Файл: 1. Информационные технологии. Информационные процессы. Технология.pdf

 разработка - создание функциональных компонентов и подсистем по отдельности,
 соединение подсистем в единое целое;
 тестирование - проверка функционального и параметрического со- ответствия системы показателям, определенным на этапе анализа ;
 внедрение – установка и ввод системы в действие;
 сопровождение – обеспечение штатного процесса эксплуатации си- стемы на предприятии заказчика.
Этапы разработки, тестирования и внедрения ИС обозначаются еди- ным термином – реализация.
Жизненный цикл образуется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и, как правило, носит итерационный характер: реализован- ные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением дополнительных ограничений и т.п.
На каждом этапе жизненного цикла порождается определенный набор технических решений и отражающих их документов, при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, принятые на предыдущем этапе.
Существующие модели жизненного цикла определяют порядок испол- нения этапов в процессе создания ИС, а также критерии перехода от этапа к этапу. В соответствии с этим наибольшее распространение получили
три
следующие модели
Каскадная модель
– предполагает переход на следующий этап после полного завершения работ предыдущего этапа (характерна для военно- технических проектов).
Поэтапная итерационная модель
. Эта модель создания ИС предпола- гает наличие циклов обратной связи между этапами.
Спиральная модель
– опирается на начальные этапы жизненного цикла: анализ, предварительное и детальное проектирование. Каждый виток спира- ли соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его каче- ство, планируются работы следующего витка спирали.
Эффективность ИС
Для оценки эффективности ИС служит набор критериев, которые коли- чественно определяют степень соответствия системы целям ее создания.

Критерий эффективности должен быть наглядным, напрямую зависеть от ра- боты системы, допускать приближенную оценку по результатам эксперимен- тов. Оценивают как ИС в целом, так и ее компоненты.
Одновременное достижение всех целей невозможно, поэтому на прак- тике выбирают компромиссное решение: один из критериев оптимизируется, а остальные служат в качестве ограничений.
Приведем типичные цели создания ИС и критерии для их оценки (табл.):
Таблица
№
Цели
Критерии
1
Максимальная полнота отображения информации
Отношение объема информации в системе к объе- му информации на объекте
2
Максимальная скорость предоставления информации
Время обработки данных
Время ответа на запрос
3
Максимальное удобство пользователя
Время на формирование запроса и понимание ответа
4
Минимальные расходы
Капитальные вложения + Текущие затраты
5
Максимальное извлечение полезной информации
Отношение объема входной информации к объему выходной информации
6
Минимальная избыточность базы данных
Отношение объема избыточной информации к объему хранимой информации
История и основные направления развития ИС
Понятие информационной системы (ИС) на протяжении своего суще- ствования претерпело значительные изменения. Условно можно выделить
три поколения ИС
Рассмотрим основные характеристики компонентов этих ИС.
Первое поколение
(до 70-х годов) предназначалось для решения уста- новившихся задач, которые четко определялись на этапе создания системы и затем практически не изменялись.
Основные черты 1-го поколения ИС:
 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 про- граммы, например, программа начисления заработной платы;

 архитектура ИС - централизованная. Как правило, применялась па- кетная обработка задач. Конечный пользователь не имел непосредственного контакта с ИС, вся предварительная обработка информации и ввод производи- лись персоналом ИС.
Недостатки ИС 1-го поколения:
 сильная взаимосвязь между программами и данными, т.е. измене- ния 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.
Второе поколение
Стремление преодолеть недостатки 1-го поколения ИС породило в 70-х годах технологию баз данных. База данных создается для группы взаимосвя- занных задач, для многих пользователей и это позволяет частично решить проблемы 1-го поколения ИС. Вначале СУБД разрабатывались для больших
ЭВМ, и их количество не превышало десятка. Благодаря появлению ПЭВМ технология БД стала массовой, создано большое количество инструменталь- ных средств и СУБД для разработки ИС, что в свою очередь вызвало появле- ние большого количества прикладных ИС в прикладных областях.
Основные черты 2-го поколения ИС:
 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-
4поколения;
 расширенные языком работы с БД (SQL, QBE);
 архитектура ИС: наиболее популярны две разновидности: персо- нальная 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 разра- ботчику ИС). Например, повсеместно применяется графический интерфейс, развитые системы помощи и подсказки пользователю, разнообразные ин- струменты для упрощения разработки ИС: системы быстрой разработки

приложений (RAD-системы), средства автоматизированного проектирова-
ния ИС (CASE- средства).
К концу 80-хгодов выявились и
недостатки систем 2-го 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 ко- нечных пользователей менять привычный стиль работы, осваивать новые технологии;
 к квалификации пользователей стали предъявляться более высокие требования (знание персонального компьютера, конкретных прикладных программ и СУБД, способность постоянно повышать свою квалификацию).
В связи с этим постепенно стало формироваться
3-е поколение ИС
Основные черты современного (третьего) поколения ИС:
 техническая платформа - мощные ЭВМ 4-5 поколения, использо- вание разных платформ в одной ИС (большие ЭВМ, мощные стационарные
ПК, мобильные ПК). Наиболее характерно широкое применение вычисли- тельных сетей - от локальных до глобальных;
 информационное обеспечение - ведутся интенсивные разработки с целью повышения интеллектуальности банка данных в следующих направ- лениях:
 новые модели знаний, учитывающие не только структуру инфор- мации, 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, полнотекстовые БД, гипертекстовые БД, средства восприятия и синтеза речи).
 программное обеспечение - новым является появление и развитие открытой компонентной u1072 архитектуры ИС. Компонент - это программа, выполняющая какой-либо осмысленный с точки зрения конечного пользова- теля набор функций и имеющая открытый интерфейс. ПО ИС собирается из готовых компонентов. Компонент может функционировать на разных типах
ЭВМ и связь между компонентами устанавливается не на этапе компиляции, а в реальном масштабе времени. Такой принцип построения позволяет ис- пользовать накопленный опыт программистов, ускорять разработку ИС, со- здавать распределенные ИС.

Структура ИС
Структуру ИС составляет совокупность ее частей, называемых
подси-
стемами.
Подсистема
– это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.
В соответствии со структурным признаком классификации можно вы- делить следующие обеспечивающие подсистемы:
 информационное обеспечение;
 техническое обеспечение;
 математическое и программное обеспечение;
 организационное обеспечение;
 правовое обеспечение.
Информационное обеспечение
(ИО)– совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем доку- ментации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.
Назначение подсистемы ИО – своевременное формирование и выдача достоверной информации для принятия решений.
Техническое обеспечение
– комплекс технических средств, предназна- ченных для работы информационной системы, а также соответствующая до- кументация на эти средства и технологические процессы.
Комплекс технических средств составляют
 компьютеры любых моделей;
 устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода инфор- мации;
 устройства передачи данных и линий связи;
 оргтехника и устройства автоматического съема информации;
 эксплуатационные материалы и др.
Документацией оформляются предварительный выбор технических средств, организация их эксплуатации, технологический процесс обработки данных, технологическое оснащение.
Различают два вида технологических процессов (формы использования технических средств)– централизованный и децентрализованный.
Математическое и программное обеспечение
- совокупность математи- ческих методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и за- дач информационной системы, а также нормального функционирования ком- плекса технических средств.

Организационное обеспечение
– совокупность методов и средств, регла- ментирующих взаимодействие работников с техническими средствами и меж- ду собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы.
Организационное обеспечение создается по результатам предпроектного обследования на 1-ом этапе построения баз данных.
Правовое обеспечение
– совокупность правовых норм, определяющих создание, юридический статус и функционирование информационных систем, регламентирующих порядок получения, преобразования и использования ин- формации. Основной целью является укрепление законности. В его состав входят законы, указы, постановления государственных органов власти, прика- зы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, ор- ганизаций, местных органов власти.
Классификация ИС
Информационные системы можно классифицировать по различным
признакам
:
 структурированности задач;
 функциональному признаку и уровням управления;
 степени автоматизации;
 характеру использования информации;
 сфере применения.
 режиму работы;
 функциям
 способу распределения вычислительных ресурсов.
По признаку структурированности задач:
 на структурированные;
 неструктурированные;
 частично структурированные.
По функциональному признаку и уровням управления;
 производственные;
 маркетинговые;
 финансовые;
 кадровые.
По степени автоматизации:
 ручные;
 автоматические;

 автоматизированные
По характеру использования информации:
 информационно-поисковые;
 информационно-решающие.
По сфере применения:

ИС организационного управления;

ИС управления технологическими процессами;

Ис автоматизированного проектирования;
 интегрированные (корпоративные) ИС.
По режиму работы ИС делятся:
 на пакетные,
 на диалоговые;
 на смешанные.
Пакетные
ИС работают в пакетном режиме: вначале данные накапли- ваются, и формируется пакет данных, а затем пакет последовательно обраба- тывается рядом программ. Недостаток этого режима - низкая оперативность принятия решений и обособленность пользователя от системы.
Диалоговые
ИС работают в режиме обмена сообщениями между поль- зователями и системой (например, система продажи авиабилетов). Этот ре- жим особенно удобен, когда пользователь может выбирать перспективные варианты из числа предлагаемых системой.
По способу распределения вычислительных ресурсов
ИС делятся
 на локальные;
 распределенные.
Локальные
ИС используют одну ЭВМ;
Распределенные
ИС взаимодействуют с несколькими ЭВМ, связанны- ми сетью. Отдельные узлы сети обычно территориально удалены друг от друга, решают разные задачи, но используют общую информационную базу.
По функциям
различают три вида ИС:
 информационно-поисковые системы (ИПС),
 системы обработки данных (СОД);
 автоматизированные системы управления (АСУ).
Условно различают документальные и фактографические ИС.
ДокументальныеИС
содержат базу из неструктурированных докумен- тов, снабженную тем или иным аппаратом поиска. Пример такой системы – справочник по Windows, вызываемый пользователем в процессе работы.

Фактографические
системы служат для выдачи однозначных ответов на ограниченный перечень возможных запросов. Для достижения этой цели дан- ные в системе подлежат строгому структурированию и записи в определенном формате. Пример – бухгалтерские документы. Снабдив неструктурированную систему специальными описателями, мы можем привести ее к виду, позволяю- щему автоматически находить в базе данных нужную информацию.
Основополагающие понятия ИС –
объект, атрибут и связь
Объект
(сущность) – это нечто существующее и различимое, т.е. все то, что имеет название, и для чего имеется определенный способ отличать один подобный объект от другого (факты жизни, произведения искусства, книги, математические функции, числа, философские теории и т.д.). Конкретный объект в такой группе называют
экземпляром
объекта.
Атрибут
(данное) – это некоторый показатель, который характеризует некий объект и принимает для конкретного экземпляра объекта некоторое значение (назначение продукции, состав команды, национальность жителя, автор теории, решения конкретного уравнения). Атрибут некоторого набора объектов сам может быть набором объектов, имеющим собственные атрибу- ты (игроки команды, детали биографии автора, мнимые или действительные части решения уравнения).
Списки возможных значений атрибутов называют
классификаторами
(справочники, словари, тезаурус). Например, множество всех выпускаемых заво- дом изделий можно классифицировать по атрибутам комплекс, устройство, блок, элемент, узел, деталь. Эти атрибуты в свою очередь классифицируются по внут- реннему устройству (механические, электрические …) или назначению и т.д.
Применение информационных систем
Начало направлению применения ИС положили исследования в обла- сти документалистики и анализа научно-технической информации, которые проводились до появления компьютеров. Своего развития информационные системы достигли тогда, когда в их состав вошли компьютеры.
Информационные системы решают несколько основных задач:
1. Анализ и прогнозирование потоков разнообразной информации, пе- ремещающихся в обществе. Изучаются потоки документов с целью их мини- мизации, стандартизации и приспособления для эффективной обработки на вычислительных машинах, а также особенности потоков информации, проте- кающей через журналы, газеты, радиоканалы, телевизионные каналы и дру- гие каналы распространения информации. Оценивается влияние распростра-

няемой информации на научно-технический прогресс и состояние общества.
2. Исследование способов представления и хранения информации, со- здание специальных языков для формального описания информации различ- ной природы, разработка специальных приемов сжатия и кодирования ин- формации, аннотирования объемных документов и реферирования их. В рам- ках этого направления развиваются работы по созданию банков данных большого объема, хранящих информацию из различных областей знаний в форме, доступной для вычислительных машин.
3. Построение различных процедур и технических средств для их реа- лизации, с помощью которых можно автоматизировать процесс извлечения информации из документов, не предназначенных для вычислительных ма- шин, а ориентированных на восприятие их человеком: Эти исследования тес- но связаны с проблемой извлечения смысла (содержания) тех или иных до- кументов при вводе их в банки данных и другие информационные хранили- ща, ориентированные на компьютеры.
4. Создание информационно-поисковых систем, способных воспринимать запросы к информационным хранилищам, сформулированные на естественном языке, а также специальных языках запросов для систем такого типа.
5. Создание сетей хранения, обработки и передачи информации, в со- став которых входят информационные банки данных, терминалы, обрабаты- вающие центры и средства связи.
Соотношение информационных технологий и информационных систем
Информационная технология тесно связана с информационными си- стемами, которые являются для нее основной средой. На первый взгляд мо- жет показаться, что определения информационной технологии и системы очень похожи между собой. Однако это не так.
Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций и действий над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель информационной технологии - в результате целенаправленных действий по переработке первичной информа- ции получить необходимую для пользователя информацию.
Информационная система является средой, составляющими элемента- ми которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные про- дукты, базы данных, люди и т.д. Основная цель информационной системы - организация хранения и передачи информации.
Информационная
система
представляет собой человеко- компьютерную систему обработки информации.