Автоматизация управленческой деятельности изначально связывалась только с автоматизацией некоторых вспомогательных, рутинных операций. Но бурное развитие информационных технологий, совершенствование технической платформы и появление принципиально новых классов программных продуктов привело в наши дни к изменению подходов к автоматизации управления предприятием.

Автоматизация - одно из главных направлений научно-технического прогресса, использующее саморегулирующие технические средства и некоторые математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов, изделий или информации, либо существенного уменьшения степени человеческого участия или трудоёмкости выполняемых операций.

Основные преимущества автоматизации и новой технологии переработки информации сказываются там, где приходится выполнять повторяющиеся задачи, предусматривающие запрограммированные решения, либо задачи с большим объемом вычислений или чисто механического труда. Такие задачи составляют достаточно большую часть работы, которую многие люди считают творческой или оригинальной. Компьютерная техника позволяет ускорить почти любой творческий процесс. Результатом освоения людьми компьютерной техники и новых информационных технологий обычно является развитие творчества, поскольку значительно облегчается перебор различных вариантов.

Общая цель автоматизации управления - повышение эффективности и качества деятельности объекта управления, что обеспечивается следующими направлениями автоматизации:

– Повышение оперативности управления - сокращение времени выполнения таких операций, как поиск, сбор, обработка и передача информации, решение логических задач, оформление документов и т.д.

– Снижение трудозатрат ЛПР на выполнение дополнительных/вспомогательных процессов. К ним относятся информационные и расчетные операции, которые носят вспомогательный характер и при этом являются весьма трудоемкими. В результате освобождения от рутинной работы сотрудники могут сосредоточиться на творческих процессах управления.

– Повышение объективности и правильности принимаемых решений. Процесс принятия решений строится на основе изучения и прогноза развития ситуации с применением математического аппарата. При этом сохраняют свое значение традиционные методы обоснования решений, опирающиеся на опыт и интуицию.

Основными принципами автоматизации процессов являются:

Принцип согласованности. Все действия в автоматизируемом процессе должны быть согласованы между собой, а также с входами и выходами процесса. В случае же несогласованности действий может возникнуть нарушение выполнения процесса.

Принцип интеграции. Любой автоматизируемый процесс должен иметь возможность интегрироваться в общую среду системы организации. На различных уровнях автоматизации интеграция выполняется по-разному, но суть принципа всегда остается неизменной. Автоматизация процессов должна обеспечивать корректное взаимодействие автоматизируемого процесса с внешней средой (по отношению к этому процессу).

Принцип независимости исполнения. Каждый автоматизируемый процесс должен выполняться самостоятельно, без участия человека, либо с минимальным контролем со стороны работника. Человек не должен вмешиваться в процесс, если процесс выполняется в соответствии с установленными требованиями.

Выделяют три уровня автоматизации:

На нижней ступени решаются технические задачи: соблюдение технологических режимов, правил эксплуатации оборудования и техники безопасности. На этой ступени применяют локальные системы стабилизации и регулирования параметров, поисковую автоматику, некоторые элементы вычислительной техники, а также автоматическую сигнализацию, блокировку, регистрацию и т.п.

На средней ступени определяется экономически обоснованное распределение нагрузок между цехами и агрегатами, оптимальный режим технологического процесса, а также вырабатываются и передаются команды управления системам автоматизации нижней ступени. Для этого используют системы централизованного сбора информации и программы для анализа деятельности производства.

На верхней ступени решаются технические и в основном экономические задачи. Планируется производство отдельных цехов и участков, выполняются учетные работы, осуществляется управление транспортом, складами, энергоресурсами, определяются показатели для оперативного управления, которые передаются в соответствующие системы автоматизации средней ступени.

Автоматизация процессов на каждом из указанных уровней обеспечивается за счет применения различных систем автоматизации, например:

– CRM системы;

– ERP системы;

– OLAP системы.

Решение вопросов автоматизации на уровне всех трех ступеней является, по существу, решением вопросов комплексной автоматизации производств.

Типы систем автоматизации включают в себя:

– Неизменяемые системы. Это системы, в которых последовательность действий определяется конфигурацией оборудования или условиями процесса и не может быть изменена в ходе процесса.

– Программируемые системы. Это системы, в которых последовательность действий может изменяться в зависимости от заданной программы и конфигурации процесса. Выбор необходимой последовательности действий осуществляется за счет набора инструкций, которые могут быть прочитаны и интерпретированы системой.

– Гибкие (самонастраиваемые) системы. Это системы, которые способны осуществлять выбор необходимых действий в процессе работы. Изменение конфигурации процесса (последовательности и условий выполнения операций) осуществляется на основании информации о ходе процесса.

Эти типы систем могут применяться на всех уровнях автоматизации процессов по отдельности или в составе комбинированной системы.

Наша информационная система должна решать текущие задачи стратегического и тактического планирования, складского учета и управления фирмой, т.е. управлять системой принятия решений, а именно:

– управлять материальными ресурсами;

– управлять знаниями и информационной средой;

– автоматизировать процессы управления;

– обеспечивать создание баз данных и баз знаний;

– обеспечивать сокращение персонала и повышение производительности труда;

– обеспечивать интеграцию всех звеньев управления;

– автоматизировать обработку данных и обеспечить соответствующий мониторинг основных показателей экономического состояния предприятия (организации);

– создавать новую информационную культуру деятельности;

– усиливать интеллектуальные возможности ЛПР.

1.4.1 История развития ИС

Первые информационные системы появились в 1950-х гг. В эти годы они были предназначены для обработки счетов и расчета зарплаты, а реализовывались на электромеханических бухгалтерских счетных машинах. Это приводило к некоторому сокращению затрат и времени на подготовку бумажных документов.

1960-е гг. знаменуются изменением отношения к информационным системам. Информация, полученная из них, стала применяться для периодической отчетности по многим параметрам. Дня этого организациям требовалось компьютерное оборудование широкого назначения, способное обслуживать множество функций, а не только обрабатывать счета и считать зарплату, как было ранее.

Таблица 1.1. История развития информационных систем

1.4.2 Основные понятия ИС

Нужно понимать разницу между понятиями "информационная система" и "информационная технология". Информационная технология (ИТ) - это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления - информационного продукта. Понятие "информационная технология" тесно связано с понятием "информационная система". Под информационной системой обычно понимается прикладная программная система, ориентированная на сбор, хранение, поиск и обработку какой-либо информации. Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем.

К информационным системам относятся:

информационно-справочные и информационно-поисковые системы;

системы, обеспечивающие автоматизацию документооборота и учета (в том числе бухгалтерского);

информационные системы управления;

интеллектуальные (экспертные) системы;

системы автоматизации научных исследований;

системы автоматизированного проектирования;

геоинформационные системы и др.

Таблица 1.2. Примеры систем

Процессы, обеспечивающие работу информационной системы любого назначения, условно можно представить в виде схемы (Рис.1.2), состоящей из следующих блоков:

Рис.1.2 - Схема процессов информационной системе

– ввод информации (сбор информации о состоянии внешней среды и объекта управления, т.е. создание первичной, или вход ной, информации и представление ее в нужном виде);

– база данных;

– обработка информации (поиск, выборка, сортировка, анализ, вывод информации для представления пользователям или передачи в другую систему);

– обратная связь (передача информации, обработанной пользователем для коррекции входной информации).

Любая система состоит из подсистем, подсистема любой системы может быть сама рассмотрена как система. Размер рассматриваемой системы определяются доступными ресурсами и окружением. Например, система бухгалтерского учета является подсистемой системы управления производственным предприятием и включает в себя подсистемы материального учета, налогового учета, расчета заработной платы и т.д.

Структура информационной системы должна быть такой, чтобы взаимодействие между ее подсистемами укладывалось в ограниченные стандартные рамки:

– каждая подсистема должна инкапсулировать свое содержимое (скрывать его от других подсистем);

– каждая подсистема должна иметь четкий интерфейс с другими подсистемами.

Инкапсуляция позволяет рассматривать структуру каждой подсистемы независимо от других подсистем. Наличие интерфейсов между подсистемами позволяет объединять их в систему более высокого уровня.

Для изучения информационных систем важно иметь представление о задачах системного анализа. Системный анализ - это логически связанная совокупность теоретических и эмпирических положений из области математики, естественных наук и области разработки сложных систем, обеспечивающая повышение обоснованности решения конкретной проблемы.

В состав задач системного анализа в процессе создания информационной системы входят задачи декомпозиции, анализа и синтеза.

Задача декомпозиции означает изображение системы в виде набора подсистем, состоящих из более мелких элементов.

Задача анализа состоит в нахождении различного рода свойств системы или среды, окружающей систему. Цель анализа - определение закона преобразования информации, задающего поведение системы.

Задача синтеза системы противоположна задаче анализа. Не обходимо по описанию закона преобразования информации по строить систему, фактически выполняющую это преобразование по определенному алгоритму.

Для функционирования информационной системы необходимы следующие основные элементы:

– База данных

– Система управления базой данных

– Пользовательское приложение

– Пользователи

Вкратце рассмотрим каждый элемент.

Есть множество определений баз данных, так как их слишком много рассмотрим несколько из них.

"База данных (БД) - совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимая от прикладных программ." Зрюмов Е. А.

"База данных - это некоторый набор перманентных (постоянно хранимых) данных, используемых прикладными программными системами какого-либо предприятия" К. Дж. Дейт.

Система управления базами данных (СУБД) - совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Пользовательское приложение, это приложение, по автоматизации определенной деятельности, использующее базу данных. Приложение выполняет определенные действия: обработку, выборку существующей информации, вставку новой, удаление или редактирование существующей информации, все эти функции выполняются через запросы к системе управления базами данных. Вместе с тем не дает делать пользователю лишние действия.

Пользователи, лицо или организация, которое использует действующую информационную систему непосредственно через ЭВМ. Пользователь получает доступ к базе данных, использую одно из приложений.

1.4.3 Классификация информационных систем

Информационные системы могут значительно различаться по типам объектов, характером и объёмом решаемых задач, и рядом других признаков.

Общепринятой классификации ИС до сих пор не существует, поэтому их можно классифицировать по разным признакам, что вызвало существование нескольких различных классификаций ИС. Информационные системы классифицируются по самым разным признакам. Рассмотрим наиболее часто используемые виды классификации:

– по масштабам применения - настольные, групповые, корпоративные;

– по сфере применения - ИС организационного управления, экономические ИС, интегрированные ИС

– по способу распределения ресурсов

– по масштабам применения

– по способу организации информационные системы

Настольные (одиночные) ИС предназначены для работы одного человека. К ним можно отнести автоматизированное рабочее место (АРМ) специалиста (конструктора, технолога, расчётчика на прочность, следователя и т.д.). ИС этого уровня позволяют специалистам, работающим с данными, повысить продуктивность и производительность работы.

Внедрение таких программ не вызывает особых трудностей и осуществляется оперативно. Настольные ИС реализуются на автономном компьютере, как правило, ПК. Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место. Подобные приложения создаются с помощью так называемых "настольных СУБД" (FoxPro, Paradox, dBase, MS Access) или с помощью файловой системы и диалоговой оболочки для ввода, редактирования и обработки данных.

Офисные (групповые) ИС предназначены для информатизации офиса - обработки данных, повышения эффективности их работы и упрощения канцелярского труда. Групповые ИС ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы (одного

подразделения). Чаще всего строятся как локальная вычислительная сеть ПК или реже как многотерминальная централизованная вычислительная система.

ИС складской автоматизации вследствие своей простоты и много профильности активно используются работниками любого организационного уровня. Наиболее часто их применяют работники средней квалификации: бухгалтеры, секретари и т.п. Деятельность таких ИС в основном охватывает управление документацией. Они позволяют повысить производительность труда секретарей и конторских работников и дают им возможность справляться с возрастающим объёмом работ.

Корпоративные информационные системы направлены на большие организации и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети.

По сфере применения:

Так как информационные системы создаются для удовлетворения информационных потребностей в рамках конкретной предметной области, то каждой предметной области соответствует свой тип информационных систем. Так как количество предметных областей велико, перечислю всего парочку из них для примера:

– Информационная система организационного управления, предназначен для автоматизации функций управленческого персонала.

– Экономическая информационная система, предназначена для автоматизации сбора, хранения, обработки и выдачи необходимой информации, предназначенной для выполнения функций управления.

– Интегрированные информационные системы, предназначены для автоматизации всех функций фирмы и охватывает цикл работ от проектирования до сбыта продукции

По способу распределения ресурсов:

Прежде чем начать, следует, отметить что информационные системы могут размещаться как на одном компьютере, так и на нескольких.

Распределённые ИС основаны на взаимодействии нескольких ЭВМ, связанных сетью. Отдельные узлы сети обычно территориально удалены друг от друга, решают разные задачи, но используют общую информационную базу.

Локальные ИС используют одну ЭВМ и предназначены для автоматизации отдельных функций управления на отдельных уровнях управления. Такая ИС может быть однопользовательской, функционирующей в отдельных подразделениях системы управления. Для работы локальной информационной системы необходимо организовать на пользовательском компьютере хранение данных и доступ к ним. Сделать это можно несколькими способами:

– Использовать полную версию системы управления базы данных, на локальной ЭВМ устанавливается полная версия СУБД, а само приложение подключается к ней. В действительности это та де многопользовательская система, только СУБД не вынесена на отдельный сервер. Например, Oracle, DB2, Microsoft Access, в данной работе будет использоваться MySQL.

– Использование встраиваемую систему управления базой данных. В сравнении с полной версией СУБД ее функционал кажется неполно функциональным, и представляет собой больше библиотеку. Обычно используется урезанная версия SQL или специальный язык запросов. Например, SQLite.

– Если, нет СУБД, то используют текстовые файлы, XML и CSV или какие-то другие форматы.

По способу организации информационные системы подразделяются на следующие группы:

– На основе архитектуры файл-сервер

– На основе архитектуры клиент-сервер

– На основе многоуровневой архитектуры

– На основе Интернет/интернет-технологии

В архитектуре файл-сервер базы данных хранятся на сервере, клиент обращается к серверу с файловыми командами, а механизм управления всеми информационными ресурсами находится на компьютере клиента.

Файл-серверные базы данных могут быть доступны многим клиентам через сеть. Сама база данных хранится на сетевом файл - сервере в единственном экземпляре. Для каждого клиента во время работы создается локальная копия данных, с которой он манипулирует. При этом возникают проблемы, связанные с возможным одновременным доступом нескольких пользователей к одной и той же информации. Эти проблемы решаются разработчиками приложений баз данных (каждый раз при обращении к данным проверяется их доступность).

Архитектура клиент-сервер (Рис.1.3) предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является наличие выделенных серверов баз данных, принимающих запросы на языке структурированных запросов (Structured Query Language, SQL) и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации. Отличительная черта серверов баз данных - наличие хранилища метаданных, в котором записаны структура базы данных, ограничения целостности данных, форматы и серверные процедуры обработки данных по вызову или по событиям в программе. Объектами разработки в таких приложениях, помимо диалога и логики обработки, являются прежде всего реляционная модель данных и связанный с ней набор SQL-операторов для типовых запросов к базе данных.

Рис.1.3 - Двухуровневая архитектура клиент-сервер

Многоуровневая архитектура является развитием архитектуры клиент-сервер и в своей классической форме состоит из трех уровней (Рис.1.4).

Рис.1.4 - Трехуровневая архитектура клиент-сервер

На нижнем уровне на компьютерах пользователей расположены приложения клиентов, выделенные для выполнения функций и логики представлений, обеспечивающие программный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне.

На среднем уровне расположен сервер приложений, на котором выполняется прикладная логика и с которого логика обработки данных выполняет операции с базой данных, т.е. этот уровень обеспечивает обмен данными между пользователями и распределенными базами данных. Сервер приложений размещается в узле сети доступно всем клиентам.

На третьем, верхнем, уровне расположен удаленный специализированный сервер баз данных, принимающий информацию от сервера приложений. Сервер баз данных выделен для услуг об работки данных и файловых операций.

Информационные системы на основе интернет технологий, позволяют организовывать распределенные информационные системы, доступ к которым возможен через интернет. При этом создается многоуровневая информационная система.

1.5 Базы данных и системы управления базами данных