Понятие информационной системы (ИС). Сложные системы. Функциональная структура ИС. Математическое и информационное, программное, техническое, организационное, методическое, лингвистическое и эргономическое обеспечение. Информационные процедуры. Классификация ИС. Архитектуры ИС. Аналитические и распределенные ИС. Мультиагентные ИС.
Неизбежность информатизации общества обусловлена повышением роли и значением информации привело к появлению информационных систем (ИС).
Под ИС понимают совокупность математических методов, информационных, программных и технических средств, а также коллектив людей, который с помощью этих методов и средств осуществляет процесс управления некоторым объектом. ИС является сложной системой, под которой понимают такие системы, для которых нельзя построить формальную математическую модель, имеющих большое количество элементов с неизвестным множеством связей или с неизвестной природой явлений, протекающих в системе. Как правило, сложная система обладает следующими особенностями:
1. Каждый из взаимосвязанных элементов системы является, в свою очередь системой, состоящей также из элементов, взаимосвязанных между собой.
2. Количество элементов сложной системы значительно (свыше 104 элементов).
3. Элементы и взаимосвязи элементов системы постоянно изменяются, т.е. система является динамической.
Следует заметить, что нет четкой границы между понятиями простой и сложной системы.
Из системного анализа известно, что всякую систему можно разбивать на подсистемы, используя различные признаки.
При делении ИС функциональному признаку выделяют множество взаимосвязанных функциональных подсистем, каждая из которых решает определенное множество задач управления и служит достижению определенных целей. Например, для ИС ВУЗа определены подсистемы «Абитуриент», «Расписание» и т. д. В этом случае определяется функциональная структура ИС.
В ИС также выделяют обеспечивающие подсистемы (рис .1.1.):
1. Математическое обеспечение (МО) – это совокупность методов, модулей, позволяющих оптимально управлять некоторым процессом.
2. Информационное обеспечение (ИО) − это совокупность информации, которая циркулирует в системе управления:
· Оперативная информация (переменная), отражающая текущее состояние управляемого процесса;
· Нормативно-справочная информация (постоянная или условно-постоянная, управляющая), описывающая способы, методы управления, включает в себя инструкции, приказы, справочные данные;
· Архивная информация (неизменяемая) о состояниях управляемого процесса в прошлом.
3. Программное обеспечение (ПО) – это совокупность программных средств, машинных алгоритмов, реализующих математические методы, модели управления процессом. Существует системное и прикладное ПО.
4. Техническое обеспечение (ТО) – это совокупность технических средств сбора, передачи, отображения, ввода, хранения и обработки данных. К средствам сбора например относят датчики, АЦП, и т.д.. К средствам передачи – кабельные системы, аппаратура приема-передачи данных и т.д.. К средствам отображения – технические средства, позволяющие представить информацию человеку в удобной для восприятия форме. Устройства ввода могут быть: тактильные (мышь, клавиатура, джойстик), графические (сканер, дигитайзер), звуковые (звуковые карты). К устройствам хранения относят диски, оперативная память, флэш-карты, и т.д.. К средствам обработки – процессоры, конвейер. и .т.д.
5. Методическое обеспечение (МтО) – совокупность методических материалов и инструкций, предназначенных для персонала ИС, где указываются инструкции для обеспечения эксплуатации и развития ИС.
6. Организационное обеспечение (ОО) – это персонал, должностные лица и структуры их подчиненности производящий создание, эксплуатацию, и развитие ИС. Персонал ИС принято делить на три класса: пользователи (табл. 1), разработчики (табл. 2) и эксплутационный персонал (табл. 3). Пользователи – это лица, для которых разрабатывается ИС. Разработчики осуществляют проектирование, изготовление и внедрение ИС. Эксплутационный персонал обеспечивает функционирование ИС, т. е. ее эксплуатацию.
Таблица 1.1.
№
Подкласс пользователей
Характеристика пользователя
Конечный пользователь
Ожидает от внедряемой ИС повышения производительности труда, точности решения и снижения затрат на принятие решений. Условно их можно назвать высококвалифицированными специалистами. Профессиональный язык общения
Пользователь непрофессионал
Ожидает любого решения задачи, язык общения непрофессиональный, обычно случайный пользователь
Обучаемый пользователь
Обучается работать в конкретной предметной области. Язык общения в начале обучения непрофессиональный; в конце обучения – профессиональный
Таблица 1.2.
№
Группа разработчиков
Функции разработчиков
Аналитики
Формулируют проблемы, ставят задачи
Эксперты
Высококвалифицированные специалисты в предметной области, оценивает эффективность созданной ИС, определяет целесообразность эксплуатации
Математики
Разрабатывают математическое обеспечение ИС, математические модели, и методы решения задач управления
Специалист по знаниям
Разрабатывают информационное обеспечение системы
Программисты
Разработчики прикладного системного и прикладного программного обеспечения
Специалисты технического обеспечения проекта
Группа технического обеспечения проекта – это разработчики комплекса технических средств.
Системотехники.
Разработчики сложных систем, связывают в единое целое все элементы ИС, согласуют деятельность всех групп разработчиков.
Таблица 1.3.
Группы эксплуатационного персонала
Функции эксплутационного персонала
Операторы технических средств.
Осуществляют работы, связанные с выполнением задач ИС, осуществляют контроль работоспособности технических средств. Оператор – лицо со средним специальным образованием, работа строго регламентируется инструкцией.
Администратор баз данных
Обеспечивает функционирование баз данных (БД), т.е. ее ведение, обеспечивать работоспособность БД, восстанавливает данные, потерянные при отказе технических средств, обеспечивать защиту данных от несанкционированного доступа, поддерживает БД в актуальном состоянии, т.е. вносит изменения в БД. Деятельность администратора БД регламентирована.
Системный администратор
Обеспечивает работоспособность системного программного обеспечения, сетевой операционной системы, инструментальных средств разработки программ. Работа системного администратора регламентируется.
Группа поддержки эксплуатации технических средств
Проводят профилактику, текущий средний и капитальный ремонт технических средств. Работа группы поддержки эксплуатации технических средств регламентируется.
Прикладные программисты
Обеспечивают функционирование прикладных программ. Работа прикладных программистов регламентируется.
Кроме основных рассмотренных обеспечивающих подсистем выделяют лингвистическое и эргономическое обеспечение.
Лингвистическое обеспечение (ЛО) – это совокупность языковых средств общения операторов и ИС.
Эргономическое обеспечение (ЭО) – это совокупность средств, обеспечивающих комфортное взаимодействие пользователя и ИС.
Любая ИС реализует информационную технологию – последовательность технологических операций, направленную на получение конечного результата. Информационные технологии включают в себя совокупность процедур, действий, операций над информацией. К этим процедурам относят: сбор; передачу, хранения, отображения, ввода, обработки и поиска информации.
Сбор– измерение или восприятие информации человеком с последующим преобразованием этой информации в форму, которая позволяет обработать ее или передать. Сбор может быть ручным или автоматическим. Процедура ручного сбора включает в себя следующие действия: восприятие информации человеком; фильтрация; регистрация на бумажном носителе или на машинном с использованием технических средств; контроль регистрируемой информации; исправление замеченных ошибок. Процедура ручного сбора обладает низкой достоверностью. Вероятность ошибки при ручном сборе достигает 10-2. Современные ИС должны обеспечивать в самом худшем случае вероятность ошибки 10-5. В системах, где циркулируют финансовые потоки или при управлении сложными проектами вероятность ошибки не должна превышать 10-8¸10-9. Т.о. ручной сбор является самым «узким» местом ИС. Поэтому применяются методы повешения достоверности информации. К этим методам относятся: метод визуального контроля − уменьшает ошибку в 10 раз; метод повторного ввода – в 10 раз; метод контрольных сумм – используется при вводе числовой информации – в 100 - 1000 раз; методы логического контроля. Автоматизированный ввод данных обеспечивает высокую достоверность собираемой информации.
Передача – перемещение информации в пространстве и во времени.
Отображение – представление информации в виде, удобном для восприятия человеком.
Хранение – перемещение информации во времени за счет сохранения в неизменном состоянии носителя информации.
Ввод – перенос информации на машинный носитель (регистрация).
Обработка – преобразование информации с целью принятия решения по управлению процессами.
На рис.1.3 представлена структура ИС, при выделении в качестве подсистем процессов, связанных с выполнением отдельной информационной процедуры.
Связи (1) и (6), показанные на рис. 1.2. характеризуют физическое взаимодействие (возникновение информации или физическое воздействие на управляемый процесс), остальные связи соответствуют процессам передачи информации. Через ОП обозначен оператор или лицо принимающее решение.
Если присутствуют связи 8 или 12, то представленная система не является ИС, а относится к классу управляющих систем. В управляющих системах команды выполняются автоматически без участия человека.
