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:

1. Каноническое проектирование отражает особенности технологии оригинального (индивидуального) процесса.
2. 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:

1. Предпроектная стадия. Производится и составляется техническое задание. То есть, формируются требования к ИС, разрабатывается её концепция, составляется технико-экономическое обоснование и пишется ТЗ.
2. Проектная стадия предусматривает составление эскизного и технического проектов, разработку рабочей документации.
3. 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).

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.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФГБОУ ВО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет среднего профессионального образования

Н.В. Харлова

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Методические указания и контрольные задания для студентов – заочников, обучающихся по специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

Рецензент - Бусыгина Н.А., преподаватель информатики и информационных технологий, высшая категория

Учебно методическое пособие составлены с учетом требований федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования.

Цель – оказать помощь студентам заочной формы обучения в организации их самостоятельной работы над изучением материала.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время информационные технологии используются во всех сферах деятельности человека. Эффективное применение информационных технологий во многом определяется уровнем квалификации специалистов, создающих и использующих эти технологии в своей практической деятельности.

Цель изучения дисциплины - сформировать у обучающихся знания и умения применять программное обеспечение для эффективной обработки информации различного типа при решении профессиональных задач.

В результате изучения дисциплины обучающийся должен:

Иметь представление:

О задачах учебной дисциплины,

О составляющих информационных систем,

Знать:

Программное обеспечение информационных технологий и его возможности,

Техническое обеспечение информационных технологий и его возможности.

Уметь:

Использовать возможности программного и технического обеспечения в профессиональной деятельности.

Учебная дисциплина «Информационные технологии в профессиональной деятельности» связана с содержанием практических занятий дисциплин специальности: «Устройство автомобилей», «Правила и безопасность дорожного движения», «Автомобильные перевозки».

Основной формой изучения материала курса обучающимися является самостоятельная работа над рекомендованной литературой. В период сессии, при проведении обзорных занятий, изучаемый материал систематизируется, обобщается, разбираются наиболее сложные вопросы. Далее, изученный материал закрепляется при проведении практических занятий, которые предусмотрены рабочей программой дисциплины.

Изучение дисциплины «Информационные технологии в профессиональной деятельности» обучающиеся начинают с проработки литературы, рекомендованной на установочном занятии преподавателем. Для систематизации изучаемого материала необходимо вести конспект по указанным преподавателем темам. Составленный конспект позволит быстро ориентироваться в материале необходимом для выполнения практических работ, домашней контрольной работы и облегчит подготовку к сдаче зачета.

Перед выполнение домашней контрольной работы (ДКР) обучающимся необходимо ознакомиться с содержанием рабочей программы дисциплины, проработать теоретический материал, проверить наличие необходимой компьютерной программы для выполнения заданий.

При выполнении ДКР необходимо соблюдать следующие требования:

1. ДКР выполняется по вариантам и сдается преподавателю для проверки. Номер варианта должен соответствовать последней цифре номера личного дела. Работа, выполненная по другому варианту засчитываться не будет.

2. Задачи ДКР предоставляется на проверку в электронном виде, на любом доступном носителе информации, по электронной почте и в распечатанном виде. на листах формата А4.

3. ДКР для печати выполняется в текстовом редакторе. На титульном листе определенной формы (приложение 1), указать фамилию, имя, отчество, наименование дисциплины, номер контрольной работы, номер варианта

4. ДКР в распечатанном виде должна содержать:

Вопросы по изученным темам дисциплины «Информационные технологии в профессиональной деятельности», и ответы на вопросы варианта,

Условия задач,

Таблицы с исходными данными и результатами вычислений,

Под таблицами дать объяснение выполняемым расчетам, вывести расчетные формулы.

В конце работы расписаться и дать список используемой литературы, указав инициалы и фамилию автора, название учебника и год издания.

5. В электронном виде сдаются только задачи ДКР, выполненные в электронных таблицах. Решение задач ведется в соответствии с методическими указаниями.

6. После получения проверенной работы необходимо выполнить все указания преподавателя, исправить ошибки, внести дополнения в тексты ответов, подготовить контрольную работу к сессии.

Формой итогового контроля по данной дисциплине является зачет .

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Информационные системы. Классификация. Составляющие информационных систем.

Понятие «современные информационные технологии». Основные цели информационных технологий. Понятие «информационная система». Информационная система как среда функционирования информационных технологий. Классификация информационных систем. Понятие АРМа. Составляющие информационных систем (Программное обеспечение, информационное и техническое). Виды программного обеспечения.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое информационная технология?

2. Составляющие информационной технологии?

3. Виды современных информационных технологий?

4. Основное назначение информационных систем?

5. Основные задачи информационных систем?

6. Перечислить виды программного обеспечения, привести примеры.

экранных форм , отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным;

учет конкретной среды или технологии, а именно: топологии сети, конфигурации аппаратных средств, используемой архитектуры (файл-сервер или клиент-сервер), параллельной обработки, распределенной обработки данных и т.п.

Проектирование информационных систем всегда начинается с определения цели проекта . В общем виде цель проекта можно определить как решение ряда взаимосвязанных задач, включающих в себя обеспечение на момент запуска системы и в течение всего времени ее эксплуатации:

• требуемой функциональности системы и уровня ее адаптивности к изменяющимся условиям функционирования;
• требуемой пропускной способности системы;
• требуемого времени реакции системы на запрос;
• безотказной работы системы;
• необходимого уровня безопасности;
• простоты эксплуатации и поддержки системы.

Согласно современной методологии, процесс создания ИС представляет собой процесс построения и последовательного преобразования ряда согласованных моделей на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) ИС. На каждом этапе ЖЦ создаются специфичные для него модели - организации, требований к ИС, проекта ИС, требований к приложениям и т.д. Модели формируются рабочими группами команды проекта , сохраняются и накапливаются в репозитории проекта. Создание моделей, их контроль , преобразование и предоставление в коллективное пользование осуществляется с использованием специальных программных инструментов - CASE-средств.

Процесс создания ИС делится на ряд этапов (стадий [ 1.1 ]), ограниченных некоторыми временными рамками и заканчивающихся выпуском конкретного продукта (моделей, программных продуктов, документации и пр.).

Обычно выделяют следующие этапы создания ИС : формирование требований к системе, проектирование, реализация, тестирование, ввод в действие, эксплуатация и сопровождение [ 1.1 ] [ 1.2 ] . (Последние два этапа далее не рассматриваются, поскольку выходят за рамки тематики курса.)

Начальным этапом процесса создания ИС является моделирование бизнес-процессов, протекающих в организации и реализующих ее цели и задачи. Модель организации, описанная в терминах бизнес-процессов и бизнес-функций, позволяет сформулировать основные требования к ИС. Это фундаментальное положение методологии обеспечивает объективность в выработке требований к проектированию системы. Множество моделей описания требований к ИС затем преобразуется в систему моделей, описывающих концептуальный проект ИС. Формируются модели архитектуры ИС, требований к программному обеспечению ( ПО ) и информационному обеспечению (ИО). Затем формируется архитектура ПО и ИО, выделяются корпоративные БД и отдельные приложения, формируются модели требований к приложениям и проводится их разработка, тестирование и интеграция .

Целью начальных этапов создания ИС , выполняемых на стадии анализа деятельности организации, является формирование требований к ИС, корректно и точно отражающих цели и задачи организации-заказчика. Чтобы специфицировать процесс создания ИС, отвечающей потребностям организации, нужно выяснить и четко сформулировать, в чем заключаются эти потребности. Для этого необходимо определить требования заказчиков к ИС и отобразить их на языке моделей в требования к разработке проекта ИС так, чтобы обеспечить соответствие целям и задачам организации.

Задача формирования требований к ИС является одной из наиболее ответственных, трудно формализуемых и наиболее дорогих и тяжелых для исправления в случае ошибки. Современные инструментальные средства и программные продукты позволяют достаточно быстро создавать ИС по готовым требованиям. Но зачастую эти системы не удовлетворяют заказчиков, требуют многочисленных доработок, что приводит к резкому удорожанию фактической стоимости ИС. Основной причиной такого положения является неправильное, неточное или неполное определение требований к ИС на этапе анализа.

На этапе проектирования прежде всего формируются модели данных. Проектировщики в качестве исходной информации получают результаты анализа. Построение логической и физической моделей данных является основной частью проектирования базы данных . Полученная в процессе анализа информационная модель сначала преобразуется в логическую, а затем в физическую модель данных .

Параллельно с проектированием схемы базы данных выполняется проектирование процессов, чтобы получить спецификации (описания) всех модулей ИС. Оба эти процесса проектирования тесно связаны, поскольку часть бизнес-логики обычно реализуется в базе данных (ограничения, триггеры, хранимые процедуры). Главная цель проектирования процессов заключается в отображении функций, полученных на этапе анализа, в модули информационной системы. При проектировании модулей определяют интерфейсы программ: разметку меню , вид окон, горячие клавиши и связанные с ними вызовы.

Конечными продуктами этапа проектирования являются:

• схема базы данных (на основании ER-модели, разработанной на этапе анализа);
• набор спецификаций модулей системы (они строятся на базе моделей функций).

Кроме того, на этапе проектирования осуществляется также разработка архитектуры ИС, включающая в себя выбор платформы (платформ) и операционной системы (операционных систем). В неоднородной ИС могут работать несколько компьютеров на разных аппаратных платформах и под управлением различных операционных систем. Кроме выбора платформы, на этапе проектирования определяются следующие характеристики архитектуры:

• будет ли это архитектура "файл-сервер" или "клиент-сервер";
• будет ли это 3-уровневая архитектура со следующими слоями: сервер, ПО промежуточного слоя (сервер приложений), клиентское ПО;
• будет ли база данных централизованной или распределенной. Если база данных будет распределенной, то какие механизмы поддержки согласованности и актуальности данных будут использоваться;
• будет ли база данных однородной, то есть, будут ли все серверы баз данных продуктами одного и того же производителя (например, все серверы только Oracle или все серверы только DB2 UDB). Если база данных не будет однородной, то какое ПО будет использовано для обмена данными между СУБД разных производителей (уже существующее или разработанное специально как часть проекта);
• будут ли для достижения должной производительности использоваться параллельные серверы баз данных (например, Oracle Parallel Server, DB2 UDB и т.п.).

Этап проектирования завершается разработкой технического проекта ИС.

На этапе реализации осуществляется создание программного обеспечения системы, установка технических средств, разработка эксплуатационной документации.

Этап тестирования обычно оказывается распределенным во времени.

Лекция 1.

Понятие информационной системы. Классификация ИС. Понятие проекта и проектирования. Введение в методологию построения информационных систем. Объекты и субъекты проектирования ИС.

Классификация методов и средств проектирования ИС. Основные задачи курса

1.1. Понятие информационной системы

Для определения состава и структуры систем и, в частности, информационных, приведем основные понятия (слайд 2) .

Система – совокупность взаимосвязанных элементов, образующая определенную целостность.

Целостность системы – проявление свойства эмерджентности , отражающего принципиальную несводимость свойств системы к сумме свойств отдельных ее элементов, и в то же время зависимость свойств каждого элемента от его места и функции внутри системы.

Элемент системы – часть системы, имеющая определенное функциональное назначение. При этом отдельный элемент какой-либо системы (как и сама система) может также быть элементом другой системы. Сложные элементы систем, в свою очередь состоящие из взаимосвязанных более простых элементов, называют подсистемами .

Структура системы – состав, порядок и принципы взаимодействия элементов системы, определяющие основные свойства системы. Структура – это та часть свойств, которая остается в системе неизменной при изменении ее состояния.

Архитектура системы – совокупность свойств системы, существенных для организации взаимодействия ее составляющих.

Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по целям. Примеры систем, состоящих из разных элементов и направленных на реализацию разных целей, представлены на слайде 3 .

Информационная система (ИС) – это комплекс, состоящий из информационного фонда, а также средств, методов, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели (слайд 4) .

Очевидно, многие элементы системы (см. слайд 4 ) являются необязательными. Например, модель объекта может отсутствовать либо отождествляться с базой данных (БД), которая часто интерпретируется как информационная модель предметной области - структурная (для случая табличных, фактографических БД) или содержательная (для случая документальных БД ). Модель объекта и БД могут отсутствовать (а соответственно и процессы хранения и поиска данных), если система осуществляет динамическое преобразование информации и формирование выходных документов, без сохранения исходной, промежуточной, результирующей информации. Но отметим, что если и преобразование данных также отсутствует , то подобный объект не является ИС (он не выполняет информационной деятельности ), и следовательно он должен быть отнесен к другим классам систем (например, канал передачи информации и т. п.). Процессы ввода и сбора данных также являются необязательными, поскольку вся необходимая и достаточная для функционирования АИС информация может уже находиться в БД и составе модели, и т. д.

Приведенное определение информационной системы связано с привычной, но, тем не менее, особой формой целенаправленной деятельности человека - обработкой информации, обеспечивающей повышение эффективности решения задач его основной деятельности. Понятие «системности» здесь присутствует неявно и отражает существо функциональности: состав и структура ИС определяется, исходя из требований к уровню эффективности обслуживания информационных потребностей , прежде всего в части нахождения и обработки тех записей информационного фонда, которые содержат сведения, нужные для эффективного выполнения и управления процессами в сфере основной деятельности. Таким образом, информационная система имеет следующие свойства (слайд 4) :

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;

информационную систему, так или иначе, следует воспринимать как человеко-машинную систему.

Информация как основной объект обработки ИС

Поскольку основным объектом и продуктом функционирования ИС является информация, необходимо дать определение понятий «данные» и «информация»;

Конструктивность такого определения состоит не столько в том, чтобы декларировать, что контекст есть и его надо использовать (обрабатывать), сколько в том, что система берет данные (сигналы, величины и т.д.) из бесконечно большого множества данных окружающей среды. Следовательно, необходимо выбрать только те, которые соответствуют контексту, т.е. необходимы и достаточны для решения конкретной задачи . Очевидно, что данные в этом случае должны обладать, а точнее (вследствие элементарности (атомарности) того, что называется «данное») должны быть связаны с контекстом, который обычно задается в виде набора отличительных признаков, которые, в свою очередь, также представляют собой некоторый набор данных. Далее для некоторой целевой обработки эти данные обрабатываются прикладной программой (данные связываются с методом обработки, являющимся одной из форм задания контекста) и, в итоге, полученный результат (тоже данные) должен быть связан со способом его использования, что и обеспечит действенность информации для «конечного пользователя» в реальности.

Отсюда следует важный вывод, который предопределяет не только отличия ИС от СУБД, но и подходы к проектированию систем автоматизированной обработки информации: ИС, помимо средств преобразования данных, так или иначе, имеет средства хранения и обработки контекста (при этом контекст – это, естественно, тоже данные, но выполняющие роль метаданных – данных о характере обрабатываемых данных), в том числе, как самостоятельного объекта.

Если бы назначением информационных систем было только хранение и поиск данных в массивах записей, то структура системы и базы данных была бы простой. Причина сложности в том, что практически любой объект характеризуется не только параметрами-величинами, но и взаимосвязями частей или состояний. Кроме того, как отмечалось выше, сам по себе отдельный элемент данных (величина) приобретает смысл (значение) только тогда, когда связан с природой значения (соответственно, другими элементами данных), что и позволит его интерпретировать.

Поэтому физическому размещению данных (и, соответственно, определению структуры физической записи) должно предшествовать описание логической структуры предметной области – построение модели соответствующего фрагмента реального мира, выделяющей только те объекты, которые будут интересны будущим пользователям, и представленные только теми параметрами, которые будут значимы при решении прикладных задач. Такая модель будет иметь очень мало физического сходства с реальностью, но будет полезна как представление пользователя о реальном мире. Причем это представление будет задаваться для неадекватной человеку жесткой вычислительной среды с числовым представлением информации, но описываться удобными для пользователя средствами.

Такой подход является компромиссом: за счет предварительно определяемого множества абстракций , общих для большинства задач обработки данных, обеспечивается возможность построения надежных программ обработки. Пользователь, используя ограниченное множество формальных, но достаточно знакомых понятий , выделяя сущности и связи, описывает объекты и связи предметной области; программист, используя такие типовые абстрактные понятия (как, например, числа, множества, агрегаты данных), определяет соответствующие информационные структуры. Система управления данными, используя двоичные формы представления типизированных данных, обеспечивает эффективные процедуры хранения и обработки данных.

При любом методе отображения предметной области в машинных базах данных (БД) в основе отображения лежит фиксация (кодирование) понятий и отношений между понятиями. Абстрактное понятие структуры ближе всего находится к так называемой концептуальной модели предметной среды и часто лежит в основе последней.

Понятие структуры используется на всех уровнях представления предметной области и реализуется как:

структура информации – схематичная форма (обеспечивающая переход к атрибутивная форме) представления сложных композиционных объектов и связей реальной предметной области (ПрО), выделяемых как актуально необходимые для решения прикладных задач, в общем случае без учета того, будут ли для ее решения использованы средства программирования и вычислительные машины. Эффективность здесь определяется уровнем абстрагирования, а также полнотой и точностью представления свойств посредством выбранной системы характеристик;

структура данных - атрибутивная форма представления свойств и связей ПрО, ориентированная на выражение описания данных средствами формальных языков (т. е. учитывающая возможности и ограничения конкретных средств с целью сведения описаний к стандартным типам и регулярным связям). Эффективность в этом случае связывается с процессом построения программы («решателя» прикладной задачи) и, в каком-то смысле – с эффективностью работы программиста;

структура записей – целесообразная (учитывающая особенности физической среды) реализация способов хранения данных и организации доступа к ним как на уровне отдельных записей, так и их элементов. Эффективность в этом случае связывается с процессами обмена между устройствами оперативной и внешней памяти и обеспечивается избыточностью данных, искусственно вводимой для обеспечения функциональной эффективности отдельных операций (например, поиска по ключам).

Основные компоненты ИС (слайд 6)

Основной и определяющей составляющей любой информационной системы являются функционально взаимосвязанные комплексы данных и процедур их обработки. Отметим, что эти комплексы ни по отдельности, ни вместе еще не создают той целостности , которая свойственна системам. Системные свойства проявляются, когда ИС рассматривается в динамике взаимосвязи со средой, т. е. когда существенными становятся факторы управляемости и адаптивности к изменяющимся внешним условиям, устойчивости во времени. Именно поэтому любая система, помимо функциональных компонент - основных с точки зрения назначения системы, необходимо включает организационные и обеспечивающие компоненты, назначением которых является создание необходимых условий для функционирования, и в том числе формирование субъектов управления. В свою очередь, ИС – это составная часть некоторой большей системы, обеспечивающая достижение какой-либо конкретной цели в деятельности человека.

Функциональные подсистемы реализуют и поддерживают модели, методы и алгоритмы обработки информации и формирования управляющих воздействий в рамках задач предметной области, т. е. состав и назначение функциональных подсистем зависит от предметной области особенностей использования ИС. На (слайде 6) перечислены некоторые области, функциональность которых кажется достаточно очевидной. Отметим только, что подсистема информационной поддержки так или иначе есть в составе любой деятельности, так как именно она определяет качество выполнения научно-исследовательских (в том числе маркетинговых) работ, конструкторскую и технологическую подготовку производства.

Состав обеспечивающих подсистем достаточно стабилен и обычно мало зависит от предметной области использования ИС. Отметим следующие компоненты:

информационное обеспечение (информационный фонд) , совокупность данных, определяющих не только практически значимую (целевую) информацию, но и способы ее организации (метаинформацию ), а также форму представления;

техническое обеспечение - физические компоненты системы, такие как внешняя память, технические и вычислительные средства, обеспечивающие непосредственно обработку и взаимодействие пользователя с ИС;

программное обеспечение – совокупность программных компонент регулярного применения, необходимых для решения функциональных задач и программ, позволяющих наиболее эффективно использовать вычислительную технику, обеспечивая пользователям наибольшие удобства в работе;

математическое обеспечение – совокупность методов, моделей и алгоритмов функциональной (целевой) обработки информации, используемых в системе;

лингвистическое обеспечение (ЛО) – это совокупность языковых средств, обеспечивающих гибкость и многоуровневость представления и обработки информации в АИС. Обычно ЛО включает языки запросов и отчетов, специальные языки определения и управления данными, обеспечивающие адекватность внутреннего представления и согласование внутреннего и внешнего представлений. ЛО в наибольшей степени зависит от особенностей предметной области.

Организационные подсистемы также относятся к обеспечивающим, но направлены в первую очередь на обеспечение эффективной работы персонала и системы в целом, поэтому могут быть выделены отдельно. Отметим, что разработка ИС должна начинаться именно с организационного обеспечения: обоснования целесообразности системы, экономических показателей, определяющих ее деятельность, состава функциональных подсистем, организационной структуры управления, технологических схем преобразования информации, порядка проведения работ и т. д.