Руководство по изучению дисциплины
Автоматизированные информационные системы
Тема 1. Понятие, история создания и развития автоматизированной информационной системы
Вопрос 1. Понятия информационной системы.
Вопрос 2. История создания и развития информационных систем.
Тема 2. Основные понятия системного анализа
Вопрос 1. Системный подход.
Вопрос 2. Системный анализ.
Вопрос 3. Системный синтез.
Тема 3. Структура автоматизированной информационной системы
Вопрос 1. Функции автоматизированной информационной системы.
Вопрос 2. Виды обеспечивающих подсистем.
Тема 4. Классификация автоматизированных информационных систем
Тема 5. Жизненный цикл автоматизированных информационных систем
Вопрос 1. Понятие жизненного цикла информационных систем.
Вопрос 2. Модели жизненного цикла автоматизированных информационных систем.
Тема 6. Модели информационной системы
Вопрос 1. Модели и моделирование информационных систем.
Вопрос 2. Методы и принципы моделирования АИС.
Тема 7. Проектирование автоматизированных информационных систем
Вопрос 1. Понятие и методы проектирования АИС.
Вопрос 2. Средства проектирования АИС.
Тема 8. Основные подходы к проектированию автоматизированных информационных систем
Тема 9. Технология разработки автоматизированных информационных систем
Вопрос 1. Классификация CASE-средств.
Вопрос 2. Внедрение CASE-средств.
Вопрос 3. Направления развития CASE-средств.
Вопрос 4. Объектно-ориентированные CASE-средства.
Тема 10. Оценка и управление качеством, организация труда при разработке автоматизированных информационных систем
Вопрос 1. Оценка системы.
Вопрос 2. Организация труда при разработке АИС.
Вопрос 3. Организация труда разработчиков АИС.
Тема 11. Безопасность автоматизированных информационных систем
Вопрос 1. Угрозы безопасности информации и АИС. Несанкционированные воздействия на АИС.
Вопрос 2. Защита от вредоносных воздействий на информацию и программное обеспечение.
Вопрос 3. Обеспечение сохранности АИС.
Вопрос 4. Защита от вредоносного программного обеспечения.
Вопрос 5. Безопасность доступа и использования АИС.
Вопрос 6. Требования к АИС по обеспечению их безопасности.
Тема 1. Понятие, история создания и развития автоматизированной информационной системы
- Понятия информационной системы.
- История создания и развития информационных систем.
После успешного изучения темы Вы
- Узнаете основные термины и понятия в области информационных систем, их историю создания и развития;
- Освоите информацию об автоматизированных, информационных и автоматизированных информационных системах, а также их видах;
- Получите знания о истории создания и этапах развития АИС.
Получите умения и навыки
- В области понятия и особенностей автоматизированных информационных систем;
- В понимании этапов развития автоматизированных информационных систем.
Важные понятия
- Автоматизированная информационная система;
- Модельная и экспертная автоматизированные информационные системы.
Вопрос 1. Понятия информационной системы.
Информация в современном мире превратилась в один из наиболее важных ресурсов, а информационные системы стали необходимым инструментом практически во всех сферах деятельности.
Традиционные информационные системы (ИС) могут создаваться и использоваться без применения технических средств и, тем более, автоматизированных систем, комплексов и устройств (например, рукописные или печатные на пишущей машинке табличные данные самого различного назначения). Однако подобные технологии в современном обществе применяются крайне редко. Ныне не вызывает сомнений потребность создания и разнообразного использования баз данных, формируемых с помощью универсальных и (или) специализированных компьютерных аппаратно-программных средств.
Разнообразие задач, решаемых с помощью компьютеров, привело к появлению множества разнотипных систем, отличающихся принципами построения и заложенными в них правилами обработки информации.
Понятие системы
Система (греч. целое, составленное из частей, соединение) – это множество элементов, связанных друг с другом определенными отношениями, и образующих определённую целостность, единство.
Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов. Системы различаются между собой как по составу и по главным целям. Функционирование совокупности связанных между собой и с внешней средой элементов или частей направлено на получение конкретного полезного результата.
Например, можно назвать системы образования, энергетические, транспортные, экономические и многие другие.
Понятие системы в информатике
В информатике понятие система широко распространено и имеет множество смысловых значений. Чаще всего оно используется для обозначения набора технических средств и программ. Системой может называться аппаратная часть компьютера, множество программ для решения конкретных прикладных задач, дополненных процедурами ведения документации и управления расчетами и многое другое.
Кроме внешних изменений, влияющих на систему, существует и множество внутренних трансформаций, наиболее существенными (и, как правило, болезненными) из которых являются перемены в организационной структуре и методах управления. При этом могут меняться как сами процессы, так и состав системы.
Поскольку в данном курсе рассматриваются компьютерные технологии, то в дальнейшем речь будет идти о компьютерных (электронных) автоматизированных системах.
Гибкость системы
Система должна быть гибкой, чтобы успевать реагировать на изменяющиеся условия. Для этого используют различные технологии автоматизации элементов системы, и самой системы в целом.
Автоматизация представляет собой комплекс действий и мероприятий технического, организационного и экономического характера. Она позволяет снизить степень участия, а также полностью исключить непосредственное участие человека в осуществлении производственного или иного технологического процесса.
Автоматизация: задачи и цели
В общем случае автоматизация означает использование технических средств и технологий для выполнения с их помощью каких-либо процессов. Она служит основой коренных изменений в любых предметных областях (в производстве, управлении, обучении, культуре и др.).
Основные задачи автоматизации
- сокращение трудозатрат при выполнении традиционных процессов и операций;
- устранение рутинных операций;
- ускорение процессов обработки и преобразования информации;
- расширение возможностей осуществления статистического анализа и повышение точности учетно-отчетной информации;
- повышение оперативности и качественного уровня обслуживания пользователей;
- модернизация или полная замена элементов традиционных технологий;
- расширение возможностей организации и эффективного использования информационных ресурсов организации за счет применения новых информационных технологий;
- облегчение возможностей широкого обмена информацией, предоставление услуг, эффективное участие в кооперативных и интеграционных системах.
Определение автоматизированной системы
По ГОСТу, автоматизированная система (АС) – это система, состоящая из взаимосвязанной совокупности подразделений организации и комплекса средств автоматизации деятельности, реализующая автоматизированные функции по отдельным видам деятельности.
Компоненты автоматизированной системы
Компонентом автоматизированной системы (АС) считается элемент одного из видов обеспечения, выполняющий определенную функцию в подсистеме АС и обеспечивающий ее работу.
Создание автоматизированных систем
При создании автоматизированных систем первым этапом является постановка задачи. Этот этап включает в себя следующие аспекты:
Характеристика задачи
- назначение решения конкретной задачи;
- перечень функций и процессов, реализуемых решаемой задачей;
- характеристика организационной и технико-экономической сущности задачи;
- обоснование целесообразности автоматизации решения задачи;
- указание перечня объектов, для которых решается задача;
- описание процедур решения задачи;
- указание периодичности решения задачи и требований к организации сбора первичных данных;
- описание связей с другими задачами.
Целью автоматизации решения задачи подразумевается получение определенных значений экономического эффекта в сфере управления системой или снижение стоимостных и трудовых затрат на обработку информации, улучшение качества и достоверности получаемой информации, повышение оперативности ее обработки и т.д. – получение косвенного и прямого эффекта от внедрения данной задачи.
Экономическая сущность решаемой задачи
Под экономической сущностью решаемой задачи понимают состав экономических показателей, рассчитываемых при её решении, документы, в которые заносятся эти показатели, перечень исходных показателей, необходимых для получения планируемых результатов и наименования тех первичных документов, в которых они содержатся.
Организационная сущность задачи
Организационная сущность задачи – это описание порядка решения задачи; организационной формы, применяемой для её решения; режима решения; состава файлов с постоянной и переменной информацией; способа получения и ввода первичной информации в ЭВМ; формы выдачи результатов: на печать, на экран, на электронный носитель или для передачи по каналам связи.
Описание алгоритма решения задачи
Описание алгоритма решения задачи включает формализованное описание входных и результатных показателей, а также перечень формул расчёта результатных показателей в случае решения задачи прямым методом счёта или описание математической модели, экономико-математического метода, применяемого для её реализации, и перечня последовательных шагов выполнения расчётов.
Далее указывают периодичность решения задачи и регламент выдачи результатных документов, требования к организации сбора исходных данных, т.е. к способу и техническим средствам съёма, регистрации, сбора и передачи данных для обработки. Важное значение имеет описание связи задачи с другими задачами подсистемы, в которую она входит, а также с задачами других подсистем или с внешней по отношению к АС средой.
Описание входной информации
Описание входной информации состоит из перечня входных сообщений; перечня структурных единиц информации; описания периодичности возникновения и сроков получения информации; наименования и идентификатора по каждой форме документа.
Описание выходной информации
Описание выходной информации включает в себя: перечень и описание выходных сообщений, документов; перечень структурных единиц информации; периодичность возникновения и сроки получения информации; наименование документа; идентификатор по каждой форме документа.
Далее для каждой задачи разрабатываются все компоненты информационного, технического, правового, организационного, технологического, математического и лингвистического обеспечения, а также некоторые компоненты программного обеспечения.
Перед созданием АС человек организует программу подготовительных мероприятий, следовательно, требуется помимо всего прочего специальное организационное и правовое обеспечение.
В АС с производственными процессами объект и орган управления представляют собой единую человеко-машинную систему, при этом человек обязательно входит в контур управления.
По определению автоматизированная система – это человеко-машинная система, предназначенная для сбора и обработки информации, необходимой для управления производственным процессом, то есть управления коллективами людей.
Типы автоматизированных систем
Выделяют четыре типа автоматизированных систем:
- Охватывающий один процесс (операцию) в организации.
- Объединяющий несколько процессов в организации.
- Обеспечивающий функционирование одного процесса в масштабе нескольких взаимодействующих организаций.
4.Реализующий работу нескольких процессов или систем в масштабе нескольких организаций.
Под автоматизацией предприятий при этом подразумевается не просто приобретение компьютеров и создание корпоративной сети, но создание информационной системы, включающей в себя компьютеры, программное обеспечение и сети, а главное – организацию информационных потоков. Разновидностью автоматизированных систем, широко используемых в самых различных областях человеческой деятельности, являются информационные системы. Добавление к понятию «система» термина «информационная» отражает цель её создания и функционирования.
– это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.
Под _информационной системой_понимается организационно упорядоченная совокупность массивов документов и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.
Главная цель информационной системы – этопроизводство и распространение профессиональной информацииИнформационные 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. Они предназначены для долговременного хранения, обеспечения эффективного поиска и передачи информации по соответствующим запросам. В этом смысле их обычно называют системами обработки и хранения информации.
Информационная система является системой информационного обслуживания пользователей и выполняет технологические функции по накоплению, хранению, передаче и обработке информации. Она формируется и функционирует в регламенте, определённом методами и структурой, принятыми в конкретной предметной области и даже на конкретном объекте, реализуя цели и задачи, стоящие перед ним.
Совокупность информации по какому-либо объекту называется **информационной базой_._**Информационная база присуща любому объекту независимо от уровня управленческой техники. Она делится на подсистемы, массивы, показатели, реквизиты. Под массивом понимается структурная единица информации, представляющая набор данных, относящихся к одной задаче (подсистеме).
Информационная база, записанная на машинные (электронные) носители информации и используемая для решения задач на ЭВМ, называется .
– это основа внутримашинного информационного обеспечения, это совокупность всех данных, подлежащих накоплению, хранению, поиску, преобразованию, выдаче в установленном порядке, а также использования для организации общения человека с ЭВМ.
представляет собой управляемую совокупность данных, являющихся исходной информацией для решения задач управления и принятия управляющих решений. База данных может включать информацию для всех задач, решаемых в автоматизированных системах, или для групп задач.
Обработка и выдача необходимой информации для коллектива пользователей или задач управления реализуется с помощью программ управления информационной базой.
Система управления базой данных представляет собой совокупность языковых и программных средств, обеспечивающих формирование и ведение электронных массивов данных.
Любая информационная система подразумевает участие в её работе людей. Среди персонала, имеющего отношение к информационным системам, выделяют такие категории, как конечные пользователи, программисты, системные аналитики, администраторы баз данных и др.
– это человек, оценивающий потребности пользователей в применении компьютера, а также проектирующий информационные системы, которые соответствуют этим потребностям.
Специалисты по обработке данных профессионально анализируют, проектируют и разрабатывают систему.
Человека, использующего результат работы компьютерной программы, называют конечным пользователем.
– это человек или любое другое живое существо, использующее информационную систему или имеющуюся в ней информацию.
Информационные системы сотни лет существуют и используются на практике в форме различных картотек и коллекций бумажных документов. Однако в таких системах отсутствует автоматизация обработки данных. Они позволяют лишь регистрировать и поддерживать в систематизированной форме на бумажных носителях результаты произведенных натурных измерений. Современное понимание информационной системы предполагает использование компьютера в качестве основного технического средства переработки информации. В результате подобные системы становятся автоматизированными.
– это совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для хранения и (или) управления данными и информацией, а также для производства вычислений.
то человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированную подготовку, поиск и обработку информации в рамках интегрированных сетевых, компьютерных и коммуникационных технологий для оптимизации деятельности в различных предметных областях и сферах управления.
На этой основе создаются различные автоматические и автоматизированные системы управления технологическими процессами. Например, в связи – это автоматическая коммутационная станция. В ней управление осуществляется с помощью технических устройств. Человек лишь следит за ходом технологического процесса и по мере необходимости (например, в случае сбоя) принимает соответствующие действия. Автоматизированная (человеко-машинная) система самостоятельно работать не может. Человек формирует задачи, разрабатывает необходимые обеспечивающие подсистемы, выбирает из выданных ЭВМ вариантов решений наиболее рациональный и др. Кроме того, человек юридически отвечает за результаты принятых им решений.
Автоматизированная информационная система (АИС) – это комплекс программных, технических, информационных, лингвистических, организационно-технологических средств и персонала, предназначенный для решения задач справочно-информационного обслуживания и (или) информационного обеспечения пользователей.
представляет собой совокупности информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенных для обработки информации и принятия управленческих решений.
Основное назначение автоматизированных информационных систем не просто собрать и сохранить электронные информационные ресурсы, но и обеспечить к ним доступ пользователей. Одной из важнейших особенностей АИС является организация поиска данных в их информационных массивах (базах данных).
Направленность АИС на удовлетворение информационных потребностей пользователей вызвала появление автоматизированных информационно-поисковых систем. Практически АИС являются автоматизированными информационно-поисковыми системами (АИПС).
Автоматизированная информационно-поисковая система –это программный продукт, предназначенный для реализации процессов ввода, обработки, хранения, поиска, представления данных т.п.
С точки зрения выполняемых задач и представляемых пользователям возможностей, АИПС могут быть как достаточно простыми (элементарные справочные), так и сложными системами (экспертные и другие, предоставляющие прогностические решения).
АИПС бывают фактографическими, документальными и мультимедийными.
Фактографические АИПС обычно используют табличные реляционные БД с фиксированной структурой данных (записей).
Документальные АИПСотличаются неопределённостью или переменной структурой данных (документов). Для их разработки обычно применяются оболочки АИС.
Значимым аспектом создания АИПС является использование новых информационных технологий (НИТ), которые в большинстве своём базируются на применении автоматизированных технологий и средств автоматизации различных процессов. Внедрение систем автоматизации любых процессов обычно сопровождается пересмотром всех ранее выполнявшихся процедур и операций. Использование АИС зачастую требует значительного изменения ранее выполняемых операций.
Не следует забывать, что НИТ порой кардинально меняют прежние представления и технологии, а попытка подстроить автоматизированные системы и технологии под традиционно выполняемые процессы может иметь отрицательный эффект их внедрения.
АИС отражают уровень формирования высоких технологий на каждой ступени развития общества. Их можно представить как комплексы автоматизированных информационных технологий, составляющих информационную систему, предназначенную для информационного обслуживания потребителей. Структурно АИС включают компоненты и подсистемы, представленные на рис. 2.
Поскольку АИС предназначены для одновременного обслуживания большого количества людей, они используются в разного рода сетях. Современная сетевая информационно-поисковая система представляет собой специализированный информационный портал с развитыми средствами удалённого оперативного доступа, диалоговым языком запросов, ведения перекрестных ссылок между словарными статьями различного уровня, средствами информационно-справочного обслуживания пользователей и автоматического формирования выходных отчётов.
Основные задачи автоматизации информационных процессов (автоматизированных информационных систем) те же, что и основные задачи автоматизации (см. выше).
Рис. 2. Компоненты АИС
При этом различают три типа задач, для которых создаются автоматизированные информационные системы:
неструктурированные (не формализуемые);
– это задача, где известны все её элементы и взаимосвязи между ними.
Неструктурированная (не формализуемая) задача– это задача, в которой невозможно выделить элементы и установить между ними связи.
В структурированной задаче удаётся выразить её содержание в форме математической модели, имеющей точный алгоритм решения. Подобные задачи обычно приходится решать многократно, и они носят рутинный характер. Целью использования АИС для решения структурированных задач является полная автоматизация их решения, т. е. сведение роли человека к нулю.
Решение неструктурированных задач из-за невозможности создания математического описания и разработки их алгоритма связано с большими трудностями. В этом случае возможности использования АИС невелики. Решение принимается человеком на основе его опыта и, возможно косвенной информации, полученной им из разных источников.
На практике существует сравнительно немного полностью структурированных или совершенно неструктурированных задач. В большинстве случаем можно сказать, что известна лишь часть элементов задач и связей между ними. Такие задачи называются частично структурированными. В этих условиях можно создать автоматизированную информационную систему. Получаемая в ней информация анализируется человеком. Более того, человек принимает участие и в функционировании АИС.
Автоматизированные информационные системы, разрабатывающие альтернативы решений, могут быть
Модельные автоматизированные информационные системы – это информационные системы, предоставляющие пользователю математические, статистические, финансовые и другие модели, использование которых облегчает выработку и оценку альтернатив решения.
Пользователь может получить недостающую ему для принятия решения информацию путём установления диалога с моделью в процессе её исследования.
Основными функциями модельной информационной системы являются:
возможность работы в среде типовых математических моделей, включая решение основных задач моделирования типа «как сделать, чтобы?», «что будет, если?», анализ чувствительности и др.;
достаточно быстрая и адекватная интерпретация результатов моделирования;
оперативная подготовка и корректировка входных параметров и ограничений модели;
возможность графического отображения динамики модели;
возможность объяснения пользователю необходимых шагов формирования и работы модели.
– это информационные системы, обеспечивающие пользователю выработку и оценку возможных альтернатив за счёт создания экспертных систем, связанных с обработкой знаний.
Экспертная поддержка принимаемых пользователем решений реализуется на двух уровнях.
Работа первого уровня экспертной поддержки исходит из концепции «типовых управленческих решений», в соответствии с которой часто возникающие в процессе управления проблемные ситуации можно свести к однородным классам управленческих решений, т.е. к некоторому типовому набору альтернатив. Для реализации экспертной поддержки на этом уровне создаётся информационный фонд хранения и анализа типовых альтернатив. Если возникшая проблемная ситуация не ассоциируется с имеющимися классами типовых альтернатив, в работу вступает второй уровень экспертной поддержки управленческих решений. Этот уровень генерирует альтернативы на базе имеющихся в информационном фонде данных, правил преобразования и процедур оценки синтезированных альтернатив.
Вопрос 2. История создания и развития информационных систем.
Индустрия создания автоматизированных систем (автоматизированных информационных систем управления, АИСУ) родилась в 1950–1960-е годы в процессе создания автоматических и автоматизированных производственных систем и механизмов. К концу века методы их разработки приобрели вполне законченные формы. Несмотря на имеющиеся различия в реализации функциональных модулей АИСУ и АИС, для создания АИС используют аналогичные подходы, что позволяет применить имеющийся опыт при разработке АИС и включить первые этапы развития АИСУ в этапы развития АИС.
Этапы развития АИС:
Первые информационные системы появились в 1950-х г. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчёта зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счётных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов. Такие системы называют системами обработки транзакций. К _транзакциям_относят следующие операции: выписка счетов, накладных, составление платёжных ведомостей и другие операции бухгалтерского учёта.
В 1960-е г. средства вычислительной техники получили дальнейшее развитие. Появляются операционные системы, дисковая технология, улучшаются языки программирования. Развитие вычислительной техники обусловило появление новых возможностей в автоматизации различных видов деятельности, например, подготовки отчётной документации.
Изменяется отношение к информационным системам. Полученная с их помощью информация применяется для периодической отчётности по многим параметрам. Для этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.
Появляются системы управленческих отчётов, ориентированные на менеджеров, принимающих решения.
В 1970-х – начале 1980-х гг. информационные системы начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.
В 1970–80-х гг. в офисах применяют разнообразные компьютерные и телекоммуникационные технологии, расширяющие область применения информационных систем. К таким технологиям относят: текстовую обработку, настольное издательство, электронную почту и др. Интеграцию этих технологий в одном офисе называют офисной информационной системой. АИС начинают широко использоваться в качестве средства управленческого контроля, поддерживающего и ускоряющего процесс принятия решений.
1980-е г. характеризуются тем, что информационные технологии начинают претендовать на новую роль в организации. АИС этого периода, предоставляя вовремя нужную информацию, помогают организации достигать успеха в своей деятельности, создавать новые товары и услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать достойных партнеров, организовывать выпуск продукции по низкой цене и многое другое.
К концу 1980-х г. концепция использования информационных систем вновь изменяется. АИС становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях организации любого профиля.
В 1990-е г. весомые преимущества создаются за счёт использования телекоммуникаций, локальных, корпоративных, и глобальных компьютерных сетей. Они, во-первых, позволяют привлекать клиентов сокращением времени обслуживания или предоставления им комфорта, во-вторых, повышают качество и оперативность работы специалистов в процессе принятия решений за счёт скоростного сбора данных от региональных подразделений и оперативного анализа данных. Появляются автоматизированные офисы.
6 этап связывают с началом века. Он характеризуется дальнейшим развитием информационных технологий, которые приводят к появлению методов и средств, обеспечивающих интегрированные решения по автоматизации различных информационных процессов и офисов, позволяющих автоматизировать ручные операции и поиск документов, автоматически передавать и отслеживать перемещение документов и контролировать выполнение поручений, связанных с документами и др. Он характеризуется объектно-ориентированным подходом к проектированию АИС, автоматизацией проектирования, использованием функционально-распределенных информационных (как правило, корпоративных) технологий, а также геоинформационных и когнитивных (интеллектуальных) информационных технологий.
Следует запомнить – потребность как постоянно повышать производительность и эффективность труда работников, выпускать больше качественной продукции и т.п., так и оперативного получения необходимой информации привели к созданию как автоматизированных систем управления производственными технологическими процессами (АСУ ТП) и автоматизированных систем управления предприятиями (АСУП), так и появлению автоматизированных информационных и информационно-поисковых систем (АИС и АИПС).
АИС представляет собой одну или несколько информационных баз данных. Информационная база является совокупностью информации по какому-либо объекту и присуща любому объекту независимо от уровня используемой техники Любая автоматизированная система включает в свой состав АИПС, при этом АИПС могут создаваться для самостоятельного назначения и использования. К категориям персонала относят конечных пользователей, программистов, системных аналитиков, администраторов баз данных и др.
Автоматизированная информационно-поисковая система представляет собой совокупность программных и аппаратных средств, используемых для хранения, поиска и (или) управления данными и информацией, с целью удовлетворения информационных потребностей пользователей. Она также предназначена для реализации процессов ввода, обработки, и представления данных.
АИС могут быть простыми (элементарные справочные), и сложными системами (экспертные и системы подготовки принятия решений). Они также делятся на: фактографические, документальные и мультимедийные.
АИС, разрабатывающие альтернативы решений, могут быть системы предоставляют пользователю математические, статистические, финансовые и другие модели, облегчающие выработку и оценку альтернатив решения. системы обеспечивают выработку и оценку возможных альтернатив пользователем за счёт создания экспертных систем, связанных с обработкой знаний.
Различают три типа задач, для которых создаются автоматизированные информационные системы: структурированные (формализуемые), неструктурированные (не формализуемые) и частично структурированные.
Активное использование текстовой и табличной обработки данных, настольных издательств, электронной почты и других сервисов Интернета, привело к интеграции этих технологий в одном офисе и созданию так называемых офисных информационных систем.
Опыт разработки и внедрения различных классов автоматизированных систем показал высокую экономическую эффективность их применения. Она отражается в хорошей организации труда и производства, повышении точности планирования и реализации поставленных задач, в обеспечении ритмичности работы предприятия, уменьшении доли ручного труда и т.д. Средний срок окупаемости таких систем составлял в среднем два года.
Система, АС, ИС, АИС (понятия и характеристика).
Основные задачи автоматизации (перечислить).
Что является компонентом автоматизированной системы?
Главное назначение информационных систем?
Назовите четыре типа автоматизированных систем.
Назовите типы автоматизированных информационно-поисковых систем.
Модельная и экспертная автоматизированные информационные системы (понятия и характеристика).
Перечислите и охарактеризуйте этапы развития АИС.
Назовите пользователей АИС.
Тема 2. Основные понятия системного анализа
В результате успешного изучения темы Вы
основные понятия и термины, связанные с системным подходом и его компонентом – системным анализом;
о роли системного подхода (анализа и синтеза) в АИС;
приобретете умения и навыки:
по использованию системного (структурного) анализа для создания информационных систем.
Основные понятия, которые необходимо запомнить в результате изучения материалов занятия:
микро- и макроанализ;
Вопрос 1. Системный подход.
Появление сложных (сложноорганизованных) систем и невозможность непосредственного измерения их параметров, необходимость учёта взаимозависимости регулируемых величин и другие свойства систем повлекли за собой формирование теории систем. Основой этой теории является системный подход. В его определении нет однозначности, так как системы имеют различные показатели, изменяемые в широких пределах.
Системный подход означает, что каждая система является интегрированным целым даже в том случае, если она содержит отдельные разобщённые функциональные системы и подсистемы.
Системный подход предполагает рассмотрение объекта как целого, состоящего из совокупности элементов, процессов и подсистем, связи между которыми образуют некоторую структуру. Общие принципы системного подхода, заложенные в теории систем, предполагают рассматривать систему путём последовательного перехода от общего к частному, когда исследуемый объект выделяется из окружающей среды.
Современная парадигма системного подхода в общем виде предлагает следующую точку зрения на объект системного исследования. Это – сложная и сверхсложная динамическая система, состоящая из большого числа взаимодействующих объектов. Стационарное, т.е. не зависящее от времени, состояние такой системы, как правило, неустойчиво: отклонения от такого состояния растут с течением времени. В области неустойчивости малые воздействия на систему могут вызывать в ней значительные изменения.
_Системный подход_ориентирован напредварительную и тщательную проработку функциональной и организационной структур системы. Он позволяет детализировать объект на более мелкие подобъекты с целью создания моделей его составных частей с выявленными связями к другим подобъектам и режимов их работы, что даёт возможность получить в конечном итоге целостное описание всего объекта. При этом анализируются в основном следующие аспекты:
Система, содержащая определённое количество составляющих.
Составные части системы (подсистемы, модули, элементы и др.).
Изменения элементов системы в зависимости от внешних (макро) и внутренних (микро) условий.
Изменения системы в зависимости от состояния элементов, а также микро- и макроусловий.
В процессе проектирования АИС системный подход позволяет использовать математическое описание функционирования, исследование различных свойств отдельных элементов и системы в целом, моделировать изучаемые процессы для анализа работы вновь создаваемых систем.
Отметим, что любая система связана с такими понятиями, как «элемент», «структура», «связь». Любая реальная система включает в себя множество связей между её элементами, а также между элементами системы и внешней средой. Учесть все связи невозможно, поэтому обычно ограничиваются выбором наиболее существенных из них.
Системный подход неразрывно связан с эффективным использованием человеко-машинного диалога, с системой программ, обеспечивающих чёткое управление диалогом. При реализации человеко-машинного диалога необходимо предусматривать тесное взаимодействие персонала с компьютерным комплексом АИС, передачу системе возрастающих объёмов рутинных работ с тем, чтобы большую часть времени персонал использовал для решения творческих задач.
В системном подходе особое внимание уделяется выявлению связей между составными частями системы, чтобы выделить, подвергнуть тщательному изучению, определить сущность и перспективы развития тех из них, которые придают исследуемому явлению целостность и обусловливают его специфику.
Важным для системного подхода является определение структуры системы, понимаемой как совокупность связей между элементами, отражающими их взаимодействие.
Структура системы может изучаться извне для исследования состава подсистем и отношений между ними, а также изнутри для анализа отдельных свойств с целью изучения функций системы, ориентированных на достижение поставленной цели.
Поскольку системный подход тесно связан с компонентами структуры системы, его порой называют структурным подходом, используемым для построения моделей предметной области. При этом выделяют такие когнитивные элементы, как понятия, взаимосвязи, метапонятия и семантические отношения.
Сущность структурного подходак разработке автоматизированных информационных систем (АИС) заключается в её декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции. Система разбивается на функциональные подсистемы, которые в свою очередь делятся на подфункции, подразделяемые на задачи и так далее. Процесс разбиения продолжается вплоть до конкретных процедур. При этом автоматизируемая система сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны.
Основной принцип декомпозиции– выделение самостоятельных функциональных подсистем комплексов задач. Он означает: относительную самостоятельность каждой из подсистем, т.е. наличие конкретного объекта управления; наличие соответствующего набора функций и функциональных задач с чётко выраженной локальной целью функционирования; минимизацию состава включённых в подсистему элементов; наличие одного или нескольких локальных критериев, способствующих оптимизации режима работы подсистемы и согласующихся с глобальным критерием оптимизации функционирования АИС и системы в целом.
При разработке системы «снизу-вверх» (от отдельных задач ко всей системе) целостность теряется, возникают проблемы при информационной стыковке отдельных компонентов.
В методологии структурного подхода используют принципы:
«разделяй и властвуй» – решение сложных проблем путём их разбиения на множество меньших независимых задач, легких для понимания и решения;
иерархического упорядочения – организации составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры с добавлением новых деталей на каждом уровне;
абстрагирования– выделение существенных аспектов системы и отвлечения от несущественных;
формализации– необходимость строгого методического подхода к решению проблемы;
непротиворечивости– обоснование и согласованность элементов;
структурирования данных – данные должны быть структурированы и иерархически организованы.
Практическое значение такого подхода и моделирования состоит в том, что они позволяют в доступной для анализа форме не только отразить все существенное, интересующее создателя системы, но и использовать компьютеры для исследования поведения системы в конкретных, заданных экспериментатором условиях. Поэтому в основе создания АИС лежит метод моделирования на базе системного подхода, позволяющий находить оптимальный вариант структуры системы и тем самым обеспечивать наибольшую эффективность её функционирования.
На стадии проектирования АИС модели расширяются, уточняются и дополняются диаграммами, отражающими структуру программного обеспечения (ПО): архитектуру ПО, структурные схемы программ и диаграммы экранных форм. Перечисленные модели в совокупности дают полное описание АИС независимо от того, является ли она существующей или вновь разрабатываемой. Состав диаграмм в каждом конкретном случае зависит от необходимой полноты описания системы.
Принцип системности в проектировании АИС состоит в том, что все вопросы, связанные с проектированием, должны решаться на основе определённой цели и критериев функционирования системы, взаимной увязки организационно-технологических решений, программно-математического, информационного, правового и технического обеспечения АИС.
Системный подход неразрывно связан с эффективным использованием человеко-машинного диалога, с системой программ, обеспечивающих чёткое управление диалогом.
Исследование сложных систем связано с решением задач анализа и синтеза, на основе которых разрабатывают модели, представляющие собойпрообраз существующей или разрабатываемой системы.
Вопрос 2. Системный анализ.
Системный анализ связан с выделением процесса, подлежащего автоматизации, и его основных элементов. Он позволяет подойти к исследуемому объекту как единому целому. Выявить на этой основе многообразные типы связей между структурными элементами, обеспечивающими целостность системы. Установить направления деятельности системы и реализуемые ею конкретные функции. Он предполагает проведение двухаспектного анализа, получившего название макро- и микроподходов.
При макроанализе система или её элемент рассматриваются как часть системы более высокого порядка. Особое внимание уделяется информационным связям: устанавливается их число, выделяются и анализируются связи, обусловленные целью изучения системы, а затем выбираются наиболее предпочтительные, реализующие заданную целевую функцию.
При микроанализе изучается структура объекта, анализируются её составляющие элементы с точки зрения их функциональных характеристик, проявляющихся через связи с другими элементами и внешней средой.
При проведении системного анализа первоначально осуществляют:
формулировку потребности в новой АИС (идентификация всех недостатков отсутствия АИС или существующей АИС);
выбор направления и определение экономической целесообразности создания АИС.
Затем начинают с описания и анализа функционирования рассматриваемого объекта (системы) в соответствии с требованиями (целями), которые предъявляются к нему.
В результате этого этапа выявляются основные недостатки существующей АИС, на основе которых формулируется потребность в совершенствовании системы управления этим объектом, и ставится задача определения экономически обоснованной необходимости автоматизации определённых функций управления, то есть, создается технико-экономическое обоснование проекта.
На основе полученных данных, как правило, строится несколько моделей. По результатам их исследования выбирается наиболее приемлемая для решения поставленных задач или из нескольких моделей-прототипов формируется удовлетворяющий заказчика вариант модели создаваемой или модернизируемой системы (подсистемы).
Модель, является упрощенным представлением системы. Она используется для анализа и предсказания количественных и качественных результатов, необходимых для принятия правильного (адекватного) решения.
Для информационных систем модель кроме объектов системы обычно включает необходимые для реализации системы программные и технические средства.
Системный анализ позволяет, с одной стороны лучше понять «что надо делать?» и «кому надо делать?» (аналитику, разработчику, руководителю, пользователю), а с другой – отслеживать во времени изменения рассматриваемой модели и обновлять проект.
Дальнейшим этапом системного подхода является синтез отдельных (частных) представлений о формируемой системе (моделях) в единое целое.
Вопрос 3. Системный синтез.
Этот процесс предполагает:
разработать функциональную архитектуру АИС, которая отражает структуру выполняемых функций;
разработать системную архитектуру выбранного варианта АИС, то есть состав обеспечивающих подсистем;
выполнить реализацию проекта.
Этап по составлению функциональной архитектуры (ФА), представляющей собой совокупность функциональных подсистем и связей между ними, является наиболее ответственным с точки зрения качества всей последующей разработки.
Построение системной архитектуры(СА) на основе ФА предполагает выделение элементов и модулей информационного, технического, программного обеспечения и других обеспечивающих подсистем, определение связей по информации и управлению между выделенными элементами и разработку технологии обработки информации.
Этап конструирования(физического проектирования системы) включает разработку инструкций пользователям и по выполнению программ, создание информационного обеспечения, включая наполнение баз данных.
Научно-технический прогресс (НТП) и потребности общества способствовали появлению сложных (сложноорганизованных) систем, исследование и формирование которых не обходится без использования теории систем. Основой этой теории является системный подход.
Системный подход предполагает рассмотрение объекта (в нашем случае АИС) как целого, состоящего из совокупности элементов, процессов и подсистем, связи между которыми образуют некоторую структуру. Заложенные в теории систем общие принципы системного подхода предполагают рассмотрение системы методом последовательного перехода от общего к частному, когда исследуемый объект выделяется из окружающей среды. Системный подход позволяет детализировать объект на более мелкие подобъекты и создавать модели его составных частей с выявленными связями к другим подобъектам, что позволяет получить целостное описание всего объекта.
Важным для системного подхода является определение структуры системы – совокупности связей между элементами, отражающими их взаимодействие. Структура системы может изучаться извне для исследования состава подсистем и отношений между ними, а также изнутри для анализа отдельных свойств с целью изучения функций системы, ориентированных на достижение поставленной цели. Сущность структурного подхода к разработке АИС заключается в её декомпозиции (разбиении) на автоматизируемые функции. Основной принцип декомпозиции – выделение самостоятельных функциональных подсистем комплексов задач, которые в свою очередь могут делиться на подфункции и так далее. При этом АИС сохраняет целостное представление, в котором все составляющие компоненты взаимоувязаны.
Исследование сложных систем связано с решением задач анализа и синтеза, на основе которых разрабатывают модели, представляющие собойпрообраз существующей или разрабатываемой системы.
Системный анализ связан с выделением процесса, подлежащего автоматизации, и его основных элементов. Он позволяет выявить многообразные типы связей между структурными элементами, обеспечивающими целостность системы и предполагает проведение двухаспектного анализа, получившего название макро- и микроподходов. При макроанализе система или её элемент рассматриваются как часть системы более высокого порядка. При _микроанализе_изучается структура объекта, анализируются её составляющие элементы с точки зрения их функциональных характеристик, проявляющихся через связи с другими элементами и внешней средой.
Дальнейшим этапом системного подхода является синтез отдельных (частных) представлений о формируемой системе (моделях) в единое целое.
Что такое системный подход?
На основе каких принципов сформирован системный подход?
Роль структуры системы для системного подхода?
Сущность структурного подхода?
Системный анализ и две основные его составляющие.
Характеристика функциональной и системной архитектур АИС.
Содержание системного синтеза.
Тема 3. Структура автоматизированной информационной системы
1. Функции автоматизированной информационной системы.
2. Виды обеспечивающих подсистем.
В результате успешного изучения темы Вы
основные термины и понятия, связанные с функциональной и обеспечивающей структурой информационной системы;
с информационным, техническим, математическим, программным, организационным и правовым обеспечением АИС;
приобретете умения и навыки:
в области определения функциональной и обеспечивающей структур АИС, информационного, технического, математического, программного, организационного и правового обеспечения АИС.
Основные понятия, которые необходимо запомнить в результате изучения материалов занятия:
функциональная и обеспечивающая части АИС;
информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечениеАИС;
и информационное обеспечение;
централизованное, частично или полностью децентрализованное техническое обеспечение;
общесистемное, специальное и прикладное программное обеспечение;
основные принципы автоматизации информационных систем;