Глава 3. ИнформационнЫе системы

3.1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Система – это объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, сведений, а также знаний о природе, обществе и др.

Каждый объект, чтобы его можно было считать системой, должен обладать четырьмя основными свойствами:

1) целостностью и делимостью;

2) наличием устойчивых связей;

3) организацией;

4) эмерджентностью (эффект синергии).

Система – это целостное образование, однако в ее составе могут быть выделены целостные объекты или элементы. Для системы первичным является признак целостности, т. е. она рассматривается как единое целое, состоящее из взаимодействующих частей, часто разнокачественных, но совместимых.

Свойство организации характеризуется наличием определенной организации, снижающей энтропию (степень неопределенности) системы по сравнению с энтропией системоформирующих факторов, определяющих возможность создания системы.

Эмерджентность предполагает наличие у системы таких свойств или качеств, которые не присущи ни одному из ее элементов в отдельности. Хотя свойства системы и зависят от свойств составных ее элементов, но не определяются ими полностью. Отсюда следует, что система не сводится к простой совокупности элементов и, декомпозируя систему на части, а также изучая каждую из них в отдельности, нельзя познать все свойства системы.

Одни и те же элементы в зависимости от принципа, используемого для объединения их в систему, могут образовывать различные по свойствам системы. Поэтому характеристики системы определяются не только и не столько свойствами составляющих ее элементов, сколько характеристиками связей между ними. Наличие взаимосвязей и взаимодействий между элементами определяет особое свойство сложных систем – организационную сложность. Добавление элементов в систему не только вводит новые связи, но и изменяет характеристики многих или всех прежних взаимосвязей, приводит к исключению некоторых из них или появлению новых.

Одним из главных средств преодоления организационной сложности системы является ее декомпозиция на части, каждая из которых содержит объекты, наиболее тесно взаимосвязанные друг с другом. Следовательно, декомпозиция системы на подсистемы производится по слабым связям в соответствии с технологическим, организационным, функциональным или иным признаками.

Подсистемы, полученные посредством выделения из одной исходной системы, относят к подсистемам одного уровня или ранга. При дальнейшем делении получают подсистемы более низкого уровня. Такое деление называют иерархией. При функциональной декомпозиции системы на подсистемы необходимо помнить следующие правила:

- каждая подсистема должна обеспечивать реализацию единственной функции системы;

- выделенная в подсистему функция должна быть легко понимаема независимо от сложности ее реализации;

- связь между подсистемами может вводиться лишь при наличии связи между соответствующими функциями системы;

- связи между подсистемами должны быть по возможности простыми.

В целом подсистемы, непосредственно входящие в систему более высокого уровня, действуя совместно, должны выполнять все функции той системы, в которую они входят.

Совокупность информационных потоков, средств обработки, передачи и хранения данных, а также управленческого аппарата, выполняющего операции по переработке данных, составляет информационную систему управления объектом.

Следует отметить, что понятие ИС в настоящее время окончательно не сформировалось, и разные исследователи определяют его неоднозначно (см. табл.3.1).

Таблица 3.1

Основные определения понятия «информационная система»

Автоматизированные информационные системы (АИС) включают в себя различные виды обеспечения:

- техническое обеспечение – комплекс технических средств, применяемых для функционирования АИС;

- математическое обеспечение – совокупность используемых экономико-математических методов, моделей и алгоритмов;

- программное обеспечение – совокупность общесистемного и прикладного программного обеспечения (ПО); общесистемное ПО включает операционные системы, трансляторы, утилиты, базы данных и др., а прикладное ПО – прикладные программы, реализующие функциональные запросы пользователей и различные модели описания пользователя, оператора, программиста и т. п.;

- информационное обеспечение – совокупность реализованных решений по объему, размещению и формам организации информации, циркулирующей в системе управления (нормативно-справочная информация, классификаторы технико-экономической информации, унифицированные документы, массивы данных, контрольные примеры, используемые при решении задач, и др.);

- организационно-методическое обеспечение – совокупность документов, регламентирующих деятельность персонала в условиях функционирования АИС, описывающих изменения организационной структуры управления объектом и связанных с АИС, множество инструкций (технологических, должностных, по эксплуатации и др.);

- лингвистическое обеспечение – совокупность информационных языков, методов индексирования, лингвистической базы (словарей, тезаурусов, рубрикаторов) и методов ее введения;

- правовое обеспечение – совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании АИС и юридический статус результатов ее функционирования.

В совокупности комплекс технических средств, информационное и правовое обеспечение являются общими для всех задач, решаемых в АИС, а остальные виды используются применительно к конкретным задачам (их обычно в отдельные подсистемы не выделяют).

Системное проектирование автоматизированной информационной технологии (АИТ) отличается от построения моделей деятельности техникой структурирования и накопления данных, занесением данных в накопитель единожды и лишь в том месте, где они появляются. Задачи управления требуют умения использовать и обрабатывать большой объем информации, моделировать процессы и ситуации и структурировать материал для принятия решений.

Актуальность проблемы хранения и оперативного поиска данных привела к понятию единого информационного хранилища данных, применяемого прежде всего в системах поддержки принятия решений (СППР), которые пользуются информацией, собранной с помощью компьютерных сетей из множества систем обработки данных (СОД).

Так как данные в различных СОД могут быть по-разному структурированы, не согласованы между собой, иметь разную степень достоверности, иметь ошибки при вводе и обработке, то без предварительной обработки использовать их в информационных хранилищах нецелесообразно. Информационные хранилища для СППР должны обладать рядом специфических свойств и обеспечивать:

а) хранение информации в хронологическом порядке (без поддержания хронологии нельзя решать задачи прогнозирования и анализа тенденций, являющиеся одними из основных в СППР);

б) оперативность и достоверность информации (без согласования данных этого обеспечить нельзя).

В целом создание информационных хранилищ связано с решением следующего круга проблем глобального плана:

- использование данных из различных информационных систем, электронных архивов, каталогов и справочников, статистических сборников, которые реализованы на основе различных программных и аппаратных средств, требует построения единой функционально согласованной информационной системы;

- указанная система должна иметь распределенное решение с обеспечением физического разделения узлов компьютерной сети, в которых происходят как операционная обработка информации, так и анализ данных;

- использование всеми категориями пользователей метаданных обусловливает применение адекватных средств их представления с учетом уровня подготовки конкретного пользователя (для СППР и аналитических систем база метаданных крайне нужна пользователю так же, как, к примеру, путеводитель для туриста в незнакомом городе).

Помимо структуры и взаимосвязей данных пользователь должен знать:

- источники получения данных и степень их достоверности;

- периодичность обновления данных (когда данные были обновлены и когда они будут вновь обновляться);

- собственников данных, чтобы определить, какие действия нужно предпринять для доступа к этим данным;

- статистическую оценку запросов, оценку времени и объем полученного ответа.

3.2. ПРОЦЕССЫ В ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

Для дальнейшего изучения информационных систем необходимо детализировать протекающие в них процессы. Практически для любой информационной системы процессы, обеспечивающие ее нормальную работу, условно можно представить в виде схемы (рис.3.1), 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.

Рис. 3.1. Процессы в информационной системе

Информационная система определяется следующими свойствами:

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

- информационная система является динамичной и развивающейся;

- при построении информационной системы необходимо использовать системный подход;

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

- информационную систему следует воспринимать как человеко-компьютерную систему обработки информации.

В глазах большинства людей сегодня информационная система ассоциируется с компьютером, который выступает в ней в качестве одной из главных компонент. В общем случае информационную систему можно понимать и в некомпьютерном варианте.

Для понимания сути информационной системы необходимо понять суть проблем, которые она решает, а также организационные процессы, в которые она включена. Так, например, при определении возможности компьютерной информационной системы для поддержки принятия решений следует учитывать:

- структурированность решаемых управленческих задач;

- уровень иерархии управления фирмой, на котором решение должно быть принято;

- принадлежность решаемой задачи к той или иной функциональной сфере бизнеса;

вид используемой информационной технологии.

Технология работы в компьютерной информационной системе доступна для понимания специалистом некомпьютерной области и может быть успешно использована для контроля процессов профессиональной деятельности и управления ими.

3.3. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ: ТИПЫ, СВОЙСТВА, СПЕЦИФИКА РАЗРАБОТКИ

Под информационной системой (ИС) обычно понимается прикладная программная подсистема, обеспечивающая сбор, хранение, поиск и обработку текстовой или фактографической информации. Большинство ИС функционирует в режиме диалога с пользователем.

Типовые программные компоненты, входящие в состав ИС, реализуют: диалоговый ввод-вывод; логику диалога; прикладную логику обработки данных; логику управления данными; операции манипулирования файлами и (или) базами данных.

Корпоративной информационной системой (КИС) называется совокупность специализированного программного обеспечения и вычислительных аппаратных средств или платформ, на которых установлено и настроено программное обеспечение в масштабе комплекса задач, присущих современным предприятиям.

Сегодня высшее руководство и топ-менеджмент субъектов рынка осознают важность построения для себя КИС как необходимого инструментария для успешного управления бизнесом, производством, персоналом, финансами, недвижимостью и другими ресурсами.

На развитие корпоративных информационных систем существенно влияют разработки:

- концепций подходов и методик управления предприятием;

- средств оптимизации возможностей и производительности компьютерных систем;

- методов и средств технической и программной реализации компонентов ИС.

В КИС какого-либо субъекта рынка обычно выделяют две относительно независимые составляющие:

1) компьютерную инфраструктуру организации, представляющую собой совокупность сетевой, телекоммуникационной, программной, информационной и организационной инфраструктур и обычно называемую корпоративной сетью;

2) взаимосвязанные функциональные подсистемы, обеспечивающие решение задач организации и достижение ее целей.

Корпоративная сеть, по сути, отражает системно-техническую, структурную сторону любой информационной системы, которая выступает в качестве базы для интеграции функциональных подсистем, полностью определяющих как свойства и функциональные возможности ИС, так и ее успешную эксплуатацию. Требования к компьютерной инфраструктуре едины и стандартизованы, а методы ее построения достаточно известны и проверены на практике.

В целом разработку информационной системы целесообразно начинать с построения компьютерной инфраструктуры, или корпоративной сети, как наиболее важной составляющей, опирающейся на апробированные интеллектуально-производственные технологии, способы постановки задач и предлагаемых аппаратно-программных и системотехнических решений.

Корпоративную сеть обычно создают на перспективу, при этом капитальные затраты на ее разработку и внедрение очень велики и практически исключают ее последующие модернизацию и переделку.

Информационные системы можно классифицировать по ряду признаков (рис. 3.2):

- по масштабу – одиночные, групповые, корпоративные;

- по сфере применения – системы обработки транзакций, системы принятия решений, информационно-справочные системы, офисные информационные системы;

- по способу организации – системы на основе архитектуры «файл-сервер», системы на основе архитектуры «клиент-сервер», системы на основе многоуровневой архитектуры, системы на основе Интернет/Интранет-технологий.

Рассмотрим особенности перечисленных информационных систем.

Одиночные информационные системы обычно реализуются на автономном персональном компьютере без использования сети. Эти системы содержат несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитаны на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих во времени одно рабочее место.

Подобные приложения создают на базе настольных или локальных систем управления базами данных (СУБД). Среди локальных СУБД наиболее известными являются Clarion, Clipper, FoxPro, Paradox, dBase и Microsoft Access.

Рис. 3.2. Разновидности информационных систем

Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами некоторой рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений используют серверы баз данных, называемые также SQL-серверами. Известно множество SQL-серверов как коммерческих, так и свободно распространяемых. К числу наиболее известных относятся серверы баз данных Oracle, DB2, Microsoft SQL Server, InterBase, Sybase, Inforqix.

Корпоративные информационные системы ориентированы на крупные предприятия, фирмы, компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. Они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура «клиент-сервер» со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура. При разработке корпоративных информационных систем могут использоваться те же серверы баз данных, что и при разработке групповых ИС. В крупных ИС наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и Microsoft SQL Server.

Системы обработки транзакций по оперативности обработки данных подразделяются на оперативные и пакетные информационные системы. В ИС организационного управления преобладает режим оперативной обработки транзакций – OLTP (OnLine Transaction Processing), с отражением актуального состояния предметной области в любой момент времени, а режим пакетной обработки в них очень ограничен. Системам OLTP присущ регулярный и даже интенсивный поток простых транзакций в виде заказов, платежей, запросов и др. Важными требованиями этих систем являются: высокая производительность обработки транзакций; гарантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям.

Системы поддержки принятия решений – DSS (Decision Support System) представляют собой другой тип ИС, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных о временных, географических разрезах и по другим показателям.

Информационно-справочные системы основаны на гипертекстовых документах и мультимедиа и наиболее развиты в сети Интернет.

Офисные информационные системы нацелены на перевод бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.

Отметим, что приводимая классификация достаточно условна: крупные ИС очень часто обладают признаками всех перечисленных выше классов систем. Кроме того, КИС для предприятий обычно состоят из подсистем, относящихся к различным сферам применения.

В любой информационной системе можно выделить необходимые функциональные компоненты (табл. 3.2), помогающие уяснить ограничения в различных архитектурах. Рассмотрим подробнее специфику построения информационных приложений.

Таблица 3.2