Что такое информатика 2 страница

• требования к качеству информации и др.

В свете идей семиотики (науки о знаках) понятие информации и ее свойств можно рассматривать в трех аспектах:

• синтаксическом;

• семантическом;

• прагматическом.

Синтаксический аспект связан с рассмотрением формы и среды представления информации: документ, машинный носитель, память компьютера - с оценкой объемов обрабатываемой и хра­нимой информации, установлением правил преобразования и вы­бором формата данных и т.п. Информация на синтаксическом уровне традиционно называется данными.

На семантическом уровне формируются структурные единицы информации - экономические показатели, проектируется структу­ра базы данных (интегрированной совокупности взаимосвязанных данных), определяется содержание документов и схема докумен­тооборота. Семантический аспект требует понимания содержания информации.

Прагматический аспект информации связан с оценкой качест­ва и полезности информации для принятия управленческих реше­ний. Качество информации рассматривается на уровне экономиче­ского показателя. Оно является совокупностью следующих свойств:

1. Репрезентативность информации - методическая пра­вильность формирования экономической информации: выделение наиболее существенных признаков и связей объектов, событий, явлений; измерение, выбор правильных алгоритмов формирова­ния расчетных показателей.

2. Содержательность информации - максимизация отноше­ния количества полезных данных к их общему объему, т.е. макси­мизация меры устранения неопределенности.

3. Необходимость и достаточность (комплектность) инфор­мации для принятия управленческого решения.

4. Актуальность информации - сохранение полезности ин­формации во времени.

5. Доступность и своевременность получения информации.

6. Точность информации на уровне отдельных экономических показателей.

7. Достоверность информации - отображение истинного зна­чения в пределах необходимой точности с заданной вероятностью.

8. Ценность информации - оценка влияния показателя на эффективность функционирования системы и др.

Информация в системе управления рассматривается как «ре­сурс управления», имеющий важное стратегическое значение. Ин­формационные ресурсы в значительной степени являются взаимо­заменяемыми по отношению к материальным, финансовым или трудовым ресурсам. Организационная форма информационных ресурсов, объем информации, ее качество влияют на эффектив­ность управления. В настоящее время наиболее широко распро­странены формы организации информационных ресурсов в виде:

• коллекции документов, картотек ручного заполнения и поиска;

• предметных баз данных на машинных носителях;

• интегрированных баз данных коллективного пользования с

применением компьютерных сетей, включая сеть Internet;

• баз знаний, обеспечивающих получение новой информации на

основе системы правил вывода.

1.8 Технические средства обработки информации

Технологический процесс обработки данных в информацион­ных системах осуществляется при помощи:

• технических средств сбора и регистрации данных;

• средств телекоммуникаций;

• систем хранения, поиска и выборки данных;

• средств вычислительной обработки данных;

• технических средств оргтехники.

В современных информационных системах технические сред­ства обработки данных используются комплексно, на основе тех­нико-экономического расчета целесообразности их применения, с учетом соотношения «цена/качество» и надежности работы техни­ческих средств.

Лекция 2. Информационные системы и технологии

2.1 Основные сведения об Информационной системе

Информационная система (ИС) предназначается для сбора, хранения, обработки и поиска информации, используемой для це­лей управления и удовлетворения информационных потребностей. ИС содержит:

• функциональные подсистемы для поддержки функций управле­ния,

• обеспечивающие подсистемы для реализации операций обра­ботки информации.

Функциональные подсистемы соответствуют целям управле­ния, учитывают доступные ресурсы для их достижения, возможный эффект автоматизации управления. В составе функциональных подсистем - совокупность комплексов задач и операций. Основные функции управления:

• планирование и (или) прогнозирование;

• учет, контроль, анализ;

• координация и (или) регулирование.

Согласно ГОСТ 24.103-84 «Автоматизированные системы управления. Общие положения типовой набор обеспечивающих подсистем» выделены: информационное, программное, техниче­ское, организационное, метрологическое, правовое и лингвистиче­ское, математическое обеспечение.

• В состав информационного обеспечения ИС входят классифи­каторы технико-экономической информации, унифицированные формы документов, массивы нормативно-справочной и опера­тивной информации для решения функциональных задач.

• В состав программного обеспечения ИС входят программные средства, необходимые для реализации всех функций ИС.

• В состав технического обеспечения ИС входят технические средства, необходимые для получения, ввода, подготовки, об­работки, хранения (накопления), регистрации, вывода, отобра­жения, использования, передачи информации, реализации управляющих воздействий.

• В состав организационного обеспечения ИС входят документы, определяющие функции подразделений управления, действия и взаимодействие персонала ИС.

• В состав метрологического обеспечения ИС входят метрологи­ческие средства и инструкции по их применению (актуально для ИС технологическими процессами, так называемых АСУ ТП).

• В состав правового обеспечения ИС входят нормативные доку­менты, определяющие правовой статус ИС, персонала ИС, правил функционирования ИС и нормативы на автоматически формируемые документы, в том числе на машинных носителях информации. Правовое обеспечение ИС в составе функциони­рующей системы реализуется в виде документов организаци­онного обеспечения ИС.

• В состав лингвистического обеспечения ИС входят тезаурусы и языки описания и манипулирования данными. Лингвистическое обеспечение функционирующей ИС может присутствовать в ней самостоятельно или в виде решений по информационному обеспечению ИС и в документах организационного обеспече­ния ИС.

• В состав математического обеспечения ИС входят методы ре­шения задач управления, модели и алгоритмы. В функциони­рующей системе математическое обеспечение реализовано в составе программного обеспечения.

2.2 Структура и архитектура информационной системы

Существуют различные виды структур ИС:

• функциональная (элементы - функции, задачи, операции; связи - информационные);

• техническая (элементы-устройства; связи - линии связи);

• организационная (элементы - коллективы людей и отдельные исполнители; связи - информационные, соподчинения и взаи­модействия;

• алгоритмическая (элементы - алгоритмы; связи - информаци­онные); программная (элементы - программные модули; связи - информационные и управляющие);

• информационная (элементы - формы существования и пред­ставления информации в системе; связи - операции преобра­зования информации в системе).

Структура Ис учитывает особенности объекта управления, ви­ды деятельности, технико-экономические и другие параметры и характеристики информационных технологий (ИТ). Типовая струк­тура ИС представлена на рис. 2. Состав и содержание функцио­нальных подсистем полностью определяется функциями системы управления, учитывает принятые стандарты управления и органи­зационную структуру объекта управления.

Рис. 2

Архитектура - организационная структура любой системы. (IEEE Std. 610.12-1990). Выделяют четыре области архитектур применительно к системе и объекту управления:

• Бизнес-архитектура.

• Архитектура программных систем.

• Технологическая или инфраструктурная архитектура.

• Информационная архитектура.

Архитектура ИС связана с концепцией построения, выполняе­мыми функциями и взаимосвязью компонентов ИС. Можно выде­лить следующие виды архитектур ИС:

1. Централизованная архитектура, которая предполагает наличие единого центра для хранения интегрированных данных (базы данных, БД), которая используется множеством приложений (пользователей) в условиях существования компьютерной сети; варианты централизованной архитектуры ИС:

a) файл-серверная архитектура компьютерной сети, хране­ние данных на файловом сервере;

b) клиент-серверная двухуровневая архитектура, наличие ин­тегрированной базы данных на сервере, варианты «тонкий» и «толстый» клиент, в зависимости от распределения функций обработки данных между сервером и рабочей станцией;

с) клиент-серверная трехуровневая архитектура, наличие ин­тегрированной базы данных на сервере, наличие сервис­ориентированная архитектура (СОА), которая предполага­ет интеграцию и многократное использование разнород­ных модулей на основе стандартных интерфейсов, взаим­ную независимость компонентов (операционной системы, платформы, языка программирования, вендора).

2. Облачная архитектура ИС, использующая виртуализацию ин­формационных и инфраструктурных ресурсов, в том числе веб­сервисов. Разновидности облачной архитектуры ИС:

1) данные как услуга;

2) инфраструктура как услуга;

3) программное обеспечение как услуга;

4) платформа как услуга;

5) рабочее место как услуга;

6) всё как услуга.

2.3 Классификация информационных систем

(Материал из Википедии - свободной энциклопедии.)

Термин информационная система используется как в широком, так и в узком смысле.

В широком смысле информационная система есть совокуп­ность технического, программного и организационного обеспече­ния, а также персонала, предназначенная для того, чтобы свое­временно обеспечивать надлежащих людей надлежащей инфор­мацией.

Так же в достаточно широком смысле трактует понятие ин­формационной системы Федеральный закон РФ от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о за­щите информации»: «...информационная система - совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств».

Одно из наиболее широких определений ИС дал М.Р. Когалов- ский: «.информационной системой называется комплекс, вклю­чающий вычислительное и коммуникационное оборудование, про­граммное обеспечение, лингвистические средства и информаци­онные ресурсы, а также системный персонал и обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой час­ти реального мира для удовлетворения информационных потреб­ностей пользователей».

В узком смысле информационной системой называют только подмножество компонентов ИС в широком смысле, включающее базы данных, СУБД и специализированные прикладные программы.

ИС в узком смысле рассматривают как программно-аппаратную систему, предназначенную для автоматизации целенаправленной деятельности конечных пользователей, обеспечивающую, в соот­ветствии с заложенной в нее логикой обработки, возможность по­лучения, модификации и хранения информации.

В любом случае основной задачей ИС является удовлетворе­ние конкретных информационных потребностей в рамках конкрет­ной предметной области. Современные ИС де-факто немыслимы без использования баз данных и СУБД, поэтому термин «инфор­мационная система» на практике сливается по смыслу с термином «система баз данных».

В идеале в рамках предприятия должна функционировать еди­ная корпоративная информационная система, удовлетворяющая все существующие информационные потребности всех сотрудни­ков, служб и подразделений. Однако на практике создание такой всеобъемлющей ИС слишком затруднено или даже невозможно, вследствие чего на предприятии обычно функционируют несколько различных ИС, решающих отдельные группы задач: управление производством, финансово-хозяйственная деятельность и т.д. Часть задач бывает «покрыта» одновременно несколькими ИС, часть задач - вовсе не автоматизирована. Такая ситуация получи­ла название «лоскутной автоматизации» и является довольно ти­пичной для многих предприятий.

2.4 Классификация по архитектуре

По степени распределённости отличают:

• настольные, или локальные ИС, в которых все компоненты на­ходятся на одном компьютере;

• распределённые ИС, в которых компоненты распределены по

нескольким компьютерам.

Распределённые ИС, в свою очередь, разделяют на:

• файл-серверные ИС;

• клиент-серверные ИС.

В файл-серверных ИС база данных находится на файловом сервере, а СУБД и клиентские приложения находятся на рабочих станциях.

В клиент-серверных ИС база данных и СУБД находятся на сервере, а на рабочих станциях находятся клиентские приложения.

В свою очередь, клиент-серверные ИС разделяют на двух­звенные и многозвенные.

В двухзвенных ИС всего два типа «звеньев»: сервер баз дан­ных, на котором находятся БД и СУБД, и рабочие станции, на кото­рых находятся клиентские приложения. Клиентские приложения обращаются к СУБД напрямую.

В многозвенных иС добавляются промежуточные «звенья»: серверы приложений. Пользовательские клиентские приложения не обращаются к СУБД напрямую, они взаимодействуют с проме­жуточными звеньями. Типичный пример применения многозвенно­сти - современные веб-приложения, использующие базы данных. В таких приложениях, помимо звена СУБД и клиентского звена, вы­полняющегося в веб-браузере, имеется как минимум одно проме­жуточное звено - веб-сервер с соответствующим серверным По.

2.5 Классификация по степени автоматизации

По степени автоматизации ИС делятся на:

• автоматизированные: информационные системы, в которых ав­томатизация может быть неполной;

• автоматические: информационные системы, в которых автома­тизация является полной, то есть вмешательство персонала не требуется или требуется только эпизодически.

«Ручные ИС» существовать не могут, поскольку существующие определения предписывают обязательное наличие в составе ИС аппаратно-программных средств. Вследствие этого понятия «ав­томатизированная информационная система», «компьютерная информационная система» и просто «информационная система» являются синонимами.

2.6 Классификация по характеру обработки данных

По характеру обработки данных ИС делятся на:

• информационно-справочные, или информационно-поисковые ИС, в которых нет сложных алгоритмов обработки данных, а целью системы является поиск и выдача информации в удоб­ном виде;

• ИС обработки данных, или решающие ИС, в которых данные подвергаются обработке по сложным алгоритмам. К таким сис­темам в первую очередь относят автоматизированные системы управления и системы поддержки принятия решений.

2.7 Классификация по сфере применения

Поскольку ИС создаются для удовлетворения информацион­ных потребностей в рамках конкретной предметной области, то ка­ждой предметной области соответствует свой тип ИС. Перечислять все эти типы не имеет смысла, так как количество предметных об­ластей велико, но можно указать в качестве примера следующие типы ИС:

• Экономическая информационная система - информационная система, предназначенная для выполнения функций управле­ния на предприятии.

• Медицинская информационная система - информационная система, предназначенная для использования в лечебном или лечебно-профилактическом учреждении.

• Географическая информационная система - информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координиро­ванных данных.

2.8 Классификация по охвату задач

• Персональная ИС предназначена для решения некоторого кру­га задач одного человека.

• Групповая ИС ориентирована на коллективное использование информации членами рабочей группы или подразделения.

• Корпоративная ИС в идеале охватывает все информационные процессы целого предприятия, достигая их полной согласован­ности, безызбыточности и прозрачности. Такие системы иногда называют системами комплексной автоматизации предприятия:

1. Системы электронной обработки данных (СОД), которые обеспечивают технологический процесс обработки данных.

2. Информационные системы управления (ИСУ). Используются для решения различного вида управленческих задач, исполь­зующих данные базы данных (БД).

3. Системы поддержки принятия решений (СППР) для решения в режиме диалога плохо структурированных задач, для кото­рых характерна неполнота входных данных, неопределен­ность целей и ограничений, использующих как БД, так и базу моделей алгоритмов принятия решений.

4. Экспертные системы (ЭС) основываются на моделировании процесса принятия решения человеком-экспертом с исполь­зованием компьютера и разработок в области искусственного интеллекта. ЭС основываются на использовании как БД, так и знаний, улучшающих принимаемое человеком решение.

ИС можно разделить также на 2 класса: фактографические (единица хранения и обработки - «факт», информационная сово­купность в виде реквизитов, показателей, структурных единиц ин­формации) и документографические (единица хранения и обработ­ки - «документ»).

К фактографическим ИС относятся:

• СОД - системы обработки данных, в которых превалируют тех­нологические процессы и процедуры обработки данных.

• АИС - автоматизированные ИС.

• АСУ - автоматизированные системы управления объектом, в которых превалируют задачи для реализации функций управ­ления.

К документографическим ИС относятся:

• ИПС - информационно-поисковые системы (АСНТИ - автома­тизированная система научно-технической информации).

• ИСС - информационно-семантические системы на основе ИПЯ - информационно-поисковых языков (ЭС - экспертные системы).

2.9 Создание информационной системы

В соответствии с ГОСТ 34.601-90 «Автоматизированные систе­мы. Стадии создания» определены следующие стадии и этапы соз­дания ИС (см. табл. 2):

На этапе «Обследование объекта и обоснование необходимо­сти создания в ИС» в общем случае проводят:

1) сбор данных об объекте автоматизации и осуществляемых видах деятельности;

2) оценку качества функционирования объекта и осуществляе­мых видов деятельности, выявление проблем, решение ко­торых возможно средствами автоматизации;

3) оценку (технико-экономической, социальной) целесообраз­ности создания ИС.

На этапе «Формирование требований пользователя к ИС» про­водят:

1) подготовку исходных данных для формирования требований ИС (характеристика объекта автоматизации, описание тре­бований к системе, ограничения допустимых затрат на раз­работку, ввод в действие и эксплуатацию, эффект, ожидае­мый от системы, условия создания и функционирования сис­темы);

2) формулировку и оформление требований пользователя к ИС.

На этапе «Оформление отчёта о выполненной работе и заявки на разработку ИС (технико-технического задания)» проводят оформление отчета о выполненных работах на данной стадии и оформление заявки на разработку ИС (тактико-технического зада­ния) или другого заменяющего её документа с аналогичным со­держанием.

На этапах «Изучение объекта» и «Проведение научно-иссле­довательских работ» организация-разработчик проводит деталь­ное изучение объекта автоматизации и необходимые научно­исследовательские работы (НИР), связанные с поиском путей и оценкой возможности реализации требований пользователя, оформляют и утверждают отчёты о НИР.

На этапе «Разработка вариантов концепции ИС и выбор вари­анта концепции ИС, удовлетворяющего требованиям пользователя» в общем случае, проводят разработку альтернативных вариантов концепции создаваемой ИС и планов их реализации; оценку необ­ходимых ресурсов на их реализацию и обеспечение функциониро­вания; оценку преимуществ и недостатков каждого варианта; оп­ределение порядка оценки качества и условий приёмки системы; оценку эффектов, получаемых от системы.

На этапе «Оформление отчёта о выполненной работе» подго­тавливают и оформляют отчет, содержащий описание выполнен­ных работ на стадии описания и обоснования предлагаемого вари­анта концепции системы.

На этапе «Разработка и утверждение технического задания на создание ИС» проводят разработку, оформление, согласование и утверждение технического задания на ИС и, при необходимости, технических заданий на части ИС.

На этапе «Разработка предварительных проектных решений по системе и её частям» определяются: функции ИС; функции под­систем, их цели и эффекты; состав комплексов задач и отдельных задач; концепция информационной базы, её укрупнённая структу­ра; функции системы управления базой данных; состав вычисли­тельной системы; функции и параметры основных программных средств.

На этапе «Разработка проектных решений по системе и её частям» обеспечивают разработку общих решений по системе и её частям, функционально-алгоритмической структуре системы, по функциям персонала и организационной структуре, по структуре технических средств, по алгоритмам решения задач и применяе­мым языкам, по организации и ведению информационной базы, системе классификации и кодирования информации, по программ­ному обеспечению.

На этапе «Разработка документации на ИС и её части» прово­дят разработку, оформление, согласование и утверждение доку­ментации в объёме, необходимом для описания полной совокуп­ности принятых проектных решений и достаточном для дальней­шего выполнения работ по созданию ИС.

На этапе «Разработка и оформление документации на постав­ку изделий для комплектования ИС и (или) технических требований (технических заданий) на их разработку» проводят: подготовку и оформление документации на поставку изделий для комплектова­ния ИС; определение технических требований и составление ТЗ на разработку изделий, не изготовляемых серийно.

На этапе «Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации» осуществляют разработку, оформление, согласование и утверждение заданий на проектиро­вание в смежных частях проекта объекта автоматизации для про­ведения строительных, электротехнических, санитарно-техничес­ких и других подготовительных работ, связанных с созданием ИС.

На этапе «Разработка рабочей документации на систему и её части» осуществляют разработку рабочей документации, содер­жащей все необходимые и достаточные сведения для обеспечения выполнения работ по вводу ИС в действие и её эксплуатации, а также для поддержания уровня эксплуатационных характеристик (качества) системы в соответствии с принятыми проектными реше­ниями, её оформление, согласование и утверждение.

На этапе «Разработка или адаптация программ» проводят раз­работку программ и программных средств системы, выбор, адап­тацию и (или) привязку приобретаемых программных средств, раз­работку программной документации.

На этапе «Подготовка объекта автоматизации к вводу ИС в действие» проводят работы по организационной подготовке объек­та автоматизации к вводу ИС в действие, в том числе:

• реализацию проектных решений по организационной структуре

ИС;

• обеспечение подразделений объекта управления инструктивно­методическими материалами;

• внедрение классификаторов информации.

На этапе «Подготовка персонала» проводят обучение персо­нала и проверку его способности обеспечить функционирование ИС.

На этапе «Комплектация ИС поставляемыми изделиями (про­граммными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями)» обеспечивают по­лучение комплектующих изделий серийного и единичного произ­водства, материалов и монтажных изделий, проводят входной кон­троль их качества.

На этапе «Строительно-монтажные работы» проводят:

• выполнение работ по строительству специализированных зда­ний (помещений) для размещения технических средств и пер­сонала ИС;

• сооружение кабельных каналов;

• выполнение работ по монтажу технических средств и линий связи;

• испытание смонтированных технических средств;

• сдачу технических средств для проведения пусконаладочных работ.

На этапе «Пусконаладочные работы» проводят:

• автономную наладку технических и программных средств,

• загрузку информации в базу данных и проверку системы её ве­дения;

• комплексную наладку всех средств системы.

На этапе «Проведение предварительных испытаний» осущест­вляют:

• а) испытания ИС на работоспособность и соответствие техни­ческому заданию в соответствии с программой и методикой предварительных испытаний;

• б) устранение неисправностей и внесение изменений в доку­ментацию на ИС, в том числе эксплуатационную в соответствии с протоколом испытаний;

• в) оформление акта о приёмке ИС в опытную эксплуатацию.

На этапе «Проведение опытной эксплуатации» проводят:

• опытную эксплуатацию ИС;

• анализ результатов опытной эксплуатации ИС;

• доработку (при необходимости) программного обеспечения ИС;

• дополнительную наладку (при необходимости) технических средств ИС;

• оформление акта о завершении опытной эксплуатации.

На этапе «Проведение приёмочных испытаний» проводят:

• испытания на соответствие техническому заданию в соответ­ствии с программой и методикой приёмочных испытаний;

• анализ результатов испытания ИС и устранение недостатков, выявленных при испытаниях;

• оформление акта о приёмке ИС в постоянную эксплуатацию.

На этапе «Выполнение работ в соответствии с гарантийными

обязательствами» осуществляются работы по устранению недос­татков, выявленных при эксплуатации ИС в течение установлен­ных гарантийных сроков, внесению необходимых изменений в до­кументацию по ИС.

На этапе «Послегарантийное обслуживание» осуществляют работы по:

• анализу функционирования системы;

• выявлению отклонений фактических эксплуатационных харак­теристик ИС от проектных значений;

• установлению причин этих отклонений;

• устранению выявленных недостатков и обеспечению стабиль­ности эксплуатационных характеристик ИС;

• внесению необходимых изменений в документацию на ИС.

2.10 Информационные технологии

Информационные технологии (information technology, IT) - широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных с применением вы­числительной техники.

Информационные технологии (ИТ) - это обобщённое название тех­нологий, отвечающих за хранение, передачу, обработку, защиту и вос­произведение информации с использованием компьютеров. Организа­ция объединенных наций по вопросам образования, науки и культуры ЮНЕСКО рассматривает ИТ как комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффек­тивной организации труда людей, занятых обработкой и хранением ин­формации; вычислительную технику и методы организации и взаимо­действия с людьми и производственным оборудованием, их практиче­ские приложения, а также связанные со всем этим социальные, эконо­мические и культурные проблемы.