История развития информационных систем. Основные составляющие корпоративных информационных систем Информационная система состоит из частей
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).
Понятие информационной системы
Понятие "информационная технология" тесно связано с понятием "информационная система".
Существует множество определений понятия "система". Например, система рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов (объектов), объединённых для реализации общей цели, обособленная от окружающей среды, взаимодействующая с ней как целое и проявляющая при этом системные свойства. В более широком смысле толкование системы даёт терминологический словарь по автоматике, информатике и вычислительной технике: система – это совокупность взаимосвязанных объектов, подчинённых определённой единой цели с учётом условий окружающей среды.
Упорядоченная совокупность элементов системы и их связей между собой представляет структуру системы .
Проанализировав понятие структуры и существующие определения системы , можно выделить следующие её основные составляющие :
1) система - это упорядоченная совокупность элементов;
2) элементы системы взаимосвязаны и взаимодействуют в рамках данной системы, являясь её подсистемами;
3) система как целое выполняет установленную ей функцию, которая не может быть сведена к функции отдельного элемента;
4) элементы системы могут взаимодействовать друг с другом в рамках системы, а также самостоятельно с внешней средой и изменять при этом своё содержание или внутреннее строение.
Информационная система (ИС) - это среда, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди и т.д.
Основная цель информационной системы – организация хранения, обработки и передачи итоговой информации, необходимой для принятия решения. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации.
Вспомним: Информационная технология – это процесс работы с информацией, состоящий из чётко регламентированных правил выполнения операций.
Основная цель информационной технологии – производство необходимой пользователю информации.
Исполнение функций информационной системы невозможно без знания ориентированной на неё информационной технологии.
Современная информационная система – это набор информационных технологий, направленных на поддержку жизненного цикла информации и включающих три основные составляющие процесса: обработку данных, управление, управление информацией и управление знаниями.
Понятие информационных систем на протяжении своего существования претерпело значительные изменения. Ниже представлена история развития ИС и цели их использования на разных периодах существования.
В 1950-е гг. была осознана роль информации как важнейшего ресурса предприятия, организации, региона, общества в целом; начали разрабатывать автоматизированные ИС разного рода. Первые ИС были предназначены исключительно 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. Вначале, когда появилась возможность обработки информации с помощью вычислительной техники, был распространён термин "системы обработки данных" (СОД), этот термин широко использовался при разработке систем радиоуправления ракетами и другими космическими объектами, при создании систем сбора и обработки статистической информации о состоянии атмосферы, учётно-отчётной информации предприятий и т.п. По мере увеличения памяти ЭВМ основное внимание стали уделять проблемам организации баз данных (БД). Это направление сохраняет определённую самостоятельность и в настоящее время и занимается в основном разработкой и освоением средств технической и программной реализации обработки данных с помощью вычислительных машин разного рода. Для сохранения этого направления по мере его развития появились термины "базы знаний", "базы целей", позволяющие расширить толкование проблемы собственно создания и обработки БД до задач, которые ставятся в дальнейшем при разработке ИС.
1960-е гг. знаменуются изменением отношения к ИС. Информация, полученная из них, стала применяться 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 на предприятии, как было ранее.
:
Техническое обеспечение систем составляли маломощные ЭВМ 2–3 поколения;
Информационное обеспечение (ИО) представляло собой массивы (файлы) данных, структура которых определялась той программой, в которой они использовались;
Программное обеспечение – специализированные прикладные программы, например, программа начисления заработной платы;
Архитектура ИС – централизованная. Как правило, применялась пакетная обработка задач. Конечный пользователь не имел непосредственного контакта с ИС, вся предварительная обработка информации и ввод производились персоналом ИС.
:
Прямая взаимосвязь между программами и данными, т.е. изменения в предметной области приводили к изменению структуры данных, а это заставляло переделывать программы;
Трудоемкость разработки и модификации систем;
Сложность согласования частей системы, разработанных разными людьми в разное время.
В 1970-х – начале 1980-х гг. ИС предприятий начинают использоваться в качестве средства управления производством, поддерживающего и ускоряющего процесс подготовки и принятия решений. В своём большинстве ИС этого периода предназначались для решения установившихся задач, которые чётко определялись на этапе создания системы и затем практически не изменялись. Появление персональных ЭВМ приводит к появлению распределённых вычислительных ресурсов и децентрализации системы управления. Такой подход нашёл своё применение в системах поддержки принятия решений (СППР), которые характеризуют новый этап компьютерной ИТ организационного управления. При этом уменьшается нагрузка на централизованные вычислительные ресурсы и верхние уровни управления, что позволяет сосредоточить в них решение крупных долгосрочных стратегических задач. Жизнеспособность любой ИТ в немалой степени зависит от оперативного доступа пользователей к централизованным ресурсам и уровня информационных связей как по "горизонтали", так и по "вертикали" в пределах организационной структуры. В то же время для обеспечения эффективного управления крупными предприятиями была развита и остаётся актуальной идея создания интегрированных автоматизированных систем управления (АСУ).
К концу 1980-х гг. – началу 1990 гг. концепция использования ИС вновь изменяется. Они становятся стратегическим источником информации и используются на всех уровнях предприятия любого профиля. ИТ 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 партнёров, организовывать выпуск продукции высокого качества и по низкой цене и др. Стремление преодолеть недостатки предыдущего поколения ИС породило технологию создания баз данных и управления ими. База данных создаётся для группы взаимосвязанных задач, для многих пользователей, и это позволяет частично решить проблемы ранее созданных ИС. Вначале СУБД разрабатывались для больших ЭВМ и их количество не превышало десятка. Благодаря появлению ПЭВМ технология БД стала массовой, создано большое количество инструментальных средств и СУБД для разработки ИС, что в свою очередь вызвало появление большого количества прикладных ИС в прикладных областях.
Основные черты ИС этого поколения :
Основу ИО составляет база данных;
Программное обеспечение состоит из прикладных программ и СУБД;
Технические средства: ЭВМ 3–4 поколения и ПЭВМ;
Средства разработки ИС: процедурные языки программирования 3–4 поколения, расширенные языком работы с БД (SQL, QBE);
Архитектура ИС: наиболее популярны две разновидности: персональная локальная ИС, централизованная БД с сетевым доступом.
Большим шагом вперёд явилось развитие принципа "дружественного интерфейса" по отношению к пользователю (как к конечному, так и к разработчику ИС). Например, повсеместно применяется графический интерфейс, развитые системы помощи и подсказки пользователю, разнообразные инструменты для упрощения разработки ИС: системы быстрой разработки приложений (RAD-системы), средства автоматизированного проектирования ИС (CASE-средства).
Недостатки ИС этого поколения :
Большие капиталовложения в компьютеризацию предприятий не дали ожидаемого эффекта, соответствующего затратам (увеличились накладные расходы, но не произошло резкого повышения производительности);
Внедрение ИС столкнулось с инертностью людей, нежеланием конечных пользователей менять привычный стиль работы, осваивать новые технологии;
К квалификации пользователей стали предъявляться более высокие требования (знание ПК, конкретных прикладных программ и СУБД, способность постоянно повышать свою квалификацию).
С конца 1990 гг. в связи с указанными выше недостатками постепенно стало формироваться современное поколение ИС.
Основные черты этого поколения ИС :
Техническая платформа состоит из мощных ЭВМ 5-го поколения, используются разные платформы в одной ИС (большие ЭВМ, мощные стационарные ПК, мобильные ПК). Наиболее характерно широкое применение вычислительных сетей – от локальных до глобальных;
Информационное обеспечение направлено на повышение интеллектуальности банков данных в следующих направлениях:
· новые модели знаний, учитывающие не только структуру информации, но и активный характер знаний;
· средства оперативного анализа информации (OLAP) и средства поддержки принятия решений (DSS);
· новые формы представления информации, более естественные для человека (мультимедиа, полнодокументальные БД, гипердокументальные БД, средства восприятия и синтеза речи).
3.3. Информационные системы: задачи, свойства, процессы, пользователи
Современные информационные системы решают следующие основные задачи :
1. Осуществление поиска, обработки и хранения информации, которая накапливается в течение большого периода времени, имеет большую ценность. ИС предназначены для более быстрой и надёжной обработки информации, чтобы люди не тратили время, чтобы избежать свойственных человеку случайных ошибок, чтобы сэкономить расходы, чтобы сделать жизнь людей более комфортной.
2. Хранение данных разной структуры. Не существует развитой ИС, работающей с одним однородным файлом данных. Более того, разумным требованием к информационной системе является то, чтобы она могла развиваться. Могут появиться новые функции, для выполнения которых требуются дополнительные данные с новой структурой. При этом вся накопленная ранее информация должна остаться сохранной. Теоретически можно решить эту задачу путём использования нескольких файлов внешней памяти, каждый из которых хранит данные с фиксированной структурой. В зависимости от способа организации используемой системы управления файлами эта структура может быть структурой записи файла или поддерживаться отдельной библиотечной функцией, написанной специально для данной ИС. Известны примеры реально функционирующих ИС, в которых хранилище данных планировалось основывать на файлах. В результате развития большинства таких систем в них выделился отдельный компонент, который представляет собой разновидность системы управления базами данных (СУБД).
3. Анализ и прогнозирование потоков информации различных видов и типов, перемещающихся в обществе. Изучаются потоки с целью их минимизации, стандартизации и приспособления для эффективной обработки на вычислительных машинах, а также особенности потоков информации, протекающей через различные каналы распространения информации.
4. Исследование способов представления и хранения информации, создание специальных языков для формального описания информации различной природы, разработка специальных приёмов сжатия и кодирования информации, аннотирования объёмных документов и реферирования их. В рамках этого направления развиваются работы по созданию банков данных большого объёма, хранящих информацию из различных областей знаний в форме, доступной для вычислительных машин.
5. Построение процедур и технических средств для их реализации, с помощью которых можно автоматизировать процесс извлечения информации из документов, не предназначенных для вычислительных машин, а ориентированных на восприятие их человеком.
6. Создание информационно-поисковых систем, способных воспринимать запросы к информационным хранилищам, сформулированные на естественном языке, а также специальных языках запросов для систем такого типа.
7. Создание сетей хранения, обработки и передачи информации, в состав которых входят информационные банки данных, терминалы, обрабатывающие центры и средства связи.
Конкретные задачи, которые должны решаться информационной системой, зависят от той прикладной области, для которой предназначена система. Области применения информационных приложений разнообразны: банковское дело, управление производством, медицина, транспорт, образование, юриспруденция и т.д.
Информационная система определяется следующими свойствами :
1. Структура ИС, её функциональное назначение должны соответствовать поставленным целям.
2. ИС предназначена для производства достоверной, надёжной, своевременной и систематизированной информации, основанной на использовании БД, экспертных систем и баз знаний. Так как любая ИС предназначена для сбора, хранения и обработки информации, то в основе любой ИС лежит среда хранения и доступа к данным. Среда должна обеспечивать уровень надёжности хранения и эффективность доступа, которые соответствуют области применения ИС.
3. ИС должна контролироваться людьми, ими пониматься и использоваться в соответствии с основными принципами, реализованными в виде стандарта организации на ИС. Интерфейс пользователя ИС должен быть легко понимаем на интуитивном уровне.
4. Любая информационная система может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения систем.
5. Любая ИС является динамичной и развивающейся.
6. При построении ИС используются сети передачи данных.
Процессы , обеспечивающие работу информационной системы любого назначения, условно можно представить в виде блоков:
- ввод информации из внешних или внутренних источников;
- обработка входной информации и представление её в удобном виде;
- вывод информации для представления потребителям или передачи в другую систему;
- обратная связь – это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.
Пользователей ИС можно разделить на несколько групп:
Случайный пользователь, взаимодействие которого с ИС не обусловлено служебными обязанностями;
Конечный пользователь (потребитель информации) – лицо или коллектив, в интересах которого работает ИС. Он работает с ИС повседневно, связан с жёстко ограниченной областью деятельности и, как правило, не является программистом, например, это может быть бухгалтер, экономист, руководитель подразделения;
Коллектив специалистов (персонал ИС), включающий администратора банка данных, системного аналитика, системных и прикладных программистов.
Состав и функции персонала ИС:
Администратор – это специалист (или группа специалистов), который понимает потребности конечных пользователей, работает с ними в тесном контакте и отвечает за определение, загрузку, защиту и эффективность работы банка данных. Он должен координировать процесс сбора информации, проектирования и эксплуатации БД, учитывать текущие и перспективные потребности пользователей.
Системные программисты – это специалисты, которые занимаются разработкой и сопровождением базового математического обеспечения ЭВМ (ОС, СУБД, трансляторов, сервисных программ общего назначения).
Прикладные программисты – это специалисты, которые разрабатывают программы для реализации запросов к БД.
Аналитики – это специалисты, которые строят математическую модель предметной области исходя из информационных потребностей конечных пользователей; ставят задачи для прикладных программистов.
На практике персонал небольших ИС часто состоит из одного–двух специалистов, которые выполняют все перечисленные функции.
Для разных классов пользователей можно выделить несколько уровней представлений об информации в ИС, которые обусловлены потребностями различных групп пользователей и уровнем развития инструментальных средств создания ИС.
Уровни представления информации в информационных системах:
Внешнее представление данных – это описание информационных потребностей конечного пользователя и прикладного программиста. Связь между этими двумя видами внешнего представления осуществляет аналитик.
Концептуальное представление данных – отображение знаний обо всей предметной области ИС. Это наиболее полное представление, отражающее смысл информации, оно может быть только одно и не должно содержать противоречий и двусмысленностей. Концептуальное представление – это сумма всех внешних представлений, с учётом перспектив развития ИС, знаний о методах обработки информации, знаний о структуре самой ИС и др.
Внутреннее (физическое) представление – это организация данных на физическом носителе информации. Этот уровень характеризует представления системных программистов и практически используется только тогда, когда СУБД не обеспечивает требуемого быстродействия или специфического режима обработки данных.
Подсистемы
Одним из основных свойств ИС является делимость на подсистемы, которая имеет достоинства с точки зрения ее разработки и эксплуатации :
· упрощение разработки и модернизации ИС в результате специализации групп проектировщиков по подсистемам;
· упрощение внедрения и поставки готовых подсистем в соответствии с очередностью выполнения работ;
· упрощение эксплуатации ИС вследствие специализации работников предметной области.
Обычно выделяют функциональные и обеспечивающие подсистемы. Однако в качестве третьей подсистемы можно выделить и организационную подсистему. в ее задачи входят:
· определение порядка разработки и внедрения ЭИС, ее организационной структуры, состава работников;
· регламентация процесса создания и эксплуатации ЭИС и пр.
Структура экономической информационной системы, с точки зрения деления ее на подсистемы, представлена на рис. 15.
Рис. 15. Деление ЭИС на подсистемы
Функциональные подсистемы
Функциональные подсистемы ИС (ФП ИС) – комплекс экономических задач с высокой степенью информационных обменов (связей) между задачами (некоторый процесс обработки информации с четко определенным множеством входной и выходной информации. Например, начисление сдельной заработной платы, учет прихода материалов, оформление заказа на закупку и т. д.
ФП ИС информационно обслуживают определенные виды деятельности экономической системы (предприятия), характерные для его структурных подразделений и (или) функций управления. Интеграция функциональных подсистем в единую систему достигается за счет создания и функционирования обеспечивающих подсистем, таких как:
· информационная;
· техническая;
· программная;
· математическая;
· лингвистическая.
Состав ФП во многом определяется особенностями экономической системы, ее отраслевой принадлежностью, формой собственности, размером, характером деятельности предприятия.
Функциональные подсистемы ИС могут строиться по различным принципам:
· предметному;
· функциональному;
· проблемному;
· смешанному (предметно-функциональному).
Предметный принцип использования ИС в хозяйственных процессах промышленного предприятия определяет подсистемы управления производственными и финансовыми ресурсами: материально-техническим снабжением; производством готовой продукции; персоналом; сбытом готовой продукции; финансами. При этом в подсистемах рассматривается решение задач на всех уровнях управления с обеспечением интеграции информационных потоков по вертикали.
Для реализации функций управления выделяют функциональные подсистемы, которые реализуются на различных уровнях управления и объединены в следующие контуры управления (маркетинг, производство, логистика, финансы):
· прогнозирование;
· нормирование;
· планирование (технико-экономическое и оперативное);
· анализ;
· регулирование.
В качестве примера применения функционального подхода рассмотрим многопользовательский сетевой комплекс полной автоматизации корпорации «Галактика» (АО «Новый атлант»), предназначенный для автоматизации всего спектра финансово-хозяйственной деятельности средних и крупных предприятий. Комплекс «Галактика» может иметь различные конфигурации. Одной из наиболее важных конфигураций можно считать «Управление производственным предприятием». Данная конфигурация является комплексным решением, охватывающим основные контуры управления и учета на производственном предприятии, что позволяет организовать единую информационную систему для управления различными аспектами деятельности предприятия. Ниже приведен перечень контуров, составляющих данную ИС:
● Управление производством; ● Управление финансами; ● Управление складом (запасами); ● Управление продажами; ● Управление закупками; ● Управление отношениями с клиентами; ● Управление персоналом, включая расчет заработной платы.
Более подробно комплекс «Галактика» будет изучен в следующих частях пособия.
Проблемный принцип формирования подсистем отражает необходимость гибкого и оперативного принятия управленческих решений по отдельным проблемам в рамках СППР, например, решение задач бизнес-планирования, управления проектами. Такие подсистемы могут реализовываться в виде ЛИС, импортирующих данные из КИС (например, система бизнес-планирования на основе Project-Expert), или в виде специальных подсистем в рамках КИС (например, информационной системы руководителя).
На практике чаще всего применяется смешанный (предметно-функциональный) подход , согласно которому построение функциональной структуры ИС – это разделение ее на подсистемы по характеру хозяйственной деятельности, которое должно соответствовать структуре объекта и системе управления, а также выполняемым функциям управления (рис. 16).
 |
Рис. 16. Структура функциональных подсистем ИС, выделенных по функционально-предметному принципу
Используя этот подход, можно выделить следующий типовой набор функциональных подсистем в общей структуре ИС предприятия.
По функциональному принципу:
· стратегическое развитие;
· технико-экономическое планирование;
· бухгалтерский учет и анализ хозяйственной деятельности.
По предметному принципу (подсистемы управления ресурсами):
· техническая подготовка производства;
· основное и вспомогательное производство;
· качество продукции;
· логистика;
· маркетинг;
Подсистемы, построенные по функциональному принципу, охватывают все виды хозяйственной деятельности предприятия (производство, снабжение, сбыт, персонал, финансы). Подсистемы, построенные по предметному принципу, относятся в основном к оперативному уровню управления ресурсами.
Обеспечивающие подсистемы
Обеспечивающие подсистемы являются общими для всей ИС независимо от конкретных функциональных подсистем, в которых применяются те или иные виды обеспечения. В работе обеспечивающие и организационные подсистемы объединены в одну обеспечивающую подсистему. Обоснованием такого решения можно считать, что их составляющие обеспечивают реализацию целей и функций системы.
Состав обеспечивающих подсистем не зависит от выбранной предметной области и имеет (рис. 17):
● функциональную структуру;
● информационное обеспечение;
● математическое (алгоритмическое и программное) обеспечение;
● техническое обеспечение;
● организационное обеспечение;
● кадровое обеспечение,
а на стадии разработки ИС дополнительные обеспечения:
· правовое;
· лингвистическое;
· технологическое;
· методологическое;
· интерфейсы с внешними ИС.
Рис. 18. Функциональная структура ИС: 1–6 – функции
Под функцией ИС понимается круг действия ИС, направленных на достижение частной цели управления.
Состав функций, реализуемых в ИС, регламентируется государственным стандартом и подразделяется на информационные и управляющие функции.
Информационные функции:
· централизованный контроль:
o 1 – измерение значений параметров;
o 2 – измерение их отклонений от заданных значений;
· вычислительные и логические операции:
o 3 – тестирование работоспособности ИС;
o 4 – подготовка и обмен информацией с другими системами;
· управляющие функции должны осуществлять:
o 5 – поиск и расчет рациональных режимов управления;
o 6 – реализацию заданных режимов управления.
Информационное обеспечение – это совокупность средств и методов построения информационной базы (рис. 19). Оно определяет способы и формы отображения состояния объекта управления в виде данных внутри ИС, документов, графиков и сигналов вне ИС. Информационное обеспечение подразделяют на внешнее и внутреннее.
Рис. 20. Математическое обеспечение ИС
Алгоритмическоеобеспечение представляет собой совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, используемых в системе для решения задач и обработки информации.
Программноеобеспечение состоит:
· из общего ПО (ОС, трансляторы, тесты и диагностика и др., т. е. все то, что обеспечивает работу аппаратных устройств);
· специального ПО (прикладное ПО, обеспечивающее автоматизацию процессов управления в заданной предметной области).
Техническоеобеспечение (рис. 21) состоит из устройств:
· измерения;
· преобразования;
· передачи;
· хранения;
· обработки;
· отображения;
· регистрации;
· ввода/вывода информации;
· исполнительных устройств.
 |
Рис. 21. Техническое обеспечение ИС
Кадровоеобеспечение
– это совокупность методов и средств по организации и проведению обучения персонала приемам работы с ИС.
Его целью является поддержание работоспособности ИС и возможности дальнейшего ее развития. Кадровое обеспечение включает в себя методики обучения, программы курсов и практических занятий, технические средства обучения и правила работы с ними и т. д.
Организационное обеспечение – это совокупность средств и методов организации производства и управления ими в условиях внедрения ИС.
Целью организационного обеспечения является: выбор и постановка задач управления, анализ системы управления и путей ее совершенствования, разработка решений по организации взаимодействия ИС и персонала, внедрение задач управления. Организационное обеспечение включает в себя методики проведения работ, требования к оформлению документов, должностные инструкции и т. д.
Это обеспечение является одной из важнейших подсистем ИС, от которой зависит успешная реализация целей и функций системы. В его состав входит четыре группы компонентов (рис. 22).
 |
Рис. 22. Организационное обеспечение ИС
Важнейшие методические материалы первой группы , регламентирующие процесс создания и функционирования системы:
· общеотраслевые руководящие методические материалы по созданию ИС;
· типовые проектные решения;
· методические материалы по организации и проведению предпроектного обследования на предприятиях;
· методические материалы по вопросам создания и внедрения проектной документации.
Совокупность средств, необходимых для эффективного проектирования и функционирования ИС второйгруппы :
· комплексы задач управления, включая типовые пакеты прикладных программ;
· типовые структуры управления предприятием;
· унифицированные системы документов;
· общесистемные и отраслевые классификаторы и т. п.
Техническая документация третьейгруппы , получаемая в процессе обследования, проектирования и внедрения системы:
· технико-экономическое обоснование;
· техническое задание;
· технический и рабочий проекты и документы, оформляющие поэтапную сдачу системы в эксплуатацию).
Организационно-штатное расписание четвертойгруппы определяет в частности состав специалистов по функциональным подсистемам управления.
Правовое обеспечение предназначено для регламентации процесса создания и эксплуатации ИС, которая включает в себя совокупность юридических документов с констатацией регламентных отношений по формированию, хранению, обработке промежуточной и результирующей информации системы.
Лингвистическое обеспечение (ЛО) представляет собой совокупность научно-технических терминов и других языковых средств, используемых в информационных системах, а также правил формализации естественного языка, включающих в себя методы сжатия и раскрытия текстовой информации для повышения эффективности автоматизированной обработки информации.
Средства, входящие в подсистему ЛО (рис. 23), делятся на две группы:
· традиционные языки (естественные, математические, алгоритмические, языки моделирования);
· предназначенные для диалога с ЭВМ (информационно-поисковые, языки СУБД, операционных сред, входные языки пакетов прикладных программ).
 |
Рис. 23. Состав лингвистического обеспечения ИС
Технологическое обеспечение (Electronic Data Processing – EDP) ИС соответствует разделению ИС на подсистемы по технологическим этапам обработки различных видов информации:
· первичной информации. этапы технологического процесса:
o передачи;
o накопления;
o хранения;
o обработки первичной информации;
o получения и выдачи результатной информации;
· организационно-распорядительной документации. этапы:
o получения входящей документации;
o передачи на исполнение;
o формирования и хранения дел;
o составления и размножения внутренних документов и отчетов;
· технологической документации и чертежей. Этапы:
o ввода в систему и актуализации шаблонов изделий;
o ввода исходных данных и формирования проектной документации для новых видов изделий;
o выдачи на плоттер чертежей;
o актуализации банка государственных и отраслевых стандартов, технических условий, нормативных данных;
o подготовки и выдачи технологической документации по новым видам изделий;
· баз данных и знаний. этапы:
o формирования баз данных и знаний;
o ввода и обработки запросов на поиск решения;
o выдачи варианта решения и объяснения к нему;
· научно-технической информации, ГОСТов и технических условий, правовых документов и дел. Этапы:
o формирования поисковых образов документов;
o формирования информационного фонда;
o ведения тезауруса справочника ключевых слов и их кодов;
o кодирования запроса на поиск;
o выполнения поиска и выдачи документа или адреса хранения документа.
Технологическое обеспечение развитых ИС включает в себя подсистемы:
· OLTP – оперативной обработки данных транзакционного типа, которая обеспечивает высокую скорость преобразования большого числа транзакций, ориентированных на фиксированные алгоритмы поиска и обработки информации БД;
· OLAP – оперативный анализ данных для поддержки принятия управленческого решения.
Технологии OLAP обеспечивают:
– анализ и моделирование данных в оперативном режиме;
– работу с предметно-ориентированными хранилищами данных;
– реализацию запросов произвольного вида;
– формирование системы знаний о предметной области и др.
За счет программного интерфейса Application Program Interface, API и доступа интерфейсы с внешними информационными системами (Interfaces) обеспечивают обмен данными, расширение функциональности приложений следующим объектам:
· объектам Microsoft Jet (БД, электронные таблицы, запросы, наборы записей и др.) в программах на языках Microsoft Access Basic, Microsoft Visual Basic – DAO (Data Access Object);
· реляционным БД под управлением WOSA (Microsoft Windows Open Standards Architecture) – ODBC (Open Database Connectivity);
· компонентной модели объектов – COM (Component Object Model), поддерживающей стандартный интерфейс доступа к объектам и методам обработки объектов независимо от их природы, местонахождения, структуры, языков программирования;
· локальным и удаленным объектам других приложений на основе технологии манипулирования Automation (OLE Automation), обеспечивающей взаимодействие сервера и клиента;
· объектам ActiveX (элементам управления OLE и OCX) для их включения в веб-приложения при сохранении сложного форматирования и анимации и др.
Информационная система поддерживает работу следующих категорий пользователей (User):
· конечные пользователи (End Users, Internal Users) – управленческий персонал, специалисты, технический персонал, которые по роду своей деятельности используют информационные технологии управления;
· администрация ИС , в том числе:
o конструктор или системный аналитик (Analyst) – обеспечивает управление эффективностью ИС, определяет перспективы развития ИС;
o администратор приложений (Application Administrator) – отвечает за формализацию информационных потребностей бизнес-приложений, управление эффективностью и развитием бизнес-приложений;
o администратор данных (Data Base Administrator) – осуществляет эксплуатацию и поддержание качественных характеристик ИБ (БД);
o администратор компьютерной сети (Network Administrator) – обеспечивает надежную работу сети, управляет санкционированным доступом пользователей, устанавливает защиту сетевых ресурсов;
· системные и прикладные программисты (System Programmers, Application Programmers) – осуществляют создание, сопровождение и модернизацию программного обеспечения ИС;
· технический персонал (Technicians) – обеспечивает обслуживание технических средств обработки данных;
· внешние пользователи (External Users) – потребители выходной информации ИС, контрагенты.
89. Организация поиска информации.
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, определяющие 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 полностью относится к прикладной области и сильно 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 счёте, именно эта составляющая более важна для функционирования организации, так как для неё, собственно, и строится компьютерная инфраструктура.
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 протоколы, используемые для обмена данными между компьютерами, абсолютно не зависят от того, какие методы и программы планируется использовать на предприятии для организации бухгалтерского учета.
С другой стороны, указанные составляющие в определенном смысле все же зависят друг от друга. Функциональные подсистемы в принципе не могут существовать без компьютерной инфраструктуры. В то же время компьютерная и инфраструктура сама по себе достаточно ограничена, поскольку не обладает необходимой функциональностью. Невозможно эксплуатировать распределенную информационную систему при отсутствии сетевой инфраструктуры. Хотя, имея развитую инфраструктуру, можно предоставить сотрудникам организации ряд полезных общесистемных служб (например, электронную почту доступ в Интернет), упрощающих работу и делающих ее более эффективной (в частности, за счет использования более развитых средств связи).
Таким образом, разработку информационной системы целесообразно начинать с построения компьютерной инфраструктуры (корпоративной сети) как наиболее важной составляющей, опирающейся на апробированные промышленные технологии и гарантированно реализуемой в разумные сроки и силу высокой степени определенности как в постановке задачи, так и предлагаемых решениях.
Примечание
Бессмысленно строить корпоративную сеть как некую самодостаточную систему, не принимая во внимание прикладную функциональность. Если в процессе создания системно-технической инфраструктуры не проводить анализ и автоматизацию управленческих задач, то средства, инвестированные в разработку корпоративной сети, не дадут впоследствии реальной отдачи.
Корпоративная сеть создается на многие годы вперед, капитальные затраты на ее разработку и внедрение настолько велики, что практически исключают возможность полной или частичной переделки существующей сети. Функциональные подсистемы, в отличие от корпоративной сети, изменчивы по своей природе, так как в предметной области деятельности организации постоянно происходят более или менее существенные изменения. Функциональность информационных систем сильно зависит от организационно-управленческой структуры организации, ее функциональности, распределения функции, принятых в организации финансовых технологий и схем, существующей технологии документооборота и множества других факторов.
Разработку и внедрение функциональных подсистем можно выполнять постепенно. Например, сначала на наиболее важных и ответственных участках выполнять разработки, обеспечивающие прикладную функциональность системы (внедрять системы финансового учета, управления кадрами и т.п.), а затем распространять прикладные программные системы и па другие, первоначально менее значимые области управления предприятием.
Вопросы:
1. Этапы развития информационных систем?
2. Общие свойства, характерные для информационных систем?
3. Каковы основные составляющие корпоративных информационных систем?
4. Каковы соотношения между составляющими информационной системы?
Лекция 3
Тема: Области применения и примеры реализации информационных систем. Жизненный цикл информационных систем.
План
1. Область применения информационных технологий;
2. Примеры реализации информационных систем;
3. Жизненный цикл информационных систем
Программный продукт, корпоративные информационные системы, составляющие ИС, компьютерная инфрастуктура, взаимосвязанные функциональные подсистемы, корпоративная сеть, жизненный цикл ИС.
Области применения и примеры реализации информационных систем
В последние несколько лет компьютер стал неотъемлемой частью управленческой системы предприятий. Однако современный подход к управлению предполагает еще и вложение денег в информационные технологии. Причем чем крупнее предприятие, тем больше должны быть подобные вложения.
Благодаря стремительному развитию информационных технологий наблюдается расширение области их применения. Если раньше чуть ли не единственной областью, в которой применялись информационные системы, была автоматизация бухгалтерского учета, то сейчас наблюдается внедрение информационных технологий во множество других областей. Эффективное использование корпоративных информационных систем позволяет делать более точные прогнозы и избегать возможных ошибок в управлении.
Из любых данных и отчетов о работе предприятия можно извлечь массу полезных сведений. И информационные системы как раз и позволяют извлекать максимум пользы из всей имеющейся в компании информационных технологий - современный бизнес крайне чувствителен к ошибкам в управлении, и для принятия грамотного управленческого решения в условиях неопределенности и риска необходимо постоянно держать под контролем различные аспекты финансово-хозяйственной деятельности предприятия (независимо от профиля его деятельности).
Поэтому можно вполне обоснованно утверждать, что в жесткой конкурентной борьбе большие шансы на победу имеет предприятие, использующее в управлении современные информационные технологии.
Рассмотрим наиболее важные задачи, решаемые с помощью специальных программных средств.
Бухгалтерский учет
Это классическая область применения информационных технологий и наиболее часто реализуемая на сегодняшний день задача. Такое положение вполне объяснимо. Во-первых, ошибка бухгалтера может стоить очень дорого, поэтому очевидна выгода использования возможностей автоматизации бухгалтерии. Во-вторых, задача бухгалтерского учета довольно легко формализуется, так что разработка систем автоматизации бухгалтерского учета не представляет технически сложной проблемы.
Примечание
Тем не менее разработка систем автоматизации бухгалтерского учета является весьма трудоемкой. Это связано с тем, что к системам бухгалтерского учета предъявляются повышенные требования в отношении надежности и максимальной простоты и удобства в эксплуатации.
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 |