высокое быстродействие процессора; большая оперативная память, большая емкость накопителей на жестких магнитных дисках |
| Рабочие станции | Системы автоматизи-рованного проектирования, системы автоматизации экспериментов | Одно(много)процессорная архитектура, высокое быстродействие процессора; большая оперативная память, большая емкость накопителей на жестких магнитных дисках, специализированная периферия |
| Микро-ЭВМ | Индивидуальное обслуживание пользователя; работа в локальных автоматизированных системах управления | Однопроцессорная архитектура, гибкость конфигурации – возможность подключения разнообразных внешних устройств |
Класс персональных ЭВМ сам складывается из весьма разнообразных видов машин и потому заслуживает отдельной классификации (табл. 1.2). В качестве классификационного признака взяты весо-габаритные данные.
Таблица 1.2 – Микро-ЭВМ (персональные компьютеры)
| Тип | Вес, кг | Источник питания |
