Информационные системы - ИС

2.2 Информационные системы - ИС

2.2.1 Общие понятия о системе

Под системой понимается объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность взаимосвязанных разнородных элементов, работающих как единое целое.

Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям. Это целое приобретает некоторое свойство, отсутствующее у элементов в отдельности.

Признаки системности описываются тремя принципами:

- Внешняя целостность - обособленность или относительная обособленность системы в окружающем мире;

- Внутренняя целостность - свойства системы зависят от свойств ее элементов и взаимосвязей между ними. Нарушение этих взаимосвязей может привести к тому, что система не сможет выполнять свои функции;

- Иерархичность – в системе можно выделить различные подсистемы, с другой стороны сама система тоже является подсистемой другой более крупной подсистемы.

Рекомендуемые материалы

В информатике понятие «система» широко распространено и имеет множество смысловых значений. Чаще всего оно используется применительно к набору технических средств и программ. Системой может называться аппаратная часть компьютера. Системой может также считаться множество программ для решения конкретных прикладных задач, дополненных процедурами ведения документации и управления расчетами.

Пример:

Несколько систем, состоящих из разных элементов и направленных на реализацию разных целей

2.2.2 Общие понятия об ИС

Добавление к понятию «система» слова «информационная» отражает цель ее создания и функционирования.

Информационная система - ИС - это организационно-упорядоченная взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Современное понимание информационной системы предполагает использование в качестве основного технического средства переработки информации ЭВМ и средств связи, реализующих информационные процессы и выдачу информации, необходимой в процессе принятия решений задач из любой области.

Понятие «информационные технологии» тесно связано с понятием «информационные системы», которые являются для них основной средой.

Различие между этими понятиями заключается в следующем.

ИТ является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель ИТ – в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

ИС является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, БД, люди, различного рода технические и программные средства связи и т.д. Основная цель ИС – организация хранения и передачи информации. ИС представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации.

Реализация функций ИС невозможна без знания ориентированной на нее ИТ. ИТ может существовать и вне сферы ИС.

Таким образом, ИТ является более емким понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования информации в информационном обществе.

Другими словами:

Информационная технология – это совокупность четко определенных целенаправленных действий персонала по переработке информации на компьютере.

Информационная система – это человеко-компьютерная система для поддержки принятия решений и производства информационных продуктов, использующих КОМПЬЮТЕРНУЮ ИНФОРМАЦИОННУЮ ТЕХНОЛОГИЮ.

В зависимости от конкретной области применения ИС могут очень сильно различаться по своим функциям, архитектуре, реализации.

Основные свойства информационных систем:

1. Соответствие структуры ИС, ее функционального назначения поставленной цели;

2. Производство достоверной, надежной, своевременной и систематизированной информации, основанной на использование 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 надежности хранения и эффективность доступа, которые соответствуют области применения ИС;

3. Использование сетей передачи данных.

4. ИС должна контролироваться людьми, ими пониматься и использоваться в соответствии с основными принципами, реализованными в виде стандарта предприятия на ИС. Интерфейс пользователя ИС должен быть легко понимаем на интуитивном уровне;

2.2.3 Основные задачи ИС

ИС решают следующие основные задачи:

- Поиск, обработка и хранение информации, которая долго накапливается и утрата которой невосполнима. Компьютеризованные ИС предназначены для более быстрой и надежной обработки информации, чтобы люди не тратили время, чтобы избежать свойственных человеку случайных ошибок;

- 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 путем использования нескольких файлов внешней памяти, каждый из которых хранит данные с фиксированной структурой. Известны примеры реально функционирующих ИС, в которых ХД планировалось основывать на файлах. В результате развития большинства таких систем в них выделился отдельный компонент, который представляет собой разновидность системы управления базами данных (СУБД);

- 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;

- Исследование способов представления и хранения информации, создание специальных языков для формального описания информации различной природы, разработка специальных приемов сжатия и кодирования информации. В рамках этого направления развиваются работы по созданию банков данных большого объема, хранящих информацию из различных областей знаний в форме, доступной для вычислительных машин;

- 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;

- Создание информационно-поисковых систем, способных воспринимать запросы к информационным хранилищам, сформулированные на естественном языке, а также специальных языках запросов для систем такого типа;

- 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 и т.д.

Тенденции развития современных ИТ приводят к постоянному возрастанию сложности ИС, создаваемых в различных областях. Современные крупные проекты ИС характеризуются, как правило, несколькими особенностями.

Характеристики проектов ИС:

- Сложность описания - наличие достаточно большого количества функций, процессов, элементов, данных и сложные взаимосвязи между ними, требующие тщательного моделирования и анализа данных и процессов;

- Наличие совокупности тесно взаимодействующих компонентов (подсистем), имеющих свои локальные задачи и цели функционирования (например, традиционных приложений, связанных с обработкой транзакций и решением регламентных задач, и приложений аналитической обработки (поддержки принятия решений), использующих нерегламентированные запросы к данным большого объема);

- Отсутствие прямых аналогов, ограничивающее возможность использования каких-либо типовых проектных решений и прикладных систем;

- Необходимые интеграции существующих и вновь разрабатываемых приложений;

- Функционирование в неоднородной среде на нескольких аппаратных платформах;

- Разобщенность и разнородность отдельных групп разработчиков по уровню квалификации и сложившимся традициям использования тех или иных инструментальных средств;

- Существенная временная протяженность проекта, обусловленная, с одной стороны, ограниченными возможностями коллектива разработчиков, и, с другой стороны, масштабами организации заказчика и различной степенью готовности отдельных ее подразделений к внедрению ИС.

2.2.4 Этапы развития ИС

Понятие «информационные системы » на протяжении своего существования претерпело значительные изменения. История развития ИС и цели их использования на разных периодах представлены в таблице.

Изменение подхода к использованию информационных систем

1. В 50-е г.г. 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 расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов. Вначале, когда появилась возможность обработки информации с помощью вычислительной техники, был распространен 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, учетно-отчетной информации предприятий и т.п. По мере увеличения памяти ЭВМ основное внимание стали уделять проблемам организации БД (БД). Это направление сохраняет определенную 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.

2. 60-е г.г. знаменуются изменением отношения к ИС. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности 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.

Основные черты этого поколения ИС:

- техническое обеспечение систем составляли маломощные ЭВМ 2-3 поколения;

- информационное обеспечение 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.

Недостатки ИС этого поколения:

- сильная взаимосвязь между программами и данными, то есть 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.

3. В 70-х - начале 80-х г.г. ИС предприятий начинают использоваться в качестве средства управления производством, поддерживающего и ускоряющего процесс подготовки и принятия решений. В своем большинстве ИС этого периода предназначались для решения установившихся задач, которые четко определялись на этапе создания системы и затем практически не изменялись. Появление персональных ЭВМ приводит к корректировке идеи АСУ; от ВЦ и централизации управления к распределенному вычислительному ресурсу и децентрализации управления. Такой подход нашел свое применение в системах поддержки принятия решении (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 остается актуальной идея создания интегрированных АСУ.

4. К концу 80-х г.г. 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 партнеров, организовывать выпуск продукции высокого качества и по низкой цене и др. Стремление преодолеть недостатки предыдущего поколения ИС породило технологию создания и управления базами данных. База данных создается 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 вперед 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). К концу 80-х годов выявились и недостатки систем этого поколения.

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.

2.2.5 Современные ИС

На смену ИС 80-х г.г. постепенно стало приходить современное поколение ИС.

Техническое обеспечение - мощные ЭВМ 4-5 поколения, использование разных платформ в одной ИС (большие ЭВМ, мощные стационарные ПК, мобильные ПК).

Широкое применение вычислительных сетей - от локальных до глобальных.

Информационное обеспечение - интенсивные разработки с целью повышения интеллектуальности банка данных в следующих направлениях:

- новые модели знаний, учитывающие не только структуру информации, но и активный характер знаний;

- средства оперативного анализа информации и средства поддержки принятия решений;

- новые формы представления информации, более естественные для человека (мультимедиа, полнотекстовые БД, гипертекстовые БД, средства восприятия и синтеза речи).

В последнее время появился широкий спектр специализированных ИС - экономические ИС (ЭИС), бухгалтерские ИС (БУИС), банковские ИС (БИС), ИС рынка ценных бумаг, маркетинговые ИС (МИС) и т.п.

2.2.6 Пользователи ИС

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 которых работает ИС. Он работает с ИС повседневно, связан с жестко 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 - информационных систем:

- 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 представлений об информации в информационных системах для разных классов пользователей

Рисунок 2.2.6

Классификация по уровням позволяет разделить работу по созданию и обслуживанию ИС на относительно независимые части.

Уровни представлений об 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, которое учитывает перспективы развития ИС, знания о методах обработки информации, знания о структуре самой ИС и др. Существует две формы концептуального представления информации:

- инфологическая (информационно-логическая) модель, которая не привязана к конкретной реализации и ориентирована на пользователя;

- даталогическая модель, которая учитывает требования конкретной СУБД.

- 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.

Методы разработки ИС: при традиционном подходе сначала выявляются информационные потоки на предприятии, а затем к этой структуре привязывается ИС, повторяя и закрепляя тем самым недостатки организации бизнеса. В конце прошлого века бурно обсуждалась идея бизнес - реинжиниринга, предложенная М. Хаммером. Она состоит в том, что для получения существенного эффекта от ИС необходимо одновременно с разработкой ИС пересмотреть и бизнес-процессы, удалив и упростив некоторые из них.

Таким образом, современная ИС должна создаваться как часть предприятия, включающая бизнес-архитектуру, персонал и ИТ.

2.2.7 Процессы в ИС

Процессы, обеспечивающие работу ИС любого назначения, условно можно представить в виде схемы, состоящей из блоков:

- ввод информации из внешних или внутренних источников;

- обработка входной информации и представление ее в удобном виде;

- вывод информации для представления потребителям или передачи в другую систему;

- обратная связь - это информация, переработанная людьми данной организации для коррекции входной информации.

      Аппаратная и программная части информационной системы

Процессы в информационной системе

Рисунок 2.2.7

ИС определяется следующими свойствами:

- может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения систем;

- является динамичной и развивающейся;

- при построении используется СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД;

- выходной продукцией является информация, на основе которой принимаются решения;

- ИС следует воспринимать как автоматизированную, т.е. человеко-компьютерную систему обработки информации.

Внедрение информационной системы способствует:

- получению более рациональных вариантов решения поставленных задач за счет внедрения математических методов и интеллектуальных систем и т.д.;

- освобождению работников от рутинной работы за счет ее автоматизации;

- повышению качества производимых товаров и услуг;

- обеспечению достоверности информации;

- замене бумажных носителей данных на магнитные/оптические диски или магнитные ленты, что приводит к более рациональной организации переработки информации на компьютере и снижению объемов документов на бумаге;

Ещё посмотрите лекцию "14 лекция" по этой теме.

- совершенствованию структуры потоков информации и системы документооборота;

- уменьшению затрат на производство продуктов и услуг;

- предоставлению потребителям уникальных услуг;

- отысканию новых рыночных ниш;

- привязке к фирме покупателей и поставщиков за счет предоставления им различных скидок.