Важная информационная система. Государственные информационные системы (ГИСы): практические вопросы защиты информации
Информационная система – это совокупность программных и аппаратных средств, а также организационное обеспечение, которые все вместе оказывают информационную поддержку человеку в различных сферах его деятельности. Особо хотелось бы акцентировать внимание читателя на том, что информационная система – это не только программный продукт и компьютеры с сетевым оборудованием, но и перечень регламентов и норм по эксплуатации системы, персонал, задействованный в процессах управления и администрирования всех ее компонентов и данные, которыми эта система управляет.
Руководство любой компании, внедряющей у себя новую информационную систему, должно для себя определить в первую очередь кто будет пользователем, администратором и поставщиком данных, а также как эксплуатация системы будет вписываться в существующее штатное расписание, согласовываться с действующими нормативными документами и, наконец, соответствовать текущим целям и миссии компании в целом. Только ответив на эти вопросы, можно задумываться о том, какие потребуются аппаратные средства, и сколько будет стоить программное обеспечение.
Итак, чаще всего мы сталкиваемся с автоматизированными информационными системами – системами, которые требуют участия людей в процессах управления собой. Системы, которые не требуют контроля со стороны человека, называются автоматическими информационными системами. Это не означает, что автоматические системы не имеют пользователей, а означает лишь то, что их работа действиями пользователей не управляется. Из наиболее доступных примеров информационных систем, работающих практически в автоматическом режиме, можно назвать поисковые системы в интернете, такие как google или яндекс, которые самостоятельно занимаются поиском новой и сортировкой существующей информации, а их пользователи являются всего лишь источниками запросов и потребителями ответов. Все информационные системы можно грубо поделить на информационно-поисковые, к коим и относятся упомянутые выше интернет сервисы, и системы обработки данных, где пользователи уже имеют возможность корректировать контролируемую системой информацию.
По назначению информационные системы обработки данных можно классифицировать примерно следующим образом:
Автоматизированные системы управления (АСУ) используются для автоматизации управления бизнес процессами на предприятии (АСУП) от финансов, бухгалтерии и документооборота и до конкретных технологических процессов на производстве или в обслуживании производственных активов. В базе данных систем, автоматизирующих технологические процессы (АСУ ТП), как правило, содержатся паспортные данные оборудования, данные о событиях, связанных с его эксплуатацией (осмотры, ремонты), результаты измерений, испытаний и прочая информация, влияющая на управление всем этим производственным хозяйством. Автоматизированные системы управления состоят из большого количества различных подсистем, в том числе тех, что будут описаны далее. Все эти подсистемы являются источниками данных для АСУ. Информация, накапливаемая в автоматизированной системе управления предприятием, должна также использоваться для анализа эффективности деятельности предприятия и планирования его развития в перспективе.
Географические информационные системы (ГИС) дают возможность хранить информацию о целевых объектах в форме пространственных данных и представлять эту информацию в виде электронной карты. ГИС позволяют работать с объектами в терминах пространственных запросов - отбирать данные в соответствии с заданными пространственными критериями (принадлежность к заданной территории, удаленность от указанной точки и т.д. и т.п.).
Диспетчерские системы управления призваны предоставлять соответствующему персоналу компании (диспетчерам) возможность мониторинга и удаленного оперативного управления производственными активами предприятия, а также позволять управлять чрезвычайными ситуациями, в том числе контролировать развитие аварий и прочих непредвиденных событий.
Системы автоматизированного проектирования (САПР, CAD) – это основной инструмент персонала, занимающегося инженерным проектированием. Подобные системы позволяют создавать чертежи объектов проектирования в электронном виде как в двух, так и в трехмерных проекциях и делать это в соответствии с принятыми стандартами и с требуемой точностью.
Приведенный список далеко не полный, но стоит отметить, что современные информационные системы все сложней относить к какому-то одному конкретному виду в силу их сложности и многофункциональности.
Есть смысл привести здесь еще один способ классификации информационных систем – это разделение их на системы реального времени и системы, работающие в обычном, не привязанном к хронометражу, режиме. В системах реального времени основным требованием является выполнение ключевых операций за отведенный регламентом промежуток времени. Если операция не может быть выполнена за указанный период, а растянутый во времени процесс ее полной и корректной обработки может негативно сказаться на процессах обработки других аналогичных действий, то такая операция останавливается или откладывается. Работу системы реального времени в первом приближении можно представить, как программную обработку внешних событий, которые могут наступать и длиться параллельно друг другу и быть связанными с разными объектами, контролируемыми (наблюдаемыми) системой. Большинство диспетчерских систем обязано работать в режиме реального времени, и одним из примеров таких систем является SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Система SCADA – это программный инструмент контроля над технологическим процессом в реальном времени, а контроль этот осуществляется за счет мониторинга и удаленного управления объектом диспетчеризации, которым может быть, в частности, производственное оборудование.
Тема: Основные понятия информационных систем. Классификация прикладных информационных систем.
1. Основные понятия информационных систем (ИС).
2. Классификация ИС по масштабу, сфере применения, способу организации.
3. Перечень прикладных информационных систем (ПИС).
4. Базовые определения ПИС.
Информационная система, классификация, способ организации, сфера применения, автоматизированное проектирование, системы управления базой данных, корпоративные системы, система обработки изображений, научные исследования, системы реального времени, экспертные системы, системы обучения, информационно-справочные системы, медицинские информационные системы.
1. Основные понятия ИС
Под информационной системой обычно понимается прикладная программная подсистема, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку текстовой и/или фактографической информации. Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем.
В наиболее общем случае типовые программные компоненты, входящие в состав информационных систем, реализуют:
· диалоговый ввод-вывод;
· логику диалога;
· прикладную логику обработки данных;
· логику управления данными;
· операции манипулирования файлами и (или) базами данных
2. Классификация информационных систем.
Информационные системы классифицируются по разным признакам. Рассмотрим наиболее часто используемые способы классификации по масштабу, по сфере применения, способу организации.
По масштабу информационные системы подразделяют на следующие группы (рис. 1).
Рис. 1. Деление информационных систем по масштабу
Одиночные информационные системы реализуются на автономном персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих во времени одно рабочее место. Подобные приложения создаются с помощью так называемых настольных , или локальных систем управления базами данных (СУБД). Среди локальных СУБД наиболее известными являются Clarion, Clipper, d Base, Microsoft Access и др.
Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной компьютерной сети. При разработке таких приложений используются серверы баз данных (называемые также SQL - серверами) для рабочих групп. Существует довольно большое количество различных SQL – серверов как коммерческих, так и свободно распространяемых. Среди них наиболее известны такие серверы баз данных, как Oracle, Microsoft SQL Server, Inter Base, Sybase и др.
являются развитием систем рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. В основном они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура. При разработке таких систем могут использоваться те же серверы баз данных, что и при разработке групповых информационных систем. В крупных информационных системах наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и Microsoft Server.
Для групповых и корпоративных систем существенно повышаются требования к надежности функционирования и сохранности данных. Эти свойства обеспечиваются поддержкой целостности данных, ссылок и транзакций в серверах баз данных.
Классификация по сфере применения.
По сфере применения информационные системы подразделяются на четыре группы (рис. 2).
· системы обработки транзакций;
· системы поддержки принятия решений;
· информационно-справочные системы;
· офисные информационные системы.
Системы обработки транзакций, в свою очередь, по оперативности обработки данных разделяются на пакетные информационные системы и оперативные информационные системы. В информационных системах организационного управления преобладает режим оперативной обработки транзакций (On line Transaction Processing, OLTP) для отражения актуального состояния предметной области в любой момент времени, а пакетная обработка занимает весьма ограниченную часть.
Рис. 2. Деление информационных систем по сфере применения.
Для систем OLTP характерен регулярный (возможно интенсивный) поток довольно простых транзакций, играющих роль заказов, платежей, запросов и т.п. Важными требованиями для них являются:
· высокая производительность обработки транзакций;
· гарантированная доставка информации при удаленном доступе к БД по телекоммуникациям.
Системы поддержки принятия решений (Decision Support System, DSS) представляют собой другой тип информационных систем, в которых с помощью довольно сложных запросов производится отбор и анализ данных в различных разрезах: временных, географических, по другим показателям.
Обширный класс информационно-справочных систем основан на гипертекстовых документах и мультимедиа. Наибольшее развитие такие информационные системы получили в Интернете.
Класс офисных информационных систем нацелен на перевод бумажных документов в электронный вид, автоматизацию делопроизводства и управление документооборотом.
Классификация по способу организации.
По способу организации групповые и корпоративные информационные системы подразделяются на следующие классы (рис. 3):
· системы на основе архитектуры файл-сервер;
· системы на основе архитектуры клиент-сервер;
· системы на основе многоуровневой архитектуры;
· системы на основе Интернет/ интранет – технологий.
Рис. 3. Деление систем по способу организации.
В зависимости от класса задач используются различные прикладные информационные системы (ПИС). ПИС – производство профессиональной информации, связанной с определенной профессиональной деятельностью. Она обеспечивает сбор, хранение, обработку, поиск и выдачу информации необходимой в процессе принятия решений задач из любой предметной области. Задача ПИС помочь в анализе проблем и создание новых продуктов в интересах достижения поставленной цели. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом для любой ПИС. В крупных организациях наряду с ПК в состав технической базы ПИС могут входить серверы, супер-ЭВМ, компьютерные системы.
3. Перечень прикладных информационных
систем и их базовые определения.
Рассмотрим перечень основных прикладных информационных систем.
1. Системы автоматизированного проектирования (САПР).
2. Системы мультимедийной обработки.
3. Экспертные системы.
4. Системы научных исследований и экспериментов.
5. Корпоративные системы.
6. Системы обработки сигналов и изображений.
7. Системы реального времени.
8. Системы обучения.
9. Информационно-справочные системы.
10. Системы управления базами данных (СУБД).
11. Медицинские информационные системы.
Рассмотрим назначение некоторых из них.
Среди прикладных информационных технологий автоматизация проектирования занимает особое место. Использование системы автоматизированного проектирования (САПР) позволяет снизить стоимость и сократить сроки проектирования при улучшение качества проектных решений. Предприятия ведущие разработки без САПР оказываются неконкурентоспособными вследствие как больших материальных и временных затрат на проектирование, так и невысокого качества проектов. САПР содержит техническое, математическое, методическое и программное обеспечение. Существуют и информационные поддержки типа CASE и CALS – технологий (CASE – Computer Aided System Engineering; CALS – Continuousr Acquisition and Life Cycle Support).
Экспертные системы (ЭС), или «системы, основанные на знаниях», представляют собой программное обеспечение, анализирующее некоторую информацию на основе специальных механизмов представления знаний о предметной области и логического вывода. Экспертные системы разрабатываются для широкого спектра проблем диагностики, проектирования, планирования, управления, пронозирования и др. Использование ЭС во многом объясняется их способностью воспринимать знания специалистов в определенной предметной области, обеспечивать доступ и манипулирование ими, а также выдавать рекомендации при решении практических задач на уровне высококвалифицированного эксперта. В ЭС принять выделять четыре существенные компоненты: базу знаний, машину логического вывода, модуль извлечения знаний и систему объяснения.
Системы мультимедийной обработки. Здесь под мультимедиа понимают совокупность визуальных и аудиоэффектов воспроизводимых с помощью компьютера и управляемых интерактивными программами. Средства мультимедиа – это комплекс средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и т.д.
Средствами мультимедиа являются:
· системы речевого ввода и вывода информации (системы распознавания речи и системы синтеза речи);
· компьютерные средства обеспечения звуковых технологий (звуковые карты и акустические системы);
· компьютерные средства обеспечения видеотехнологий.
Корпоративной информационной системой будем называть совокупность специализированного программного обеспечения и вычислительной аппаратной платформы, на которой установлено и настроено программное обеспечение.
Корпоративные информационные системы – это интегрированные системы управления территориально распределенной корпорацией, основанные на углубленном анализе данных, широком использовании систем информационной поддержки принятия решений, электронном документообороте и делопроизводстве. Неотъемлемой частью корпоративных информационных систем являются корпоративные сети. Известны корпоративные сети на основе OC Windows Server 2000, на основе СОС Novell NetWare 5.1 и др.
В системах реального времени обработка информации происходит в реальном масштабе времени (РМВ). Режим, при котором организация обработки данных подчиняется темпу процессов вне систем обработки данных, называется обработкой в реальном масштабе времени. В системах управления реальными объектами, построенных на основе компьютеров, процесс управления сводится к решению фиксированного набора задач. К системам РМВ могут быть отнесены и высокопроизводительные КС.
Система управления базой данных – это специальный пакет программ, посредством которого реализуется централизованное управление базой данных и обеспечивается доступ к данным СУБД позволяет структурировать, систематизировать и организовывать данные для компьютерного хранения и обработки. Именно системы управления базами данных являются основной практически любой информационной системы. База данных – это датологическое представление информационной модели предметной области. Созданы специальные языки СУБД. Например, для управления реляционными базами данных может быть использован язык SQL (Structured Query Language) – структурированный язык запросов.
Медицинские информационные системы – разработка технологии для организационного управления и обработки данных медицинского характера, разработка медицинских приборов и систем.
Контрольные вопросы и задания.
1. Дайте определение понятию «информационные системы».
2. Что такое компьютерные системы? Каковы их разновидности?
3. Какую функцию выполняют корпоративные информационные системы?
4. Приведите перечень основных прикладных информационных систем (ПИС).
5. Что дает проектировщикам ПИС использование САПР?
6. Что представляет собой экспертные системы? Для каких целей они предназначены?
7. Определите основные компоненты входящие в экспертную систему.
8. Что такое система реального времени? Какие компьютеры могут быть отнесены к системам реального времени?
9. С помощью каких технических и программных средств можно реализовать мультимедиа?
10. Что относится к медицинским информационным технологиям?
11. Какие существуют информационные поддержки для создания САПР?
12. Чем объясняется широкое использование экспертных систем во многих областях науки и техники?
13. Как классифицируется ИС по масштабу, способу организации и сферы применения?
14. Как понять термин «групповые ИС»?
Литература: 1,2,3,5,7.
То стоит рассмотреть этот вопрос с разных точек зрения, что позволит создать общую картину. Специалисты говорят, что она представляет собой взаимосвязанную совокупность средств, персонала и методов, использующихся для сохранения, обработки и выдачи информации, необходимой для решения каких-то конкретных поставленных задач.
Основные моменты
Рассматривая, необходимо сказать, что она может иметь разный масштаб и назначение. Есть и иные особенности. Системы могут отличаться степенью охвата разных сфер деятельности компании, могут предназначаться не только для ведения складского или бухгалтерского учета, но и финансов, осуществления производственного учета и контроля документооборота предприятия.
Вне зависимости от предназначения, все они обладают целым набором свойств, которые стали для них общими. В качестве основных для обработки информации в любой современной системе требуется использование компьютеров. Они являются инструментами и технической базой в совокупности со специализированными программами, установленными на них. Если говорить о том, что такое информационная система, то тут следует отметить, что ее основой можно назвать средства, разработанные для хранения и доступа к данным. Они при этом предназначены для использования конечным пользователем, который не должен быть специалистом в области компьютерной техники. Сюда включены клиентские приложения, предназначенные для обеспечения интуитивно понятного интерфейса.
Типы ИС
Такие системы разделяются на документальные и фактографические. Первые ориентированы на решение задач, связанных с управлением производством, бухгалтерским учетом и прочих подобных им. Вторые ориентированы на поиск однозначных ответов на запросы, а также на решение поставленной задачи только одним способом. Это могут быть разнородные системы справочно-информационного характера, поисковые, а также занятые оперативной обработкой данных. Документальные ИС предназначены для решения задач, которые не предусматривают однозначных ответов на вопросы. Тут можно привести в качестве примера которая становится все популярнее на предприятиях в последнее время. Допускается смешанный тип ИС.
Масштабы
Говоря о том, что такое информационная система, стоит затронуть и такой важный вопрос, как ее масштаб. Принято различать индивидуальные или настольные ИС, сетевые, в которые включено несколько пользователей, а также наиболее крупные - масштаба предприятия. Современную компанию довольно сложно представить без использования такой системы. Не имеет значения, в какой области сосредоточена деятельность предприятия, не столь важны и его размеры, его ИС в любом случае служит стержнем, обеспечивающим эффективное управление производством, торговлей или своевременным качественным оказанием услуг. С ее помощью упрощается решение управленческих задач, удается освободить часть сотрудников от решения разнообразных рутинных дел, снижается вероятность ошибок, уменьшается число бумажных документов, а также появляются возможности для существенного снижения затрат. По этой причине любое современное предприятие отличается тем, что все, связанное с системой информации и обеспечением ее бесперебойного функционирования, стало предметом особого контроля со стороны управленческого персонала.
Городская информационная система кадастрового учета
ИС городского кадастра - это один из способов обеспечения информационного преобразования кадастровых данных об объектах разных типов собственности в населенном пункте. Она представляет собой комплекс технических средств и программного обеспечения, материальных и трудовых ресурсов, которые направлены на создание информации об объектах недвижимой собственности и ее полное представление в форме материальных документов.
Городская информационная система играет весьма важную роль в обеспечении данными, так как она служит в качестве эффективного средства формирования информационного пространства, которое используется для управления социальной, хозяйственной, экономической и иными видами деятельности в нем. В нынешних социально-экономических условиях создание такого пространства становится возможным только на базе абсолютной автоматизации таких процессов, как сбор, обработка, хранение и обновление кадастровых данных об объектах недвижимости. Кроме того, обеспечение информационных систем представляет доступ ко всем указанным данным, оперативный обмен между государственными и коммерческими структурами разного рода, службами и организациями города.
Необходимость такой структуры
На данный момент определенные государственные, коммерческие и муниципальные организации (земельные рынки, ипотечные банки, комитеты по приватизации недвижимости, налоговые инспекции, страховые компании и прочие) почти не могут выполнять свои прямые обязанности без организации своевременного обмена кадастровой информацией, достоверной в этот период времени. Именно поэтому разработка информационной системы подобного рода позволяет решать не только задачи защиты прав собственности и налогообложения, но и иные вопросы.
Некадастровые задачи
Оперативное, полное и качественное информационное обеспечение органов, осуществляющих управление городом, коммерческих, хозяйственных и прочих структур и отдельных граждан полноценной и достоверной информацией о физическом состоянии объектов недвижимости разных форм собственности и прочих элементов городской среды;
Анализ использования инфраструктурных, природных, трудовых, материальных, технических средств и ресурсов города, их распределение по формам собственности и прочее;
Работы по подготовке градостроительных и архитектурных проектов, по проектированию инженерных сетей и прочего.
Сложности в работе
Проектирование информационных систем подобного рода стало необходимо в связи с тем, что до недавнего времени на отечественном рынке не было аналогов, способных решать столь сложные задачи. За рубежом тоже отсутствуют подобные решения, однако в последние годы активизация работ в этой области просто поражает. Первой российской разработкой в данной области стала АИС ГК, созданная Новосибирским филиалом РосНИЦ «Земля». Она ориентирована на обеспечение разнообразных структур достоверной кадастровой информацией: администрации, комитета по приватизации, страховых бюро, налоговых инспекций, учреждений и предприятий, ипотечных, земельных и инвестиционных банков, а также отдельных лиц, которые обладают недвижимостью.
Особенности учета данных
Важно понимать, что определенные службы и организации города способны являться не только пассивными потребителями кадастровой информации, но и формировать ее, оказывая огромное влияние на формирование городского информационного пространства. Именно по этой причине разработка АИС ГК велась с учетом возможности использования программных продуктов подобных пользователей, а также предусматривала сохранность их парка технических средств измерений. Единая информационная система разрабатывалась с учетом всех указанных особенностей.
Используемые принципы построения
Модульность в плане построения, что позволяет обеспечить нормальное функционирование каждого отдельного элемента, а значит, и всей их совокупности в целом;
Обладают весьма гибкой архитектурой программного обеспечения, что позволяет включать в сеть новых абонентов и исключать их из нее, не снижая работоспособности, надежности и производительности всей структуры, а также не требует каких-либо перенастроек;
Данные полностью защищены от утраты при сбоях либо несанкционированном доступе к ИС;
Классификация и кодирование данных об элементах городской среды является единой;
Ввод информации осуществляется в едином формате, что стало возможным благодаря использованию системных средств настройки, которые предоставляются операционной системой и сетевыми СУБД;
Результаты геодезических изменений обрабатываются в полностью автоматизированном режиме вне зависимости от того, какие методы использовались для их сбора;
Информация в базе данных представлена в топологической целостности, есть возможность для редактирования всех видов кадастровых данных;
Оперативный контроль достоверности и правильности данных при всех операциях с ними.
Такая единая информационная система способна решать не только непосредственно кадастровые задачи, но и многие другие, сопряженные с разработкой планов развития территорий и их переустройства, защитой окружающее среды, рациональным размещением жилищных объектов, моделированием потоков транспорта, управлением имуществом и многим другим. Помимо этого, такая система легко в себя вбирает пользовательские приборы, инструменты и компьютеры.
Альтернативные варианты
Школьная информационная система представляет собой совершенно новый подход к вопросам образования. С помощью важных элементов достигается своевременное обеспечение данными. К примеру, такой элемент, как электронный дневник, используется для размещения информации об оценках и домашних заданиях, позволяя оперативно взаимодействовать учителям с учениками. Сюда включается ученическое портфолио, демонстрирующее его активность в школе и за ее пределами. Школьная информационная система поддерживает использование личных настроек приватности посредством личного кабинета. Родители могут оперативно получать достоверную информацию не только об успеваемости, но и о домашних заданиях.
Итак, все это позволяет понять, что такое информационная система, как она помогает в решении многих важных вопросов.
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.
